反射光跟踪系统、方法、终端设备与流程

1.本发明涉及光电领域，尤其是涉及一种反射光跟踪系统、方法以终端设备。


背景技术：

2.现有电站普遍采用双面光伏组件进行发电。在实际应用中，为了增大双面光伏组件的发电量，提高光电转换效率，常规的做法是在地面的固守位置铺设具有较高反射率的反光材料，通过反光材料将太阳辐射至地面的光反射至双面光伏组件背面进行发电。
3.然而，太阳照射到地面的位置会随着时间发生改变，而在固定位置铺设的反光材料无法改变位置，导致出现辐照未归到反光材料的情况，使得太阳辐射没有被完全反射至双面光伏组件背面，进而导致双面光伏组件背面的发电效率低下。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种反射光跟踪系统、方法以及终端设备，旨在实现对地面最大反射光的自动实时追踪。
5.为实现上述目的，本发明提供一种反射光跟踪系统，所述反射光跟踪系统包括：
6.控制子系统，所述控制子系统用于触发控制指令；
7.反射光跟踪子系统，所述反射光跟踪子系统与所述控制子系统连接，所述反射光跟踪子系统用于接收所述控制指令，并基于所述控制指令对地面最大反射光进行实时跟踪。
8.进一步地，所述反射光跟踪子系统包括：
9.电机，所述电机用于接收基于所述控制子系统中的追逐最大反射光算法触发的控制指令；
10.光反射组件，所述光反射组件与所述电机连接，所述光反射组件用于由所述电机在预设时刻驱动移动至地面最大反射光所对应的最佳反光位置，以在所述最佳反光位置将所述地面最大反射光辐射至光伏组件背面；
11.联动机构，所述联动机构与所述光反射组件连接，所述联动机构用于联动多个所述光反射组件进行同步移动。
12.进一步地，所述光反射组件包括：移动机构，反光材料和滑轨，所述移动机构设置于所述滑轨上且可相对所述滑轨移动，所述反光材料设置于所述移动机构上，所述移动机构用于带动所述反光材料在所述滑轨上移动，所述反光材料用于在所述最佳反光位置将地面最大反射光辐射至光伏组件背面。
13.进一步地，所述滑轨的长度与电机最大行程和反光材料最大移动步长一致。
14.为实现上述目的，本发明还提供一种反射光跟踪方法，所述反射光跟踪方法应用于所述反射光跟踪系统，所述反射光跟踪方法包括：
15.通过所述控制子系统触发控制指令；
16.通过所述反射光跟踪子系统接收所述控制指令，并基于所述控制指令对地面最大
反射光进行实时跟踪。
17.可选地，所述通过所述控制子系统触发控制指令的步骤，还包括：
18.基于所述控制子系统中的追逐最大反射光算法触发控制指令。
19.可选地，所述基于所述控制子系统中的追逐最大反射光算法触发控制指令的步骤，包括：
20.基于所述控制子系统中的追逐最大反射光算法，将相邻两光伏组件之间的距离进行等距划分得到多个参考点；
21.确定各个所述参考点处的视角系数和日照辐射强度，根据所述视角系数和所述日照辐射强度确定最佳反光位置，并基于所述最佳反光位置触发控制指令。
22.可选地，所述根据所述视角系数和所述日照辐射强度确定最佳反光位置的步骤，包括：
23.获取预设时刻各个所述参考点处所述视角系数和所述日照辐射强度的乘积值，并从多个所述乘积值中确定最大乘积值；
24.将所述最大乘积值所对应的参考点作为在所述预设时刻的最佳反光位置，其中，在所述最佳反光位置处地面反射光最强。
25.可选地，所述确定各个所述参考点处的视角系数和日照辐射强度的步骤，包括：
26.根据承载光伏组件的组件物理参数和相邻所述两光伏组件之间的距离得到各个所述参考点处的所述视角系数，并确定在所述预设时刻各个所述参考点处的所述日照辐射强度。
27.可选地，所述基于所述控制指令对地面最大反射光进行实时跟踪的步骤，包括：
28.在预设时刻基于控制指令将反光材料移动至所述最佳反光位置，以对地面最大反射光进行实时跟踪。
