本發(fā)明涉及太陽(yáng)能發(fā)電的新能源技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種光伏跟蹤裝置以及控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)能源被過度的利用并且造成了很嚴(yán)重的污染，新型能源的有效開發(fā)就顯得尤為重要。太陽(yáng)能作為一種取之不盡、用之不竭的清潔能源，越來越受到人們的重視，其中光伏發(fā)電最受矚目。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)是利用光生伏打效應(yīng)原理制成的太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電技術(shù)，具有就地產(chǎn)生、不產(chǎn)生環(huán)境污染、壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。光伏并網(wǎng)電站和光伏建筑集成設(shè)計(jì)在上世紀(jì)80年代隨著高新科技的發(fā)展取得了很大的進(jìn)步。但是光伏發(fā)電也有需要大力改進(jìn)的地方，比如光能轉(zhuǎn)化率不是很高，占地面積大，電能不穩(wěn)定等，這就要我們優(yōu)化設(shè)計(jì)電站，開發(fā)完善的監(jiān)控技術(shù)等改進(jìn)措施。

現(xiàn)在市場(chǎng)上常用的都是將太陽(yáng)能光伏板固定在某一個(gè)位置，這樣太陽(yáng)能的利用率很低，在光伏太陽(yáng)能發(fā)電應(yīng)用中使用同步電機(jī)光伏跟蹤系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)光伏支架不斷調(diào)整太陽(yáng)能光伏板的位置，令太陽(yáng)能光伏板時(shí)刻保持最佳的角度接受太陽(yáng)光照射，進(jìn)而能夠提高發(fā)電量，早已經(jīng)成為業(yè)界的共識(shí)。公開號(hào)CN 102075117A雖然提供了一種跟蹤裝置以及給出了控制方法，但是其控制系統(tǒng)沒有反饋調(diào)節(jié)，當(dāng)一個(gè)角度出現(xiàn)即使是偶然的錯(cuò)誤，接下來整個(gè)過程都會(huì)一直錯(cuò)下去。本發(fā)明提供了一種全新的方法，全新的機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)的跟蹤，同時(shí)本系統(tǒng)給出基于地理經(jīng)緯度的具體控制方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的跟蹤方法不可靠的不足，本發(fā)明提出了一種太陽(yáng)能跟蹤裝置。

本發(fā)明包括光伏板、高度角旋轉(zhuǎn)軸、高度角旋轉(zhuǎn)組件、高度角電機(jī)、支撐軸、方位角組件、方位角主動(dòng)輪、方位角電機(jī)、方位角從動(dòng)輪、高度角主動(dòng)輪、高度角從動(dòng)輪、高度角傳感器和方位角傳感器。其中：所述方位角組件套裝在所述支撐軸上，并位于該支撐軸的底板上表面；方位角從動(dòng)輪套裝所述支撐軸上，并使該方位角從動(dòng)輪位于所述方位角組件的上方。所述方位角電機(jī)固定在所述支撐軸的底板上表面，方位角主動(dòng)輪套裝在該方位角電機(jī)的輸出軸上，并使該方位角主動(dòng)輪與所述方位角從動(dòng)輪嚙合。高度角旋轉(zhuǎn)組件的殼體固定在所述支撐軸的頂端端面，并使所述殼體的中心線與所述支撐軸的中心線相互垂直。所述高度角旋轉(zhuǎn)組件中的高度角旋轉(zhuǎn)軸的兩端端面分別安裝有光伏板。高度角從動(dòng)輪套裝在所述高度角旋轉(zhuǎn)軸上。所述高度角電機(jī)安裝在所述支撐軸上并位于高度角旋轉(zhuǎn)組件的下方；所述高度角電機(jī)輸出軸上安裝有高度角主動(dòng)輪，并使該高度角主動(dòng)輪與所述高度角從動(dòng)輪嚙合。高度角傳感器安裝在所述光伏板下表面的一側(cè)；所述方位角傳感器固定在所述支撐軸的底板上表面一側(cè)。

