太阳能作为能代替传统能源的理想可再生资源,具有储量丰富,无污染等优点,太阳能利用的技术发展迅速,其中光伏发电应用广泛,为了提高光伏电池的光电转化效率,近些年来已经采用了大量新的工艺和材料对光伏电池本身进行改进。除此之外,相关的理论分析表明,太阳能双轴跟踪比固定型光伏发电的能量接受率高37.4%。
目前,国内已经开发出基于运动控制卡的双轴伺服太阳能跟踪系统设计方案,该系统精度高,不受天气影响,而且具有较好的人机交互能力能够实时监控,有效的提高太阳能的利用率。
太阳能伺服跟踪系统是采用两轴联动编程控制实现的,上位机通过向伺服驱动器发送脉冲控制信号来控制伺服电机的速度和旋转位置,从而使机械装置始终以最佳的角度和方位对准太阳。其中机械装置主要有直线推杆和回转支承构成,直线推杆将伺服电机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动,从而调节光伏电池的高角度;回转支承是装有大扭矩运转自如的蜗杆齿轮,能够精确的调节光伏电池的方位角,且该装置有自锁功能,使用更加安全和稳定。
此系统中,选用的伺服电机可为小惯量型号的,另外驱动器的输出功率不宜太大,同时可把运动控制卡作为控制器,采用多线制增量式光电编码器测量电机的位置及转速作为反馈信号。