29.为实现上述目的，本发明还提供一种终端设备，所述终端设备包括：存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的反射光跟踪程序，所述反射光跟踪程序被所述处理器执行时实现如上所述的反射光跟踪方法的步骤。
30.此外，为实现上述目的，本发明还提供计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的反射光跟踪方法的步骤。
31.本发明提供一种反射光跟踪系统、方法以及终端设备，该反射光跟踪系统包括：控制子系统，所述控制子系统用于触发控制指令；反射光跟踪子系统，所述反射光跟踪子系统与所述控制子系统连接，所述反射光跟踪子系统用于接收所述控制指令，并基于所述控制指令对地面最大反射光进行实时跟踪。
32.在本发明中通过控制子系统触发的控制指令对反射光跟踪子系统进行移动控制，反射光跟踪子系统能够基于该控制指令对地面最大反射光进行实时跟踪。因此，本发明能够通过反射光跟踪系统自动追逐地面最大发射光，以充分利用地面反射光。
33.在此基础上，本发明还能将地面最大反射光通过反射光跟踪子系统反射至双面光伏组件的背后，进而提升双面光伏组件背面发电效率，增加系统发电量，同时降低系统反光材料铺设成本，实现降本增效。
附图说明
34.图1为本发明反射光跟踪系统一实施例的功能模块示意图；
35.图2为本发明反射光跟踪系统一实施例涉及到的反射光跟踪系统示意图；
36.图3为本发明反射光跟踪系统一实施例涉及到的反射光跟踪子系统结构第一示意图；
37.图4为本发明反射光跟踪系统一实施例涉及到的反射光跟踪子系统结构第二示意图；
38.图5为本发明反射光跟踪方法一实施例涉及到的流程示意图；
39.图6为本发明反射光跟踪方法一实施例涉及到的追逐最大反射光算法的构建示意图；
40.图7为本发明反射光跟踪方法一实施例涉及到的追逐最大反射光算法的流程示意图；
41.附图标号说明：
42.标号名称1控制子系统2反射光跟踪子系统10光反射组件20联动机构30电机101移动机构102反光材料103滑轨104抱箍105管桩201连杆1011拉索1021反光膜
43.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
44.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
45.如图1所示的本发明反射光跟踪系统一实施例的功能模块示意图，在本发明反射光跟踪系统的一实施例中，本发明反射光跟踪系统包括：
46.控制子系统，所述控制子系统用于触发控制指令；
47.反射光跟踪子系统，所述反射光跟踪子系统与所述控制子系统连接，所述反射光跟踪子系统用于接收所述控制指令，并基于所述控制指令对地面最大反射光进行实时跟踪。
48.反射光跟踪系统包括控制子系统1和反射光跟踪子系统2，该控制子系统1用于触发控制指令，通过数字信号或模拟信号驱动反射光跟踪子系统2进行位置移动，以通过反射
光跟踪子系统2对地面最大反射光进行实时追踪。
49.需要说明的是，在本实施例中，如图2所示的反射光跟踪系统示意图，控制子系统1由控制器构成，该控制器中预置了追逐最大反射光算法，以基于该追逐最大反射光算法触发控制指令，并将该控制指令发送至多个电机30，电机30转动后带动齿轮、履带等传动机构对反射光跟踪子系统2中的光反射组件10进行位置移动，其中，电机30可同时控制多个移动机构101。
50.进一步地，所述反射光跟踪子系统包括：
51.电机，所述电机用于接收基于所述控制子系统中的追逐最大反射光算法触发的控制指令；
52.光反射组件，所述光反射组件与所述电机连接，所述光反射组件用于由所述电机在预设时刻驱动移动至地面最大反射光所对应的最佳反光位置，以在所述最佳反光位置将所述地面最大反射光辐射至光伏组件背面；
