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傾角傳感器在光伏追日系統(tǒng)上的應用

更新時間:2022-04-20   點擊次數(shù):905次

光伏發(fā)電設備一般都配備有太陽跟蹤系統(tǒng),也常被稱為追日系統(tǒng)。這種光伏陣列自動跟蹤系統(tǒng),能通過實時跟蹤太陽運動軌跡,輔助光伏組件精確跟蹤太陽能,保證太陽光線始終垂直照射在光伏電池板上的控制設備,使光伏陣列所接收到的太陽輻射量大大增加,進而顯著提高光伏系統(tǒng)的總體發(fā)電量。而系統(tǒng)中的傾角傳感器,則是優(yōu)化太陽能接收率的關(guān)鍵性設備之一。

太陽能光伏跟蹤系統(tǒng),分為水平單軸光伏跟蹤系統(tǒng)、斜單軸光伏跟蹤系統(tǒng)、雙軸光伏跟蹤系統(tǒng)三種,不僅能夠全面提高電站發(fā)電量,更能因地制宜,更好地適應各種復雜地形。這三種跟蹤系統(tǒng)采用的都是主動式跟蹤控制策略,通過計算得出太陽在天空中的方位,并控制光伏陣列朝向。

太陽能光伏發(fā)電追日系統(tǒng),需要調(diào)節(jié)太陽能電池的方位和傾角,使太陽能電池板能根據(jù)太陽的運動變化及時作出調(diào)整,以達到始終使光線以0度入射角照射到太陽能電池板上?;诖耍刹捎脙A角傳感器用于測量太陽能電池板的角度信息,供追日系統(tǒng)與太陽的方位、高度信息進行比對,并作出對太陽能電池板調(diào)整的命令。

傾角傳感器會安裝于太陽能電池板的傾斜面上,當太陽能電池板的傾斜角發(fā)生變化時,傾角傳感器可實時進行測量。在這一場景中,傾角傳感器的基本原理,可抽象性地簡化為一個質(zhì)量塊和能對該質(zhì)量塊進行固定軸向加速度測量的加速度傳感器,當發(fā)生傾斜時,其內(nèi)部的質(zhì)量塊M對垂直于傾斜面方向的傾角傳感器產(chǎn)生了隨傾斜角變化的力F1,由于質(zhì)量塊是固定在垂直于傾斜面的軸向上的,所以,質(zhì)量塊在此方向受力會達到平衡。

簡單分析可知,傳感器受到力F1與質(zhì)量塊重力G之間的關(guān)系為:F1=G*cosθ。在這一關(guān)系式中,重力G和F1,分別可通過計算和測量得出,因此,能得到角度θ的大小。由于該角度和傾斜角大小相同,并隨傾斜角的變化而變化,故而θ即為傾斜角。

通常來說,太陽能光伏發(fā)電追日系統(tǒng)都會根據(jù)當?shù)氐慕?jīng)緯度,計算出當?shù)匾荒曛忻恳惶焯柕姆轿缓徒嵌刃畔?,并將信息儲存在電腦軟件中。這樣一來,就可以將傾角傳感器測得的電池板角度信息,與太陽的角度信息進行比對,進而得知將太陽能電池板的傾角調(diào)整到多少度最為合適了。

而判斷是否達到合適的角度,也是由傾角傳感器將調(diào)整后的角度測量出來,發(fā)送到相應的控制端,判斷是否繼續(xù)進行調(diào)整,直至調(diào)整完成。


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