CN102323828B - 一种太阳能发电跟踪器追日误差的计算方法及专用设备 - Google Patents
一种太阳能发电跟踪器追日误差的计算方法及专用设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102323828B CN102323828B CN2011101287452A CN201110128745A CN102323828B CN 102323828 B CN102323828 B CN 102323828B CN 2011101287452 A CN2011101287452 A CN 2011101287452A CN 201110128745 A CN201110128745 A CN 201110128745A CN 102323828 B CN102323828 B CN 102323828B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solar
- tracker
- tracking error
- optical lens
- computing method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
一种太阳能发电跟踪器追日误差的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：初始化过程和分析计算过程。本发明结构简单，探测精度高，首先采集太阳光斑的像，然后传输至计算机进行计算、分析，并显示跟踪精度的结果。可将数据存储到数据库中，软件包可通过升级进行优化，最终的探测跟踪误差的能力可达到0.001°。该结构避免了太阳光本身的发散角(0.27°)对光电器件类测试仪所带来的精度误差，避免了模拟光电器件无法完成微距高精度探测的弊端，提高了跟踪精度测试的准确性、并可以运用于跟踪器的跟踪校正，提高跟踪器的跟踪精度，从而改善整个系统的发电效率。
Description
技术领域
本发明属于太阳能技术领域，尤其是一种太阳能发电跟踪器追日误差的计算方法及专用设备。
背景技术
在太阳能发电系统中，跟踪器跟踪太阳的旋转而运动，同时带动太阳能电池板一同转动，以获得最大的太阳入射能量，可见跟踪器是光伏系统中的重要器件，其可提高光伏系统的功率。跟踪器的结构是：跟踪传动部件，跟踪电控部分，跟踪结构体，跟踪结构体上安装了电机和齿轮等跟踪传动部件，在跟踪电控部分的指令下，跟踪器完成跟踪太阳运动轨迹的功能。由上述结构可知，受制于电控部分的误差和传动部件的齿轮匹配问题，跟踪器的跟踪面与太阳之间存在一定的角度。如何探测跟踪器对太阳的跟踪误差，对跟踪器的质量评估尤为重要。同时，如果跟踪器的跟踪控制信号可达到较高的控制精度，也对跟踪光伏系统是极为有意义的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供步骤简单、计算精确的一种太阳能发电跟踪器追日误差的计算方法。
该计算方法采取的技术方案是：
一种太阳能发电跟踪器追日误差的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：初始化过程和分析计算过程；
所述初始化过程包括以下步骤：
(1)将光学镜头模块安装在跟踪器上，使光学镜头模块中的最上方的镜片所在平面与太阳能电池表面所在平面平行；
(2)将光学镜头模块的输出端依次连接图像采集模块、图像传输模块和计算机；
(3)光学镜头模块进行第一次采样，计算机获得第一次的太阳光斑的像，计算机计算出太阳光斑的直径r和中心点坐标(x，y)，并将二者作为初始化数据；
所述分析计算过程包括以下步骤：
(1)光学镜头进行下一次采样，计算机获得当前的太阳光斑的像，并计算出本次太阳光斑的直径rn和中心点坐标(xn，yn)；
(2)计算本次太阳光斑中心点坐标与初始化数据的中心点坐标的位移偏差：
dn＝[(xn-x)2+(yn-y)2]0.5；
(3)太阳的实际偏差距离等效为：(dn÷rn)×R；
(4)跟踪器的跟踪误差角α＝arctan[(dn÷rn)×(R÷h)]；
(5)重复步骤(1)～(4)，完成第n次的跟踪器误差角测量，
所述n均为自然数，h为太阳与地球的距离，R为太阳的实际直径。
而且，所述图像采集模块采用CCD或CMOS，其成像的图片像素为4～1200万，所述光学镜头模块将太阳光汇聚到CCD或CMOS表面形成的光斑面积占CCD或CMOS表面积的2％。
而且，所述图像传输模块使用USB或者1394的传输方式。
而且，所述初始化过程和分析计算过程中的太阳光斑的直径和中心点坐标计算方法是通过NiLABVIEW软件和NiVISION软件实现的。
本发明的另一个目的在于提供一种实现上述计算方法的专用设备，其结构是：包括光学镜头模块、图像采集模块、图像传输模块和计算机，光学镜头模块的输出端连接图像采集模块的输入端，图像采集模块的输出端连接图像传输模块的输入端，图像传输模块的输出端连接计算机，所述计算机预存储初始化过程软件包和分析计算过程软件包。
