一种太阳跟踪监测装置的制作方法

1.本发明涉及太阳能技术领域，具体涉及一种太阳跟踪监测装置。


背景技术：

2.目前，太阳能应用产业日趋成熟，规模不断扩大，已经成为世界各国鼓励发展的朝阳产业。太阳能作为一种可再生资源，具有辐照范围广、绿色环保、可永久利用等优点，但是它也具有低密度、间歇性、空间分布不断变化等特点，这与常规能源有很大区别，因此对太阳能的收集和利用提出了更高的要求。
3.为了提高太阳能的收集效率，太阳跟踪装置应运而生，现有的太阳跟踪装置均是一对一的安装在太阳能支架上，虽然在很大程度上提高了太阳能的收集效率，但是整个太阳能收集设备的成本大大提高，导致这样的太阳能收集设备并没有得到大面积推广使用。
4.由此可见，如何提供一种太阳能收集效率高且不会带来成本浪费的太阳跟踪监测装置成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种太阳能收集效率高且不会带来成本浪费的太阳跟踪监测装置。
6.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
7.一种太阳跟踪监测装置，其架设在多个太阳能支架上方，包括工作面板和多个支撑腿，多个所述支撑腿与所述工作面板的一侧面固定连接，所述工作面板的另一侧面固定连接有太阳水平总辐射传感器、最佳倾角辐射传感器和指挥云台，所述支撑腿上固定连接有控制器，所述太阳水平总辐射传感器、最佳倾角辐射传感器和指挥云台均与所述控制器连接；
8.所述太阳水平总辐射传感器实时采集太阳辐射信息，并将所述太阳辐射信息发送给所述控制器；
9.所述指挥云台采集太阳图像信息和自身角度信息，根据所述太阳图像信息和自身角度信息确定太阳位置，并将所述太阳位置的信息发送给所述控制器；
10.所述最佳倾角辐射传感器采集太阳能支架的倾角信息，并将所述倾角信息发送给所述控制器；
11.所述控制器接收所述太阳辐射信息和倾角信息，并根据太阳辐射信息和倾角信息生成角度调节信息；所述角度调节信息为太阳能支架待调节角度的数据。
12.本发明的有益效果是：通过太阳水平总辐射传感器、最佳倾角辐射传感器获取太阳辐射信息以及太阳能支架的倾角信息，并通过指挥云台配合控制器生成调节太阳能支架的角度调节信息，从而实现了一个太阳跟踪监测装置对多个太阳能支架的控制，避免了传统的一个太阳能支架上安装一个跟踪系统或传感器造成的成本浪费。
13.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
14.进一步，所述工作面板上还设有风速风向传感器，所述风速风向传感器与所述控制器电连接，所述风速风向传感器采集风速及风向信息，并将采集到的风速及风向信息发送给所述控制器，所述控制器接收所述风速及风向信息，并将所述风速及风向信息与预设的风速阈值比较，在风速及风向信息中的风速值大于风速阈值时发出指令控制太阳能支架调节角度至避风角度。
15.采用上述进一步方案的有益效果是通过风速及风向的检测可以在大风天气及时调整被控对象的角度进行大风规避，避免因强风造成被控对象损坏。
16.进一步，所述工作面板上还设有避雷装置，所述避雷装置与所述工作面板垂直连接。避雷装置的设置可以避免在雷雨天气造成装置雷击损坏。
17.进一步，所述工作面板上还设有太阳轨迹传感器，所述太阳轨迹传感器与所述控制器连接，所述太阳轨迹传感器实时获取所述太阳位置的信息并进行存储。
18.当指挥云台无法获取太阳位置信息时，且太阳辐射值达到一定值，ccd传感器可以成像，而此时太阳轨迹传感器可以获取太阳位置信息，指挥云台根据太阳轨迹传感器所获取的太阳位置信息调整自身角度，从而能够获取当前时刻的太阳位置信息。
19.当指挥云台无法获取太阳位置信息时，且太阳辐射值达到一定值，ccd传感器可以成像，而此时又无法获取太阳轨迹传感器的信息，根据获的可供参考的最近一天太阳位置信息调整自身角度，从而能够获取当前时刻的太阳位置信息；
