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  • 关于跟踪式光伏发电系统的探讨与分析
  • 来源:张进          发布时间:2019/9/12 14:11:55
  • 摘要:如今,能源问题越来越严重,这就需要不断研究环保技术与能源,跟踪式光伏发电技术与产业就应运而生,并且渐渐在各个领域中得到普及。本文首先阐述了跟踪式光伏发电系统的基本机制,并且提出了优化跟踪式光伏发电系统的具体措施,希望能够有效促进跟踪式光伏发电系统的建设与发展,进而为全球生态环保、能源节约事业贡献一份力量。
    关键词: 跟踪式;光伏发电系统;探讨 

     

    新形势下,有两个世界性的重大问题,也就是可再生能源的运用及发展,这也在很大程度上促进了跟踪式光伏发电系统的建设与发展,并且由于这种技术的广泛运用,使得世界性的环境及能源压力得到极大的降低,鉴于此对跟踪式光伏发电系统进行分析,具备极其重要的实践价值及意义。

     

    1跟踪式光伏发电系统的机制
    太阳光线的入射角会在一定程度上影响太阳电池方阵的发电量,并且发电量最大是光线和太阳电池方阵平面处于垂直状态的时候,要是使得入射角的大小改变,发电量就会显著降低。其基本机制及架构是:方位角转动机构及高度角转动机构的组成都是2台电动机及减速机,光电传感器应该和太阳电池板方阵平面保持垂直。由于太阳光线的变化,会导致传感器出现失衡的现象,进而使得系统输出信号出现一定的偏差,这种偏差较大,并且达到特定的数值时,方向开关电路就会自动启动,然后就会有执行机构来纠正,进而使得光电传感器能够再一次恢复平衡,也就是太阳能电池板方阵平面和太阳光线处于垂直状态,进而转动停止,而且一次调整周期实现。要是反复进行调整,追随着太阳,形成完善的闭路负反馈体系,就充分体现了跟踪作用。这个体系不用设置基准位置,跟踪器并不会出现失去方向的问题。此外,系统中具备防杂光影响,与夜晚不跟踪电路,当然,也能够借助手动操作对系统进行控制,这就会使得调试工作更加便利。
    云层将太阳挡住的时候,陶阳光线非常小,这也就使得发电量也非常少,这时候没有跟踪的价值,系统就不会继续跟踪。要是天边露出微弱放入光线,同样不要担心跟踪器被误导,这就是防杂光影响功能的体现。云层消散、太阳露出来的时候,自动跟踪器就会第一时间响应,并且准确地跟踪太阳。晚上没有光线的时候,就不会产生发电量,电路就会自动停止,还会自动转至东方。

     

    2光伏发电自动跟踪系统的改进与发展
    国内现今运用的就是不具备跟踪装置的太阳能光伏系统,因为太阳能电池的市场价非常高,并且这种系统的发电效率并不理想,这就使得这种系统没有得到普及。现今,市场评价最好的跟踪式光伏发电系统就是双轴自动跟踪系统,能够提升幅度为1/2的发电量,其运用前景非常广阔是,可是这种系统在规模较大的太阳能发电系统中比较适用。但是国内牧区非常寒冷、地形非常复杂、居住分散,这就会使得这种系统的普及受到极大的影响,其中就包括成本较高、结构具备一定的复杂性、存在较大的困难,这就意味着双轴自动跟踪系统的运用受到极大的阻碍。鉴于此,依照太阳能发电自动跟踪系统的机制与手段,有效优化了双轴自动跟踪系统进,开发了价格亲民的单轴自动跟踪系统。太阳能电池板和地面水平的南北方向依照其的地理位置形成夹角,这样的一个高度角能够手动开展更正调节。东西方向的角借助单片机管理体系开展对应的自动跟踪工作,一直追随阳光的方位,让太阳能电池可以维持持续的发电作业。
     太阳自动跟踪体系大致可以分成机械部分以及管理部分。机械部分主要是由电池支座、底板以及电机所构建而成;管理部分驱动电机能够让电池在东西方向上自由的转动。管理部分主要是由软件所构建而成,有着造价低、智能化程度深、拓展性强等优势。高度角不仅可以自动调整,还可以进行对应的手动调节。
     太阳自动跟踪体系的支持体系通常有:框架体系、轴架体系以及转动体系三种。依照其对应的性价比,中国牧区当中选择的主要架构就是轴架体系。
    (1)实时时钟。本系统主要是借助时钟芯片DS1302,完成数据的读取及导入,旨在及时启动定时控制系统工作,其格式包括12与24h两种。
    (2)单片机控制单元。运用AT89S8252芯片设计自动跟踪系统,这个芯片的特性是:内部具备看门狗定时器(WDT),可以咋没有操作人员值守的时候,自动恢复运行系统运行状态;芯片内带有8KB的FLASH程序存储器及2KB的EEPROM数据存储器,不用再次扩展存储器,这就能够使得系统的稳定性得到极大的强化;价格相对合理并且低廉,具备丰富的编程资源;工作电压范围相对较宽。运用4.0-6.0V的工作电压,使得交、直流的供电更加便捷,进而有效降低电源的波动影响,因此就不会严格要求电源的质量。
    (3)步进电机。选择混合式步进电机,这种电机兼具永磁式与反应式的优势。
    (4)系统工作原理。根据一定次序,把实时时钟芯片导入单片机,和设定值进行对比之后,使得系统工作得到明确,也就是说早上6点至18点是跟踪系统工作时间,单片机借助电机驱动电路对电机转动进行控制。到了18点之后,将跟踪系统工作停止,单片机控制电机转回初始方向,也就是让太阳能电池板回到初始方向。

     

    3结语
    总而言之,跟踪式光伏发电机具备很多优势,能够在很大程度上环节能源紧张的困境,因此,深入研究跟踪式光伏发电机对我国环保与能源事业具备极其重要的实际价值与意义。

     

    参考文献:
    [1]谢磊,武浩,万宏,崔楠,吴洪宽.平单轴跟踪光伏发电系统容量配比研究[J].太阳能,2017(12):30-36.
    [2]阎昌国,刘小雍,李生红,刘晓宇.光伏发电系统并网控制策略研究[J].遵义师范学院学报,2017,19(02):97-99.
    [3]刘佳尉,黄华,薛涛.不同类型跟踪系统的光伏电站发电量对比分析[J].科技与创新,2016(18):106.
     

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