而且，所述图像采集模块采用CCD或CMOS，其成像的图片像素为4～1200万，所述光学镜头模块将太阳光汇聚到CCD或CMOS表面形成的光斑面积占CCD或CMOS表面积的2％。
而且，所述图像传输模块使用USB或者1394的传输方式。
本发明的优点和积极效果是：
本发明结构简单，探测精度高，首先采集太阳光斑的像，然后传输至计算机进行计算、分析，并显示跟踪精度的结果。可将数据存储到数据库中，软件包可通过升级进行优化，最终的探测跟踪误差的能力可达到0.001°。该结构避免了太阳光本身的发散角(0.27°)对光电器件类测试仪所带来的精度误差，避免了模拟光电器件无法完成微距高精度探测的弊端，提高了跟踪精度测试的准确性、并可以运用于跟踪器的跟踪校正，提高跟踪器的跟踪精度，从而改善整个系统的发电效率。
附图说明
图1是本发明的硬件结构示意图；
图2是跟踪器跟踪误差角α的示意图；
图3是当前采样与初始化数据的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
一种太阳能发电跟踪器追日误差的计算方法，包括以下步骤：初始化过程和分析计算过程；
所述初始化过程包括以下步骤：
(1)将光学镜头模块安装在跟踪器上，使光学镜头模块中的最上方的镜片所在平面与太阳能电池表面所在平面平行；
(2)将光学镜头模块的输出端依次连接图像采集模块、图像传输模块和计算机；
(3)光学镜头模块进行第一次采样，计算机获得第一次的太阳光斑的像，计算机计算出太阳光斑的直径r和中心点坐标(x，y)，并将二者作为初始化数据；
如图2所示，左边两个是太阳，上边的是有误差产生的太阳的位置，下面是太阳的实际位置，右边的是地球，由于地球与太阳之间的距离h远远大于两个太阳的像之间的距离d，所以误差角α＝arctan(d/h)，太阳的实际直径为R，则太阳光学的最大发散角度为β＝arctan(R/h)。由此可知，误差角α采用以下的步骤进行分析计算。
所述分析计算过程包括以下步骤：
(1)光学镜头进行下一次采样，计算机获得当前的太阳光斑的像，并计算出本次太阳光斑的直径rn和中心点坐标(xn，yn)；
(2)计算本次太阳光斑中心点坐标与初始化数据的中心点坐标的位移偏差：
dn＝[(xn-x)2+(yn-y)2]0.5；
(3)太阳的实际偏差距离等效为：(dn÷rn)×R；
(4)跟踪器的跟踪误差角α＝arctan[(dn÷rn)×(R÷h)]；
(5)重复步骤(1)～(4)，完成第n次的跟踪器误差角测量，
所述n均为自然数，h为太阳与地球的距离，R为太阳的实际直径，整体误差角α的分布为正态分布。
所述图像采集模块采用CCD或CMOS，其成像的图片像素为4～1200万，所述光学镜头模块将太阳光汇聚到CCD或CMOS表面形成的光斑面积占CCD或CMOS表面积的2％。目前计算机接收的图片像素为240×320，太阳光斑的像为黑色，背景色为白色。
图像传输模块使用USB或者1394的传输方式。初始化过程和分析计算过程中的太阳光斑的直径和中心点坐标计算方法是通过NILABVIEW软件的VISION扩展包实现的。
为了实现上述计算方法，采用如下的硬件设备，其结构是：包括光学镜头模块、图像采集模块、图像传输模块和计算机，光学镜头模块的输出端连接图像采集模块的输入端，图像采集模块的输出端连接图像传输模块的输入端，图像传输模块的输出端连接计算机，所述计算机预存储初始化过程软件包和分析计算过程软件包。
本发明结构简单，探测精度高，首先采集太阳光斑的像，然后传输至计算机进行计算、分析，并显示跟踪精度的结果。可将数据存储到数据库中，软件包可通过升级进行优化，最终的探测跟踪误差的能力可达到0.001°。该结构避免了太阳光本身的发散角(0.27°)对光电器件类测试仪所带来的精度误差，避免了模拟光电器件无法完成微距高精度探测的弊端，提高了跟踪精度测试的准确性、并可以运用于跟踪器的跟踪校正，提高跟踪器的跟踪精度，从而改善整个系统的发电效率。
Claims (7)
1.一种太阳能发电跟踪器追日误差的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：初始化过程和分析计算过程；
所述初始化过程包括以下步骤：
①将光学镜头模块安装在跟踪器上，使光学镜头模块中的最上方的镜片所在平面与太阳能电池表面所在平面平行；
②将光学镜头模块的输出端连接图像采集模块的输入端，图像采集模块的输出端连接图像传输模块的输入端，图像传输模块的输出端连接计算机；
③光学镜头模块进行第一次采样，计算机获得第一次的太阳光斑的像，计算机计算出太阳光斑的直径r和中心点坐标(x，y)，并将二者作为初始化数据；
所述分析计算过程包括以下步骤：
(1)光学镜头进行下一次采样，计算机获得当前的太阳光斑的像，并计算出本次太阳光斑的直径rn和中心点坐标(xn，yn)；
(2)计算本次太阳光斑中心点坐标与初始化数据的中心点坐标的位移偏差：