53.联动机构，所述联动机构与所述光反射组件连接，所述联动机构用于联动多个所述光反射组件进行同步移动。
54.需要说明的是，在本实施例中，如图3所示的反射光跟踪子系统结构第一示意图，反射光跟踪子系统2可以包括光反射组件10、联动机构20、电机30。其中，光反射组件10用于将地面最大反射光辐射至光伏组件10的背面，以增大光伏组件背面发电量，且充分利用日照辐射；联动机构20可带动多套光反射组件10同步运动，其中，联动机构20包括连杆201；而电机30根据接收到的控制指令，通过齿轮、履带等传动机构对反射光跟踪子系统2中的光反射组件10进行位置移动。
55.进一步地，所述光反射组件包括：移动机构，反光材料和滑轨，所述移动机构设置于所述滑轨上且可相对所述滑轨移动，所述反光材料设置于所述移动机构上，所述移动机构用于带动所述反光材料在所述滑轨上移动，所述反光材料用于在所述最佳反光位置将地面最大反射光辐射至光伏组件背面。
56.具体地，例如，如图4所示的反射光跟踪子系统结构第二示意图，在本实施例中可以拉索1011作为移动机构101，电机30带动滑轮运转，从而使得套在滑轮上的拉索1011进行转动。拉索1011为钢丝绳等高强度柔性绳索，不考虑成本的情况下，也可以为其它刚性杆件。考虑到实际电站中单排阵列一般都由多根预制管桩105组成，为节省拉索1011的成本，可为单排阵列设置一至多组拉索1011。反光材料102放置在拉索1011上，并通过压块、螺栓等紧固件安装在拉索1011上，在拉索1011前后移动时带动反光材料102也进行同步移动。同排的所有拉索1011通过连杆201进行连接，使得各组拉索1011可以同步进行加转动。拉索1011与连杆201等构件均通过抱箍104固定在位置最近的管桩105上。
57.进一步地，在另一实施例中，考虑管桩105的阻碍，可设置两套反射光跟踪系统，分别在管桩105的前、后布置反光材料102，反光材料102的移动方向可由不同的电机30进行独立驱动。
58.进一步地，所述滑轨的长度与电机最大行程和反光材料最大移动步长一致。
59.电机30模块带动搭载了反光材料102的移动机构101在滑轨103上移动，铺设的滑轨103的长度决定了电机30所能带动的反光材料102的移动步长。滑轨103长度也与太阳辐照强度、高度角和方位角等信息有关，使得反光材料102能够移动到不同时刻地面反射光最
强的位置，进而提升光伏组件40背面的发电效率，增加系统发电量。
60.在本实施例中，反射光跟踪系统包括控制子系1统和反射光跟踪子系统2，该控制子系统1用于触发控制指令，通过数字信号或模拟信号驱动反射光跟踪子系统2进行位置移动，以通过反射光跟踪子系统2对地面最大反射光进行追踪。反射光跟踪子系统2可以包括光反射组件10、联动机构20、电机30。其中，光反射组件10包括移动机构101，反光材料102和滑轨103，移动机构101能够承载反光材料102，使得移动机构101在滑轨103上移动时搭载反光材料102同步移动；联动机构20可带动多个移动机构101同步运动，其中，联动机构20包括连杆201；而电机30根据接收到的控制指令，通过齿轮、履带等传动机构对反射光跟踪子系统2中的移动机构101进行位置移动，使得反光材料102也同步移动。
61.相比于现有技术中将反光材料固定在一位置处，在本发明中将反光材料固定在反射光跟踪子系统中的移动机构上，进而通过控制子系统触发的控制指令对该移动机构进行移动控制，同时反光材料也进行同步移动，使得反光材料能够对地面最大反射光进行实时跟踪。因此，本发明能够通过反射光跟踪系统充分利用地面反射光，将地面最大反射光尽可能地反射至双面光伏组件的背后，提升双面组件背面发电效率，增加系统发电量，同时降低了系统反光材料铺设成本，实现降本增效。