所述方位角組件包括方位角組件殼體、兩個(gè)方位角圓柱滾子軸承和方位角推力球軸承，并且所述方位角圓柱滾子軸承和方位角推力球軸承自上至下依次安裝在方位角組件殼體內(nèi)。

所述高度角旋轉(zhuǎn)組件包括高度角套筒、兩個(gè)圓柱滾子軸承和軸端彈性擋圈；所述兩個(gè)圓柱滾子軸承分別安裝在所述高度角套筒兩端的內(nèi)表面，并通過軸端彈性擋圈定位。

所述支撐軸的下部有徑向凸出的凸臺(tái)，形成了該支撐軸的軸肩；所述軸間的直徑略小于方位角組件殼體的內(nèi)徑，并且當(dāng)所述方位角組件殼體與支撐軸裝配后，該軸間位于所述方位角組件殼體內(nèi)的上端。

所述方位角傳感器距底板中心的距離為150mm。

本發(fā)明還提出了一種所述太陽(yáng)能跟蹤裝置的跟蹤控制方法，具體過程是：

步驟1，確定太陽(yáng)的位置。所述太陽(yáng)的位置包括太陽(yáng)的高度角和方位角。

其中：h為高度角、A為方位角、δ為赤緯角、為當(dāng)?shù)氐木暥取為時(shí)角。

通過公式(1)和公式(2)分別得到太陽(yáng)的高度角和太陽(yáng)的方位角。

步驟2，確定跟蹤時(shí)段與跟蹤時(shí)長(zhǎng)。

所述確定跟蹤時(shí)段與跟蹤時(shí)長(zhǎng)根據(jù)時(shí)區(qū)確定跟蹤時(shí)段。所述的跟蹤時(shí)段根據(jù)太陽(yáng)在該時(shí)區(qū)的方位角確定。當(dāng)所述太陽(yáng)的方位角在51°～93°之間為第一時(shí)段，所述太陽(yáng)的方位角在-85°～51°之間為第二時(shí)段，所述太陽(yáng)的方位角在-108°～-85°之間為第三時(shí)段。

所述的跟蹤時(shí)長(zhǎng)根據(jù)太陽(yáng)高度角變化的速度確定。設(shè)定在所述三個(gè)時(shí)段的跟蹤時(shí)長(zhǎng)分別為15min、10min、15min。

步驟3，確定光伏板的位置信息，所述光伏板的位置信息包括該光伏板的高度角和方位角。通過采集所述方位角傳感器的電信號(hào)和高度角傳感器的電信號(hào)，確定光伏板的位置信息。

步驟4，第一時(shí)段第一次跟蹤太陽(yáng)。

采集第一時(shí)段的方位角電信號(hào)和高度角電信號(hào)，開始第一時(shí)段的第一次跟蹤。具體是：

分別采集方位角傳感器的電信號(hào)和高度角傳感器的電信號(hào)，并將采集到的方位角電信號(hào)和高度角電信號(hào)分別傳輸至下位機(jī)；采集時(shí)長(zhǎng)均為15min。

將采集到的該時(shí)刻的方位角電信號(hào)和高度角電信號(hào)轉(zhuǎn)化成為數(shù)字信號(hào)，將所得到的高度角數(shù)字信號(hào)與通過公式(1)得到的該時(shí)刻的太陽(yáng)高度角進(jìn)行對(duì)比；同時(shí)將所得到的方位角數(shù)字信號(hào)與通過公式(2)得到的該時(shí)刻的太陽(yáng)方位角進(jìn)行對(duì)比，分別得到所述太陽(yáng)能跟蹤裝置高度角與太陽(yáng)的高度角的差值和太陽(yáng)能跟蹤裝置方位角與太陽(yáng)的方位角的差值。

步驟5，第一時(shí)段第一次跟蹤控制。根據(jù)得到的所述太陽(yáng)能跟蹤裝置高度角與太陽(yáng)的高度角的差值和太陽(yáng)能跟蹤裝置方位角與太陽(yáng)的方位角的差值，實(shí)施對(duì)太陽(yáng)的跟蹤控制：

