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 iSun2000智能雙伺服光伏跟蹤系統(tǒng)

在光伏太陽能發(fā)電應(yīng)用中使用雙軸伺服光伏跟蹤系統(tǒng)，驅(qū)動光伏支架不斷調(diào)整太陽能電池板的位置，令太陽能電池板時刻保持最佳的角度接受太陽光照射，進而能夠提高發(fā)電量25%～50%，早已經(jīng)成為業(yè)界的共識。但在大型光伏發(fā)電系統(tǒng)中，我國市場上仍然是進口跟蹤系統(tǒng)（如西班牙AFFIRMA公司的APOLO系統(tǒng)）占據(jù)了主要市場。國產(chǎn)廠家如中盛、上海陽遠也推出了自己的跟蹤伺服系統(tǒng)，但也大都是基于PLC或者專用控制器配合傳統(tǒng)脈沖伺服驅(qū)動器的產(chǎn)品，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，造價也較高。 

本文介紹的iSun2000光伏智能雙伺服跟蹤系統(tǒng)是北京諾信泰伺服科技公司在其專利產(chǎn)品iDrive平臺上開發(fā)出的一種新型智能型光伏雙伺服跟蹤系統(tǒng)，它具有結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，造價低廉，分步式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，容易擴展和管理等顯著優(yōu)點。隨著光伏跟蹤系統(tǒng)市場的不斷擴大和競爭的加劇，該產(chǎn)品的優(yōu)勢將在市場競爭中逐步凸顯。 

光伏雙伺服跟蹤系統(tǒng)主要的工作是根據(jù)一天不同時刻太陽位置的變化，計算出光伏實時架在不同時刻的實時最佳角度，進而通過驅(qū)動控制水平旋轉(zhuǎn)和俯仰角度的兩個伺服電機，來控制和調(diào)整光伏支架的角度。其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

各部分的主要功能如下 

1、    實時角度計算模塊主要用于計算出當前最佳的水平旋轉(zhuǎn)角度和俯仰角度。目前采用的方法主要有主動跟蹤、光控以及兩者相結(jié)合三種模式。主動跟蹤是基于當前的時間和GPS坐標，通過天文學(xué)方法計算出太陽的當前位置，進而計算出兩軸的最佳角度，這種方法適合于各種天氣以及無人值守的場合，適應(yīng)性強；光控方法則是根據(jù)傳感器提供的實時太陽光照數(shù)據(jù)，計算兩軸的最佳工作角度，這種方法更加直接，可靠性強；第三種方法則是將上述兩種方法進行綜合運用。目前，這部分工作大部分是由專用控制器或者PLC來完成。 

2、    運動控制控制模塊則根據(jù)實時角度計算模塊提供的目標角度值，對兩軸的轉(zhuǎn)動進行運動規(guī)劃，包括啟動過程、停止過程、位置控制，并發(fā)送命令（傳統(tǒng)上是脈沖信號）到伺服驅(qū)動器。這部分工作一般也由專用的運動控制器或者PLC來完成。 

3、    I/O模塊用于處理相關(guān)的一些輸入出處，主要的輸入有風(fēng)速傳感器，提供實時的風(fēng)速信號給跟蹤系統(tǒng)，當出現(xiàn)惡劣天氣時應(yīng)將光伏支架快速放平，確保安全；在要求較高的場合，可以給光伏支架安裝上角度傳感器，將光伏支架的實際角度反饋到控制器，實現(xiàn)全閉環(huán)控制；在需要光控跟蹤的場合，比如在移動的車輛上等，可以通過I/O模塊，輸入光控傳感器信號，引導(dǎo)光伏支架根據(jù)實現(xiàn)的相對位置實現(xiàn)實時跟蹤。 

4、    伺服驅(qū)動模塊（一般也叫伺服放大器或者伺服驅(qū)動器）則接收運動控制模塊發(fā)來的指令，進而驅(qū)動伺服電機旋轉(zhuǎn)一定的角度，帶動太陽能電池板到達最佳的角度。這部分工作主要由伺服電機配套的伺服驅(qū)動器完成。 

5、