dn＝[(xn-x)2+(yn-y)2]0.5；
(3)太阳的实际偏差距离等效为：(dn÷rn)×R；
(4)跟踪器的跟踪误差角α＝arctan[(dn÷rn)×(R÷h)]；
(5)重复步骤(1)～(4)，完成第n次的跟踪器误差角测量，
所述n均为自然数，h为太阳与地球的距离，R为太阳的实际直径。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能发电跟踪器追日误差的计算方法，其特征在于：所述图像采集模块采用CCD或CMOS，其成像的图片像素为4～1200万，所述光学镜头模块将太阳光汇聚到CCD或CMOS表面形成的光斑面积占CCD或CMOS表面积的2％。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能发电跟踪器追日误差的计算方法，其特征在于：所述图像传输模块使用USB或者1394的传输方式。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的一种太阳能发电跟踪器追日误差的计算方法，其特征在于：所述初始化过程和分析计算过程中的太阳光斑的直径和中心点坐标计算方法是通过LABVIEW软件的VISION扩展包实现的。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能发电跟踪器追日误差的计算方法的专用设备，其特征在于：包括光学镜头模块、图像采集模块、图像传输模块和计算机，光学镜头模块的输出端连接图像采集模块的输入端，图像采集模块的输出端连接图像传输模块的输入端，图像传输模块的输出端连接计算机，所述计算机预存储初始化过程软件包和分析计算过程软件包。
6.根据权利要求5所述的一种太阳能发电跟踪器追日误差的计算方法的专用设备，其特征在于：所述图像采集模块采用CCD或CMOS，其成像的图片像素为4～1200万，所述光学镜头模块将太阳光汇聚到CCD或CMOS表面形成的光斑面积占CCD或CMOS表面积的2％。
7.根据权利要求5所述的一种太阳能发电跟踪器追日误差的计算方法的专用设备，其特征在于：所述图像传输模块使用USB或者1394的传输方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011101287452A CN102323828B (zh) | 2011-05-18 | 2011-05-18 | 一种太阳能发电跟踪器追日误差的计算方法及专用设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011101287452A CN102323828B (zh) | 2011-05-18 | 2011-05-18 | 一种太阳能发电跟踪器追日误差的计算方法及专用设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102323828A CN102323828A (zh) | 2012-01-18 |
| CN102323828B true CN102323828B (zh) | 2013-06-12 |
Family
ID=45451578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011101287452A Expired - Fee Related CN102323828B (zh) | 2011-05-18 | 2011-05-18 | 一种太阳能发电跟踪器追日误差的计算方法及专用设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102323828B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104834324A (zh) * | 2015-05-13 | 2015-08-12 | 南京工程学院 | 一种基于视日运动轨迹和图像采集的太阳跟踪控制器及方法 |
| CN105223971A (zh) * | 2015-11-09 | 2016-01-06 | 南京信息工程大学 | 一种基于光学图像处理的自动太阳跟踪系统 |
| CN107678448B (zh) * | 2017-11-27 | 2023-06-02 | 上海晶电新能源有限公司 | 一种基于天体图像的追日校正系统及其方法 |
| CN109211135A (zh) * | 2018-07-30 | 2019-01-15 | 深圳阜时科技有限公司 | 一种感测装置、感测方法及设备 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN200962574Y (zh) * | 2006-03-06 | 2007-10-17 | 龚华 | 一种聚光式太阳能发电装置 |