當(dāng)太陽(yáng)能跟蹤裝置高度角與太陽(yáng)的高度角的差值φ>0.5°時(shí)，將差值轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳給DSP控制器18，DSP控制器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)PWM數(shù)以及占空比；啟動(dòng)高度角電機(jī)，并通過該高度角電機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)高度角旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)光伏板高度角的改變，即使其與太陽(yáng)的高度角保持一致。

當(dāng)太陽(yáng)能跟蹤裝置方位角與太陽(yáng)的差值φ>0.5°時(shí)，將差值轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳給DSP控制器18，DSP控制器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)PWM數(shù)以及占空比，啟動(dòng)方位角電機(jī)，并通過該方位角電機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)高度角旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)光伏板方位角的改變，即使其與太陽(yáng)的方位角保持一致。

跟蹤控制中，所有的高度角和方位角值通過無(wú)線傳輸模塊傳給上位機(jī)，并在上位機(jī)模塊上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示具體光伏板高度角和方位角值以及調(diào)整后的值。

至此，完成了第一時(shí)段、第一次對(duì)太陽(yáng)的跟蹤及跟蹤控制。

重復(fù)所述第一時(shí)段、第一次對(duì)太陽(yáng)的跟蹤的過程，逐次完成第一時(shí)段的跟蹤全過程。

步驟6，各時(shí)段的跟蹤

當(dāng)完成第一時(shí)段的跟蹤過程后，重復(fù)所述第一時(shí)段的跟蹤過程，依次完成第二時(shí)段和第三時(shí)段的跟蹤。

當(dāng)實(shí)施第二時(shí)段的跟蹤時(shí)，將所述跟蹤時(shí)長(zhǎng)調(diào)整為10min。

當(dāng)實(shí)施第三時(shí)段的跟蹤時(shí)，將所述跟蹤時(shí)長(zhǎng)調(diào)整為15min。

至此，完成各時(shí)段對(duì)太陽(yáng)的跟蹤過程。

本發(fā)明提供了一種跟蹤裝置和控制系統(tǒng)，解決了目前市場(chǎng)上太陽(yáng)能利用率低和跟蹤控制沒有反饋的問題。

本發(fā)明能夠增加太陽(yáng)能利用率，提高光伏發(fā)電的效率，節(jié)省光伏發(fā)電的成本，節(jié)約能源，提高光伏發(fā)電的普及率，為新能源的利用以及減少化石燃料的使用做出貢獻(xiàn)，同時(shí)本發(fā)明能夠避免跟蹤控制中出現(xiàn)的偶然錯(cuò)誤。

本發(fā)明通過高度角傳感器和方位角傳感器提供光伏板角角度數(shù)據(jù)，通過用戶輸入當(dāng)?shù)氐臅r(shí)間以及經(jīng)緯度信息，選擇自動(dòng)跟蹤，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)的跟蹤，達(dá)到最有效利用太陽(yáng)能的目的。對(duì)于如何獲取當(dāng)?shù)靥?yáng)高度角和方位角，本發(fā)明采用國(guó)際通用的通過地理經(jīng)度和緯度計(jì)算高度角和方位角的方法。

本發(fā)明中，方位角電機(jī)與方位角主動(dòng)輪相連，方位角從動(dòng)輪與支撐軸相連。高度角電機(jī)與高度角主動(dòng)輪相連，高度角從動(dòng)輪與高度角旋轉(zhuǎn)軸相連。方位角電機(jī)通過方位角主動(dòng)輪帶動(dòng)方位角從動(dòng)輪從而帶動(dòng)支撐軸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光伏板方位角的改變。高度角電機(jī)通過高度角主動(dòng)輪帶動(dòng)高度角從動(dòng)輪從而帶動(dòng)高度角旋轉(zhuǎn)軸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光伏板高度角的改變。

本發(fā)明的電機(jī)、齒輪結(jié)構(gòu)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器以及其他電子設(shè)備安裝在一鋁制外箱內(nèi)，使這些器件避免外界干擾。

當(dāng)遭遇惡劣天氣時(shí)，本發(fā)明能通過調(diào)整角度使光伏板落在上面的雪或雨水以最快速度滑落。當(dāng)某些地方遇到大風(fēng)天氣時(shí)，可以遠(yuǎn)程控制光伏板，以最有利風(fēng)通過的角度，盡量減少對(duì)光伏板的傷害。

