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倾角传感器在光伏发电跟踪系统中的应用

来源:仪器仪表网发布时间:2019.02.13 14:14:46 阅读:465

随着经济的发展,能源问题日益突出,太阳能作为一种清洁、源源不断的能源,越来越受到人们的重视。大力发展光伏产业对缓解当前能源危机,具有重要的意义。然而由于科技发展水平的限制,目前光伏发电的利用率一直比较低,因此成本较传统发电要高。当今光伏发电中一般都配有太阳跟踪系统,也常被称为追日系统,是用来提高太阳能接收率进而提高发电效率的系统,本文将阐述倾角传感器在追日系统中的应用,并如何提高太阳能的接收率的。

由于地球的自转和公转,地球上同一地区每一天太阳的方位和高度都在发生变化。而太阳能发电系统中的追日系统是通过调节太阳能电池的方位和倾角,使得太阳能电池板能根据太阳的运动变化及时作出调整,以达到始终使光线以0度的入射角照射到太阳能电池板上,实现主动跟踪调节的功能,减少接收过程中的损耗,提高接收量。而在此过程中,倾角传感器是必不可少的。倾角传感器将用来测量太阳能电池板的角度信息,供跟踪系统和太阳的方位和高度信息进行比对,并作出对太阳能电池板调整的命令。

下面我们说说倾角传感器是如何来对太阳能电池板的倾角进行测量,倾角传感器一般安装在太阳能电池板的倾斜面上,因此当太阳能电池板的倾斜角发生改变时,倾角传感器能时时地进行测量,倾角传感器基本原理可以简化为一质量块和能对该质量块进行固定轴向加速度测量的加速度传感器,如下图

虚线为水平方向,当发生倾斜时,其内部的质量块M对垂直于倾斜面方向的倾角传感器产生随倾斜角变化的力F1,由于质量块是固定在垂直于倾斜面的轴向上,因此质量块在此方向受力会达到平衡,简单分析可以知道传感器受到力F1与质量块重力G之间的关系为F1=G*cosθ,由于重力G和F1分别可以通过计算和测量出来,因此就可以得到角度θ的大小,由于该角度和倾斜角大小相同,并随倾斜角的变化而变化。因而θ即为倾斜角。以上便是倾角传感器测量角度的基本原理,太阳能发电追日系统一般都会根据当地的经纬度计算当地一年当中每一天太阳的方位和角度信息,并将信息储存在电脑软件当中,这样就可以通过采集倾角传感器测量得到电池板角度信息,通过和太阳的角度信息进行比较就可以知道需要将太阳能电池板的倾角调整到多少度最为合适,而判断是否达到合适的角度也是由倾角传感器将调整后的角度测量出来发送到相应的控制端,判断是否继续进行调整,直至调整完成。

由于太阳的角度一天当中角度变化范围角度,但在短时间内的变化却比较小,因此对倾角传感器的精度有一定的要求。传感器专家网的WOOSENS WTS系列倾角模块能很好的满足上述应用的要求,WTS系列采用了多种输出方式,便于用户选择。其最低相对精度能到达0.15度,WTS系列倾角模块同时也是低功耗,高性能的倾角模块,内部采用欧洲原装进口的MEMS倾角测量单元,内置工业标准MCU单元,集成先进滤波算法,采用原厂Poka-Yoka标定系统,保证每个模块的性能具有出色的一致性。

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