20.当指挥云台无法获取太阳位置信息时，且太阳辐射值达到一定值，ccd传感器可以成像，而此时又无法获取太阳轨迹传感器的信息，又无法获取可供参考的最近一天太阳位置信息时，人工手动调整指挥云台的角度，从而能够获取当前时刻的太阳位置信息。
21.进一步，所述支撑腿上还设有温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述控制器电连接，所述温湿度传感器采集环境中的温湿度信息，并将所述温湿度信息发送给所述控制器。通过温湿度传感器可以实时采集环境中的温湿度信息，从而为后期装置进行出力诊断时提供温湿度参数。
22.进一步，所述指挥云台包括ccd传感器、第一转轴、第二转轴和云台底座，所述ccd传感器设有两个，两个所述ccd传感器分别可枢转的连接于第一转轴的两端，所述第一转轴与所述第二转轴垂直活动连接，且所述第一转轴沿与所述第二转轴轴线垂直的方向旋转，所述第二转轴与所述云台底座活动连接，所述第二转轴绕其轴线方向旋转，所述云台底座与所述工作面板固定连接；所述第一转轴和第二转轴内均设有用于采集水平或竖直方向角度信息的角度传感器。具体地，所述第一转轴内设有用于采集水平方向角度信息的角度传感器，所述第二转轴内设有用于采集竖直方向角度信息的角度传感器。指挥云台可通过第一转轴与第二转轴实现ccd传感器角度的调节，并配合内设的角度传感器实现高精度跟踪太阳位置的目的。
23.进一步，所述太阳水平总辐射传感器为太阳总辐射传感器或太阳直接辐射传感器。在用于非聚光型跟踪控制时，采用太阳总辐射传感器；在用于聚光型跟踪控制时，采用太阳直接辐射传感器。
附图说明
24.图1为本发明一种太阳跟踪监测装置整体结构示意图；
25.图2为本发明一种太阳跟踪监测装置中指挥云台的结构示意图。
26.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
27.1、太阳水平总辐射传感器，2、最佳倾角辐射传感器，3、指挥云台，301、ccd传感器，302、云台底座，303、第一转轴，304、第二转轴，305、辐射传感器，4、风速风向传感器，5、太阳轨迹传感器，6、避雷装置，7、控制器，8、无线数据收发器，9、温湿度传感器，10、工作面板，11、支撑腿。
具体实施方式
28.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
29.参见附图1，本实施例公开了一种太阳跟踪监测装置，包括工作面板10和多个支撑腿11，多个支撑腿11与工作面板10的一侧面固定连接(侧面不仅包括左右，前后)，工作面板10的另一侧面固定连接有太阳水平总辐射传感器1、最佳倾角辐射传感器2、指挥云台(其余可选)3、风速风向传感器4、太阳轨迹传感器5和避雷装置6，支撑腿11上固定连接有控制器7、无线数据收发器8和温湿度传感器9。所述太阳水平总辐射传感器1、最佳倾角辐射传感器2、指挥云台3、风速风向传感器4、太阳轨迹传感器5、避雷装置6、无线数据收发器8和温湿传感器9均与控制器7连接；
30.太阳水平总辐射传感器1实时获取太阳辐射信息，与控制器7进行信息交互传输；
31.最佳倾角辐射传感器2实时获取最佳倾角所在平面的辐射值，并用于计算太阳能接收器的实时输出功率，进而计算出发电量；
32.指挥云台3获取太阳图像信息和自身角度信息，与控制器7进行信息交互传输，最终确定和记录太阳位置信息；
33.指挥云台3还设有指向太阳的辐射传感器，分为指向太阳的总辐射传感器和直接辐射传感器，获取的信息用于太阳能装置进行输出功率的诊断和预测；
34.太阳轨迹传感器5实时获取太阳位置的信息，并与控制器7进行信息交互传输，最终确定和记录太阳位置信息；
35.更进一步，当指挥云台3无法获取太阳位置信息时，且太阳辐射值达到一定值，ccd传感器可以成像，而此时太阳轨迹传感器5可以获取太阳位置信息，指挥云台3根据太阳轨迹传感器5所获取的太阳位置信息调整自身角度，从而能够获取当前时刻的太阳位置信息。