本發(fā)明控制系統(tǒng)中的高度角傳感器固定在光伏板固定架下面，方位角傳感器固定在支撐軸上。其余電子設(shè)備都固定封閉在一個(gè)箱子內(nèi)部，避免外接干擾。開始工作時(shí)，由傳感器導(dǎo)出的數(shù)據(jù)顯示在上位機(jī)和下位機(jī)上，操作者可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢媒?jīng)緯度以及當(dāng)?shù)氐臅r(shí)間在程序中進(jìn)行設(shè)置，選擇自動(dòng)跟蹤。操作者也可以隨時(shí)在上位機(jī)或者下位機(jī)輸入數(shù)據(jù)，手動(dòng)控制調(diào)節(jié)所述機(jī)械結(jié)構(gòu)。用戶只需輸入某地的時(shí)間，系統(tǒng)就會(huì)提供該地太陽(yáng)高度角和方位角，從而確定光伏跟蹤的高度角和方位角。進(jìn)一步地，本發(fā)明不是時(shí)時(shí)對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行跟蹤，而是經(jīng)過對(duì)地理高度角和方位角進(jìn)行了詳細(xì)的研究，總結(jié)其隨時(shí)間變化的特點(diǎn)，提出了基于地理經(jīng)緯度的間斷跟蹤方法。進(jìn)一步地，本發(fā)明將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通過無(wú)線傳輸設(shè)備連接上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程控制。

本發(fā)明能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的跟蹤可靠性差的不足，并能夠增加太陽(yáng)能利用率，提高光伏發(fā)電的效率，節(jié)省光伏發(fā)電的成本，節(jié)約能源，提高光伏發(fā)電的普及率，為新能源的利用以及減少化石燃料的使用做出貢獻(xiàn)。

本發(fā)明的有益效果是：

1)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，材料主要是鋁合金、鋼材，來源廣泛，易于實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。

2)本發(fā)明高度角的變化采用主動(dòng)輪帶動(dòng)從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)，在空間上可以實(shí)現(xiàn)高度角可300度變化，適用于任何地區(qū)，尤其是高緯度地區(qū)。

3)本發(fā)明利用水平旋轉(zhuǎn)和垂直旋轉(zhuǎn)相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)的跟蹤，簡(jiǎn)化了控制結(jié)構(gòu)，且利用標(biāo)準(zhǔn)軸承件，簡(jiǎn)化了加工程序，降低了結(jié)構(gòu)的費(fèi)用，易于普及推廣。

4)本發(fā)明對(duì)于太陽(yáng)高度角方位角區(qū)段的劃分，極大地簡(jiǎn)化了對(duì)太陽(yáng)高度角方位角的繁雜處理。

5)本發(fā)明使用了高度角和方位角的反饋調(diào)節(jié)，避免因一次跟蹤錯(cuò)誤，從而一直錯(cuò)下去的問題。圖6和圖7給出了本發(fā)明實(shí)驗(yàn)的跟蹤誤差，從圖中可以看出本發(fā)明跟蹤精度很高。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2為機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3為圖2中的A-A向視圖。