| CN101614445A (zh) * | 2008-06-23 | 2009-12-30 | 中国华电工程(集团)有限公司 | 提高定日镜自动跟踪太阳轨迹控制精度的方法 |
| CN101777856A (zh) * | 2010-01-12 | 2010-07-14 | 东营光伏太阳能有限公司 | 利用光感差的光伏跟踪装置及基于网络的监控方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100370194C (zh) * | 2003-10-31 | 2008-02-20 | 赵小峰 | 太阳能汇聚利用装置 |
-
2011
- 2011-05-18 CN CN2011101287452A patent/CN102323828B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN200962574Y (zh) * | 2006-03-06 | 2007-10-17 | 龚华 | 一种聚光式太阳能发电装置 |
| CN101614445A (zh) * | 2008-06-23 | 2009-12-30 | 中国华电工程(集团)有限公司 | 提高定日镜自动跟踪太阳轨迹控制精度的方法 |
| CN101777856A (zh) * | 2010-01-12 | 2010-07-14 | 东营光伏太阳能有限公司 | 利用光感差的光伏跟踪装置及基于网络的监控方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘丽微.《基于视觉的太阳光线自动跟踪装置》.《中国优秀硕士学位论文全文数据库（电子期刊）》.2009,(第3期), * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102323828A (zh) | 2012-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102323828B (zh) | 一种太阳能发电跟踪器追日误差的计算方法及专用设备 | |
| CN105301578B (zh) | 激光接收调试方法及调试装置 | |
| CN106813575B (zh) | 日冕仪外掩体位置测量系统及位置测量方法 | |
| CN102789170B (zh) | 航天光学遥感器在轨连续调焦的闭环动态仿真测试方法 | |
| CN106249764B (zh) | 以太阳为参照物的定日镜角度零点自动标定装置及方法 | |
| CN112179693A (zh) | 一种基于人工智能的光伏跟踪支架故障检测方法和装置 | |
| CN102722183A (zh) | 双筒多视场太阳光度计图像跟踪系统及算法 | |
| CN104567870A (zh) | 一种单像素星敏感器及其目标星空探测方法 | |
| CN102135435A (zh) | 一种数字太阳敏感器的误差修正方法及装置 | |
| CN103558698B (zh) | 激光修复设备 | |
| CN103499433B (zh) | 一种用于f‑θ光学系统畸变的标定方法 | |
| CN103115685A (zh) | 一种红外多探测器组合探测装置及红外探测方法 | |
| CN104699116A (zh) | 一种定日镜跟踪误差校正方法 | |
| KR20180082258A (ko) | 태양광 패널 검사 시스템 | |
| CN100443859C (zh) | 用于光电经纬仪的目标仿真方法 | |
| CN109470362A (zh) | 一种红外干涉信号采集系统及数据处理方法 | |
| CN105067115A (zh) | 利用狭缝型成像光谱仪进行地基对月观测的方法 | |
| CN111238531A (zh) | 一种天文标校控制器ip核及其标校方法 | |
| CN115173920A (zh) | 激光载荷动态捕获跟踪测试的半物理仿真装置和方法 | |
| CN202189279U (zh) | 太阳能发电跟踪器追日误差的分析设备 | |
| CN105300520A (zh) | 基于漫反射板的直射太阳光差分吸收光谱仪系统 | |
| CN203012075U (zh) | 一种测试紫外检测仪的紫外可见光重合偏差的系统 | |
| CN118549448A (zh) | 一种闸墩侧面浅层病害结构快速检测装置及方法 | |
| CN102927997A (zh) | 用于静态红外地球敏感器的电激励生成装置及方法 | |
| CN104266660A (zh) | 高精度光谱测速导航仪地面测试验证方法及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130612 Termination date: 20160518 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |