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光伏發(fā)電設(shè)備一般都配備有太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng),也常被稱為追日系統(tǒng)。這種光伏陣列自動(dòng)跟蹤系統(tǒng),能通過實(shí)時(shí)跟蹤太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌跡,輔助光伏組件精確跟蹤太陽(yáng)能,保證太陽(yáng)光線始終垂直照射在光伏電池板上的控制設(shè)備,使光伏陣列所接收到的太陽(yáng)輻射量大大增加,進(jìn)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(yáng)能接收率的關(guān)鍵性設(shè)備之一。
太陽(yáng)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(yīng)各種復(fù)雜地形。這三種跟蹤系統(tǒng)采用的都是主動(dòng)式跟蹤控制策略,通過計(jì)算得出太陽(yáng)在天空中的方位,并控制光伏陣列朝向。
太陽(yáng)能光伏發(fā)電追日系統(tǒng),需要調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池的方位和傾角,使太陽(yáng)能電池板能根據(jù)太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)變化及時(shí)作出調(diào)整,以達(dá)到始終使光線以0度入射角照射到太陽(yáng)能電池板上?;诖?,可采用傾角傳感器用于測(cè)量太陽(yáng)能電池板的角度信息,供追日系統(tǒng)與太陽(yáng)的方位、高度信息進(jìn)行比對(duì),并作出對(duì)太陽(yáng)能電池板調(diào)整的命令。
傾角傳感器會(huì)安裝于太陽(yáng)能電池板的傾斜面上,當(dāng)太陽(yáng)能電池板的傾斜角發(fā)生變化時(shí),傾角傳感器可實(shí)時(shí)進(jìn)行測(cè)量。在這一場(chǎng)景中,傾角傳感器的基本原理,可抽象性地簡(jiǎn)化為一個(gè)質(zhì)量塊和能對(duì)該質(zhì)量塊進(jìn)行固定軸向加速度測(cè)量的加速度傳感器,當(dāng)發(fā)生傾斜時(shí),其內(nèi)部的質(zhì)量塊M對(duì)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(huì)達(dá)到平衡。
簡(jiǎn)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(jì)算和測(cè)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(lái)說(shuō),太陽(yáng)能光伏發(fā)電追日系統(tǒng)都會(huì)根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)緯度,計(jì)算出當(dāng)?shù)匾荒曛忻恳惶焯?yáng)的方位和角度信息,并將信息儲(chǔ)存在電腦軟件中。這樣一來(lái),就可以將傾角傳感器測(cè)得的電池板角度信息,與太陽(yáng)的角度信息進(jìn)行比對(duì),進(jìn)而得知將太陽(yáng)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(dá)到合適的角度,也是由傾角傳感器將調(diào)整后的角度測(cè)量出來(lái),發(fā)送到相應(yīng)的控制端,判斷是否繼續(xù)進(jìn)行調(diào)整,直至調(diào)整完成。