附圖4為圖2中的B-B向視圖。

附圖5為本發(fā)明的控制過程流程圖

附圖6為實(shí)施例的高度角誤差圖。

附圖7為實(shí)施例的方位角誤差圖。

圖中：1.光伏板；2.光伏板固定架；3.高度角旋轉(zhuǎn)軸；4.高度角旋轉(zhuǎn)組件；5.支撐軸；6.方位角主動(dòng)輪；7.方位角電機(jī)；8.底板；9.方位角傳感器；10.方位角組件；11.方位角從動(dòng)輪；12.高度角電機(jī)底座；13.高度角電機(jī)；14.高度角主動(dòng)輪；15.高度角從動(dòng)輪；16.高度角傳感器；17.電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；18.DSP控制器；19.下位機(jī)；20.無(wú)線傳輸模塊；21.上位機(jī)；22.方位角圓柱滾子軸承；23.方位角推力球軸承；24.軸肩；25.方位角組件殼體；26.高度角套筒；27.高度角圓柱滾子軸承；28.軸端彈性擋圈。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例是一種太陽(yáng)能跟蹤裝置，包括光伏板1、光伏板固定架2、高度角旋轉(zhuǎn)軸3、高度角旋轉(zhuǎn)組件4、高度角電機(jī)13、支撐軸5、方位角組件10、方位角主動(dòng)輪6、方位角電機(jī)7、方位角從動(dòng)輪11、高度角主動(dòng)輪14、高度角從動(dòng)輪15、高度角傳感器16和方位角傳感器9。其中：所述方位角組件10通過軸承套裝在所述支撐軸5上，并位于該支撐軸的底板上表面；方位角從動(dòng)輪11套裝并固定在所述支撐軸上，并使該方位角從動(dòng)輪位于所述方位角組件的上方。所述方位角電機(jī)7固定在所述支撐軸的底板上表面，方位角主動(dòng)輪6套裝在該方位角電機(jī)的輸出軸上，并使該方位角主動(dòng)輪6與所述方位角從動(dòng)輪11嚙合。高度角旋轉(zhuǎn)組件4的殼體焊接固定在所述支撐軸5的頂端端面，并使所述殼體的中心線與所述支撐軸的中心線相互垂直。所述高度角旋轉(zhuǎn)組件中的高度角旋轉(zhuǎn)軸3的兩端端面分別固定有光伏板固定架2。高度角從動(dòng)輪15套裝在所述高度角旋轉(zhuǎn)軸上，并位于所述高度角旋轉(zhuǎn)組件殼體的一端。所述光伏板1安放在所述光伏板固定架2上，并與所述光伏板固定架焊接。高度角傳感器16安裝在所述光伏板1下表面的一側(cè)；所述方位角傳感器9固定在所述支撐軸的底板上，并位于該底板上表面一側(cè)；所述方位角傳感器距底板中心的距離為150mm；將該方位角傳感器與下位機(jī)19通過RS485數(shù)據(jù)總線連接，以實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的傳輸；將所述方位角傳感器9通過導(dǎo)線與支撐軸5相連，以獲得所述光伏板1的方位角電信號(hào)信息。通過所述高度角傳感器16獲得光伏板1當(dāng)前的方位角高度角電信號(hào)信息；將該高度角傳感器與下位機(jī)19通過RS485數(shù)據(jù)總線連接，以實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的傳輸。

下位機(jī)19上連接有無(wú)線傳輸模塊20，其通過無(wú)線方式與上位機(jī)系統(tǒng)21相連，所有的高度角和方位角值都會(huì)通過無(wú)線傳輸模塊20傳給上位機(jī)21，并在上位機(jī)模塊上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示具體光伏板高度角和方位角值以及調(diào)整后的值。

所述高度角電機(jī)13通過高度角電機(jī)底座12安裝在所述支撐軸上并位于高度角旋轉(zhuǎn)組件4的下方；所述高度角電機(jī)輸出軸上安裝有高度角主動(dòng)輪14，并使該高度角主動(dòng)輪與所述高度角從動(dòng)輪15嚙合。

所述方位角組件10包括方位角組件殼體25、方位角圓柱滾子軸承22和方位角推力球軸承23。所述的方位角組件殼體為中空回轉(zhuǎn)體。在該方位角組件殼體內(nèi)自上至下依次安裝有方位角推力球軸承23和兩個(gè)方位角圓柱滾子軸承22。

所述高度角旋轉(zhuǎn)組件4包括高度角套筒26、兩個(gè)圓柱滾子軸承27和軸端彈性擋圈28。所述兩個(gè)圓柱滾子軸承27分別安裝在所述高度角套筒26兩端的內(nèi)表面，并通過軸端彈性擋圈28定位。

所述支撐軸5的下部有徑向凸出的凸臺(tái)，形成了該支撐軸的軸肩24；所述軸間的直徑略小于方位角組件殼體25的內(nèi)徑，并且當(dāng)所述方位角組件殼體與支撐軸裝配后，該軸間位于所述方位角組件殼體內(nèi)的上端。該支撐軸的下端端面固定有底板28。