36.更进一步的，当指挥云台3无法获取太阳位置信息时，且太阳辐射值达到一定值，ccd传感器可以成像，而此时又无法获取太阳轨迹传感器5的信息，根据获的可供参考的最近一天太阳位置信息调整自身角度，从而能够获取当前时刻的太阳位置信息；
37.更进一步的，当指挥云台3无法获取太阳位置信息时，且太阳辐射值达到一定值，ccd传感器可以成像，而此时又无法获取太阳轨迹传感器5的信息，又无法获取可供参考的最近一天太阳位置信息时，人工手动调整指挥云台3的角度，从而能够获取当前时刻的太阳位置信息；
38.控制器7采集接收太阳辐射(水平总辐射、最佳倾角总辐射、指向太阳的总辐射或直接辐射)信息和太阳位置的信息，这些信息可以用于太阳能装置进行输出功率的诊断和预测，以及用于生成目标角度信息，为太阳能支架待调节角度提供给定数据；
39.具体地，控制器7将数据信息传输到中控室对应的接收装置。
40.在一些实施例中，工作面板10上还设有风速风向传感器4，风速风向传感器4获取风速及风向信息，与控制器7进行信息交互传输，用于大风归避和功率输出诊断和预测；
41.在一些实施例中，控制面板10上还设有避雷装置6，避雷装置6与控制面板10垂直连接。
42.具体地，控制器7还与供电电源连接，供电电源为整个装置供电。
43.在一些实施例中，支撑腿11上还设有温湿度传感器9，获取温湿度信息及昼夜温差等，与控制器7进行信息交互传输，用于输出功率诊断和预测。
44.参见附图2，指挥云台3包括ccd传感器301和辐射传感器305、第一转轴303、第二转轴304和云台底座302，ccd传感器301和辐射传感器305分别固定于两个传感器安装筒，两个传感器安装筒分别固定连接于第一转轴303的两端，第一转轴303与第二转轴304垂直活动连接，且第一转轴303和第二转轴304分别绕其轴线旋转，二者轴线相互垂直，第二转轴304与云台底座302活动连接，云台底座302与工作面板10固定连接；第一转轴303和第二转轴304内均设有角度传感器，分别采集两轴的角度信息。指挥云台3可通过第一转轴303与第二转轴304实现ccd传感器角度的调节。根据ccd传感器角度和角度传感器信息，实现高精度跟踪太阳，最终可以使ccd传感器指向太阳，从而获取太阳位置信息。
45.具体地，辐射传感器305为太阳总辐射传感器或太阳直接辐射传感器。在用于非聚光型跟踪控制时，采用太阳总辐射传感器；在用于聚光型跟踪控制时，采用太阳直接辐射传感器。
46.本实施例提供的太阳跟踪监测装置的工作过程为：
47.在使用本实施例提供的太阳跟踪监测装置时，需要将该装置架设于高于太阳能支架的位置，这样采集到的数据更精准，控制精度更高，更加准确可靠。
48.在本实施例中，最佳倾角辐射传感器2、指挥云台3(其余可选)、风速风向传感器4、太阳轨迹传感器5和避雷装置6，支撑腿11上固定连接有控制器7、无线数据收发器8和温湿传感器9。太阳水平总辐射传感器1、最佳倾角辐射传感器2、指挥云台3、风速风向传感器4、太阳轨迹传感器5、避雷装置6、无线数据收发器8和温湿传感器9均与控制器7连接。
49.本实施例提供的太阳跟踪监测装置通过控制器获取的太阳水平总辐射传感器、最佳倾角辐射传感器获取太阳辐射信息以及太阳能支架的倾角信息，并通过指挥云台配合控制器生成调节太阳能支架的角度调节信息，从而实现了一个太阳跟踪监测装置对多个太阳能支架的控制，避免了传统的一个太阳能支架上安装一个跟踪系统或传感器造成的成本浪费。
50.更优地，控制器7采集接收太阳辐射(水平总辐射、最佳倾角总辐射、指向太阳的总辐射或直接辐射)信息和太阳位置的信息，这些信息可以用于太阳能装置进行输出功率的诊断和预测，以及用于生成目标角度信息，为太阳能支架待调节角度提供给定数据。
51.本实施例可以由太阳的辐射强度和角度，太阳能接收器的角度和装机量，得到太阳能的发电量，用于评估当前电站运行的健康状态。
52.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。