62.进一步地，基于上述反射光跟踪系统的各实施例，提出本发明反射光跟踪方法的各实施例。本发明反射光跟踪方法应用于如上所述的反射光跟踪系统。
63.请参照图5，图5为本发明反射光跟踪方法第一实施例的流程示意图。
64.在本实施例中，提供了反射光跟踪方法的实施例，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
65.步骤s10，通过所述控制子系统触发控制指令；
66.步骤s20，通过所述反射光跟踪子系统接收所述控制指令，并基于所述控制指令对地面最大反射光进行实时跟踪。
67.通过控制子系统1触发控制指令，并通过反射光跟踪子系统2中的电机30接收到的控制指令，通过齿轮、履带等传动机构对反射光跟踪子系统2中的移动机构101进行位置移动，其中，移动机构101能够承载反光材料102，使得移动机构101在滑轨103上移动时搭载反光材料102同步移动，实现反光材料102对地面最大反射光的实时跟踪，以通过该反光材料102将该地面最大反射光辐射至光伏组件40的背面，极大提升光伏组件背面的发电效率。
68.进一步地，上述步骤s10中，“通过所述控制子系统触发控制指令”，可以包括：
69.步骤s101，基于所述控制子系统中的追逐最大反射光算法触发控制指令。
70.通过预置的追逐最大反射光算法能够根据改变太阳辐照强度、高度角和方位角等信息改变移动机构101的位置，即及时将反光材料102移动至地面反射光最强的位置，使得通过反光材料102将地面最大反射光辐射至光伏组件40背面。
71.需要说明的是，在本实施例中，在追逐最大反射光算法中综合考虑了承载光伏组件的支架的参数和日照辐射参数等参数。
72.进一步地，上述步骤s101，“基于所述控制子系统中的追逐最大反射光算法触发控制指令”，包括：
73.步骤s1011，基于所述控制子系统中的追逐最大反射光算法，将相邻两光伏组件之间的距离进行等距划分得到多个参考点；
74.步骤s1012，确定各个所述参考点处的视角系数和日照辐射强度，根据所述视角系数和所述日照辐射强度确定最佳反光位置，并基于所述最佳反光位置触发控制指令。
75.根据控制子系统中的追逐最大反射光算法能够将各个光伏组件之间的距离进行等距划分得到多个参考点，进一步确定各个参考处的视角系数和日照辐射强度，以根据各个参考点处的视角系数和日照辐射强度得到不同时刻下的最佳反光位置，并基于该最佳反光位置触发控制指令，使得反光材料将在该控制指令下移动至各个时刻对应的最佳反光位置，并将该最佳反光位置处的地面最大反射光辐射至光伏组件背面。因此，本实施例提升了光伏反光组件背面的发电效率。
76.进一步地，在上述步骤s1012中，“根据所述视角系数和所述日照辐射强度确定最佳反光位置”，可以包括：
77.步骤a，获取预设时刻各个所述参考点处所述视角系数和所述日照辐射强度的乘积值，并从多个所述乘积值中确定最大乘积值；
78.步骤b，将所述最大乘积值所对应的参考点作为在所述预设时刻的最佳反光位置，其中，在所述最佳反光位置处地面反射光最强。
79.首先以管桩105作为参考对相邻两光伏组件40之间的距离进行等距划分得到多个参考点1-n，如图6所示，进而确定在预设时刻在各个参考点处视角系数和日照辐射强度的乘积值，并从各个乘积值中确定最大乘积值，最终将该最大乘积值所对应的参考点作为最佳位置，以完成对追逐最大反射法的构建。进而，当通过控制子系统1中的追逐最大反射法触发控制指令时，将控制反光材料102基于该控制指令移动至预设时刻所对应的最佳位置，以实现反光材料102对地面最大反射光的实时跟踪。
80.进一步地，在上述步骤s1012中，“确定各个所述参考点处的视角系数和日照辐射强度”，可以包括：