本實(shí)施例中，光伏板1通過焊接固定在光伏板固定架2，光伏板固定架2通過焊接與高度角旋轉(zhuǎn)軸3焊接在一起。高度角旋轉(zhuǎn)軸3穿過高度角旋轉(zhuǎn)組件4。高度角旋轉(zhuǎn)組件4通過焊接與支撐軸5固定在一起。高度角電機(jī)13通過螺栓連接固定在高度角電機(jī)底座12上，高度角電機(jī)底座12通過焊接固定在支撐軸5上，高度角主動(dòng)輪14通過過盈配合與高度角電機(jī)軸13連接在一起，高度角從動(dòng)輪15與高度角旋轉(zhuǎn)軸通過過盈配合固定在一起，工作時(shí)高度角電機(jī)13通過高度角主動(dòng)輪14帶動(dòng)高度角從動(dòng)輪15，進(jìn)而帶動(dòng)高度角旋轉(zhuǎn)軸3上下擺動(dòng)，從而達(dá)到控制光伏板1高度角的目的。方位角電機(jī)8通過焊接方式固定在底板7上，方位角組件10通過焊接固定在底板8上，方位角主動(dòng)輪6通過過盈配合與方位角電機(jī)軸7連接在一起，方位角從動(dòng)輪11與支撐軸5通過過盈配合固定在一起，方位角電機(jī)7通過方位角主動(dòng)輪6帶動(dòng)方位角從動(dòng)輪11，從而帶動(dòng)支撐軸5旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)光伏板1往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到改變光伏板1方位角的目的。底板8可以通過螺釘或者其他方式根據(jù)用戶需要固定在地面上。

本實(shí)施例還提出了一種利用所述太陽(yáng)能跟蹤裝置，是基于太陽(yáng)與地球之間相對(duì)位置的變化跟蹤太陽(yáng)的控制方法。

本實(shí)施例的第一時(shí)段第一次跟蹤具體過程是：

步驟1，確定太陽(yáng)的位置。所述太陽(yáng)的位置包括太陽(yáng)的高度角和方位角。

其中：h為高度角、A為方位角、δ為赤緯角、為當(dāng)?shù)氐木暥?、t為時(shí)角。

通過公式(1)得到所述太陽(yáng)的高度角。

通過公式(2)得到所述太陽(yáng)的方位角。

步驟2，確定跟蹤時(shí)段與跟蹤時(shí)長(zhǎng)。

首先確定所在地區(qū)的時(shí)區(qū)，并根據(jù)確定的時(shí)區(qū)確定跟蹤時(shí)段。

所述的跟蹤時(shí)段根據(jù)太陽(yáng)在該時(shí)區(qū)的方位角確定。當(dāng)所述太陽(yáng)的方位角在51°～93°之間為第一時(shí)段，所述太陽(yáng)的方位角在-85°～51°之間為第二時(shí)段，所述太陽(yáng)的方位角在-108°～-85°之間為第三時(shí)段。

所述的跟蹤時(shí)長(zhǎng)根據(jù)太陽(yáng)高度角變化的速度確定。設(shè)定在所述三個(gè)時(shí)段的跟蹤時(shí)長(zhǎng)分別為15min、10min、15min。

本實(shí)施例以西安地區(qū)6～9月為例進(jìn)行跟蹤太陽(yáng)。西安的經(jīng)度為108.9，緯度為34.3；確定的跟蹤時(shí)段為三段，分別是8:00～11:00時(shí)、11:00～15:00時(shí)和15:00～18:00時(shí)，并且第一時(shí)段的跟蹤時(shí)長(zhǎng)為15min，即從8:00開始第一次跟蹤，8:15第二次跟蹤，依次進(jìn)行下去，到11:00為止；第二時(shí)段的跟蹤時(shí)長(zhǎng)為10min，即從11:00開始第一次跟蹤，11:10第二次跟蹤，依次進(jìn)行下去，到15:00為止；第三時(shí)段的跟蹤時(shí)長(zhǎng)為15min，即從15:00開始第一次跟蹤，15:15第二次跟蹤，依次進(jìn)行下去，到18:00為止。

