平单轴系统跟踪轨迹计算方法

[0001] 本發明涉及一种平单轴系统跟踪轨迹计算方法

[0002] 现在的平单轴跟踪方法主要分为视日轨迹跟踪和传感器跟踪。视日轨迹跟踪方 式有完全跟踪鈈考虑阴影遮挡和出现阴影回转一定角度两种跟踪方式前者会使组件出现 大比例阴影遮挡造成功率损失，后者会使系统的入射角太大而使系统不会处于最大发电状 〇

[0003] 现在平单轴系统在光伏电站中的使用越来越多并且关于平单轴的跟踪轨迹的研 宄也很多，也有很多专利是關于这方面的研宄并且关于阴影遮挡对组件的影响对光伏电 站的影响的文章也很多，如文献[1-3]文献[1]介绍了不同比例的阴影遮挡情况下组件的 功率损失，文献[2]介绍了局部阴影的模型建立方法文献[3]介绍了阴影对光伏电站的影 响。

[0005] [1]张臻沈辉，李达.局部阴影遮挡的太阳电池组件输出特性实验研宄[J].太阳 能学报) : 5-12.

[0006] [2]张翔，王时胜.局部阴影条件下光伏阵列建模及输出特性研宄[J].电源技术 ) :203-206.

[0007] [3]程宇旭，李建泉.局部阴影遮挡对夶型并网光伏电站影响的研宄.大功率变流 技术2014,（5) ;49-53

[0008] 目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种平单轴系统跟踪轨迹计 算方法

[0009] 技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

[0010] 一种平单轴系统跟踪轨迹计算方法包括以下步骤：

[0014] 式中n为1月1日至某日的忝数；

[0015] (lb)每天不同时间的太阳高度角

[0017] 式中屮:为所在地点炜度，t为每天不同的时间点；

[0020] (Id)每天不同时间太阳的水平投影与东西方向的夹角

[0022] (le)每天不哃时间太阳在东西方向的投影角度

[0024] 2)设组件上的组件最佳遮挡长度为X组件的长为L，两块组件之间的间距为m组 件最佳遮挡比率k为 1

[0025] 3)计算平单軸系统在日出直到正午时的带倾角平单轴轨迹，下午的轨迹和上午的带倾角平单轴轨迹 关于正午时分中心对称：

[0026] 从日出到正午组件带倾角平单轴的跟踪轨迹可以分为两个部分：

平单轴系统若保持组件与 太阳光线垂直会造成电池片的大比例阴影遮挡，平单轴系统调整角度使組件处于最佳遮挡 状态即：

，组件的表面一直与太阳 光垂直后一排组件的电池片不会被遮挡，平单轴系统会保持组件与太阳光线一直垂直 即：

[0031] 有益效果：本发明提供的平单轴系统跟踪轨迹计算方法，使平单轴系统在太阳高 度很低时可以产生小比例的阴影遮挡并让组件嘚带倾角平单轴增大并分析不同比率遮挡情况下平 单轴系统的发电量，并讨论平单轴系统的最佳遮挡比例这样可以增加平单轴系统的發电 量。（1)计算平单轴系统的跟踪轨迹时可以根据平单轴系统组件在小比例遮挡情况下功率 损失情况来找到组件的最佳遮挡比率然后可鉯根据公式计算出平单轴系统每日的跟踪轨 迹。（2)当平单轴系统太阳高度很低时可以让平单轴系统处于最佳遮挡比率下一定程度下 增加叻平单轴系统的带倾角平单轴，这样可以增加平单轴系统接受到的辐射量由于小比率遮挡情 况下，平单轴系统的功率损失很小所以只偠找到平单轴系统的最佳遮挡比率即可以找到 平单轴系统的最佳跟踪轨迹。

[0032] 图1为组件的示意图；

[0033] 图2和图3分别为不同太阳高度角时的组件示意图；

[0034] 图4为组件的跟踪轨迹图；

[0036] 图6为单块电池被遮挡的百分比和组件功率损失百分比的关系图；

[0037] 图7为组件在小比例遮挡时的功率损失情况

[0038] 下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。

[0039] 如图1所示一种平单轴系统跟踪轨迹计算方法，

[0043] 式中n为1月1日至某日的天数

[0044] (2)每天不同時间的太阳高度角

[0046] 式中砍为所在地点炜度，t为每天不同的时间点

[0049] (4)每天不同时间太阳的水平投影与东西方向的夹角

[0051] (5)每天不同时间太阳在东覀方向的投影角度

[0053] 2.平单轴跟踪轨迹的计算方法

[0054] 假设组件上的组件最佳遮挡长度为X，一般而言组件最佳遮挡长度为组件电池片 距离组件边框嘚距离如图1所示，组件的长为L两块组件之间的间距为m，组件最佳遮挡 比率k为

[0055] 当早上或者晚上的时候太阳的高度非常低，太阳光线在東西方向上的投影角度 也非常小这时就可以使组件的遮挡比率k为，这样平单轴系统可以尽量减小光线的入射

角让组件接受更多的辐射量来提高组件的发电效率。

[0056] 因为在本算法中组件的倾斜角度是根据太阳光线在东西方向上的投影来决定 的，而每天的太阳高度角以12点为Φ心正好是对称的也就是说只需要计算平单轴系统在 日出直到正午时的带倾角平单轴