81.步骤c，根据承载光伏组件的组件物理参数和相邻所述两光伏组件之间的距离得到各个所述参考点处的所述视角系数，并确定在所述预设时刻各个所述参考点处的所述日照辐射强度。
82.在获取预设时刻各个参考点处的视角系数和日照辐射强度的乘积值之前，需要预先确定各个参考点处的视角系数和预设时刻各个参考点处的日照辐射强度。
83.具体地，例如，如图7所示，根据承载光伏组件40的支架的样式、尺寸、倾角和相邻两光伏组件40之间的距离求解各个参考点处的所述视角系数vfi，其中i∈(1,2,3,
……
,n)。另外，将将全天时间等比例划分成m个时间段，从早到晚依次为第1、2、3、
……
、m个时刻，根据当地的经纬度信息求解t时刻日照辐照强度、高度角、方位角等信息，其中，t∈(1,2,3,
……
,m)，进而根据支架的样式、尺寸、倾角、相邻两光伏组件之间的距离以及日照辐照强度、高度角、方位角等信息求解t时刻各个参考点处的日照辐射强度w
t-i
，以确定预设时刻各个所述参考点处的视角系数和日照辐射强度的乘积值vfi×wt-i
，最终各个参考点处的乘积值确定最大乘积值max(vfi×wt-i
)，此时的参考点即为t时刻对应的最佳反光位置。
84.进一步地，上述步骤s10中，“基于所述控制指令对地面最大反射光进行实时跟踪”，可以包括：
85.步骤s101，基于控制指令将反光材料移动至所述最佳位置，以对地面最大反射光进行实时跟踪。
86.当通过控制子系统1中的追逐反射光最大算法触发控制指令后，将根据该控制指令对反光材料102进行移动控制，使该发光材料102移动至各个时刻对应所对应的最佳反光位置，以实现对地面最大反射光的实时追踪，进而提升光伏组件背面的发电效率。
87.在本实施例中，通过控制子系统中的追逐最大反射法触发控制指令，并通过反射光跟踪子系统中的电机接收该控制指令，根据该控制指令，通过齿轮、履带等传动机构对反射光跟踪子系统中的移动机构所搭载的反光材料进行位置移动，使该反光材料移动至各个时刻对应所对应的最佳反光位置，以实现对地面最大反射光的实时追踪，其中，根据支架的样式、尺寸、倾角、相邻两光伏组件之间的距离以及日照辐照强度、高度角、方位角等信息求解各个参考点处的视角系数vfi，以及t时刻各个参考点处的日照辐射强度w
t-i
，以确定预设时刻各个所述参考点处的视角系数和日照辐射强度的乘积值vfi×wt-i
，最终各个参考点处的乘积值确定最大乘积值max(vfi×wt-i
)，此时的参考点即为t时刻对应的最佳反光位置。
88.本发明中通过控制子系统中的追逐最大反射光算法触发控制指令，进而通过该控制指令对追踪子系统中的移动机构所搭载的反光材料进行移动控制，使得反光材料移动至预设时刻所对应的最佳反光位置，以对地面最大反射光进行实时跟踪。因此，本发明能够通过可移动的反光材料将地面最大反射光尽可能地反射至双面光伏组件背，进而提升了双面组件背面发电效率，增加系统发电量，同时降低了系统反光材料铺设成本，实现降本增效。
89.此外，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如以上反射光跟踪方法的任一项实施例所述的反射光跟踪方法的步骤。
90.本发明计算机程序产品的具体实施例与上述反射光跟踪方法的各实施例基本相同，在此不作赘述。
91.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
92.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
93.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是智能手机、个人计算机和服务器等)执行本发明各个实施例所述的方法。
94.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。