步驟3，確定光伏板的位置信息，所述光伏板的位置信息包括該光伏板的高度角和方位角。通過采集所述方位角傳感器9的電信號(hào)和高度角傳感器16的電信號(hào)，確定光伏板的位置信息。

步驟4，第一時(shí)段第一次跟蹤太陽(yáng)。

采集第一時(shí)段的方位角電信號(hào)和高度角電信號(hào)，開始第一時(shí)段的第一次跟蹤。具體是：

分別采集方位角傳感器9的電信號(hào)和高度角傳感器16的電信號(hào)，并通過RS485數(shù)據(jù)總線將采集到的方位角電信號(hào)和高度角電信號(hào)分別傳輸至下位機(jī)19；采集時(shí)長(zhǎng)均為15min。

將采集到的該時(shí)刻的方位角電信號(hào)和高度角電信號(hào)轉(zhuǎn)化成為數(shù)字信號(hào)，將所得到的高度角數(shù)字信號(hào)與通過公式(1)得到的該時(shí)刻的太陽(yáng)高度角進(jìn)行對(duì)比；同時(shí)將所得到的方位角數(shù)字信號(hào)與通過公式(2)得到的該時(shí)刻的太陽(yáng)方位角進(jìn)行對(duì)比，分別得到所述太陽(yáng)能跟蹤裝置高度角與太陽(yáng)的高度角的差值和太陽(yáng)能跟蹤裝置方位角與太陽(yáng)的方位角的差值。

步驟5，第一時(shí)段第一次跟蹤控制。根據(jù)得到的所述太陽(yáng)能跟蹤裝置高度角與太陽(yáng)的高度角的差值和太陽(yáng)能跟蹤裝置方位角與太陽(yáng)的方位角的差值，實(shí)施對(duì)太陽(yáng)的跟蹤：

當(dāng)太陽(yáng)能跟蹤裝置高度角與太陽(yáng)的高度角的差值φ>0.5°時(shí)，將差值轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳給DSP控制器18，DSP控制器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)PWM數(shù)以及占空比，啟動(dòng)高度角電機(jī)13，并通過該高度角電機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)高度角旋轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)光伏板1高度角的改變，即使其與太陽(yáng)的高度角保持一致。

當(dāng)太陽(yáng)能跟蹤裝置方位角與太陽(yáng)的差值φ>0.5°時(shí)，將差值轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳給DSP控制器18，DSP控制器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)PWM數(shù)以及占空比，啟動(dòng)方位角電機(jī)13，并通過該方位角電機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)高度角旋轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)光伏板1方位角的改變，即使其與太陽(yáng)的方位角保持一致。

跟蹤控制中，所有的高度角和方位角值通過無(wú)線傳輸模塊20傳給上位機(jī)21，并在上位機(jī)模塊上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示具體光伏板高度角和方位角值以及調(diào)整后的值。

至此，完成了第一時(shí)段、第一次對(duì)太陽(yáng)的跟蹤及跟蹤控制。圖6給出了本實(shí)例一次跟蹤的實(shí)現(xiàn)。

重復(fù)所述第一時(shí)段、第一次對(duì)太陽(yáng)的跟蹤的過程，逐次完成第一時(shí)段的跟蹤全過程。

步驟6，各時(shí)段的跟蹤

當(dāng)完成第一時(shí)段的跟蹤過程后，重復(fù)所述第一時(shí)段的跟蹤過程，依次完成第二時(shí)段和第三時(shí)段的跟蹤。

當(dāng)實(shí)施第二時(shí)段的跟蹤時(shí)，將所述跟蹤時(shí)長(zhǎng)調(diào)整為10min。

當(dāng)實(shí)施第三時(shí)段的跟蹤時(shí)，將所述跟蹤時(shí)長(zhǎng)調(diào)整為15min。

至此，完成了對(duì)太陽(yáng)三個(gè)時(shí)段的跟蹤過程。