iSun2000智能雙伺服光伏跟蹤系統

在光伏太陽能發電應用中使用雙軸伺服光伏跟蹤系統，驅動光伏支架不斷調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，進而能夠提高發電量25%～50%，早已經成為業界的共識。但在大型光伏發電系統中，我國市場上仍然是進口跟蹤系統（如西班牙AFFIRMA公司的APOLO系統）占據了主要市場。國產廠家如中盛、上海陽遠也推出了自己的跟蹤伺服系統，但也大都是基于PLC或者專用控制器配合傳統脈沖伺服驅動器的產品，系統結構相對復雜，造價也較高。 

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

光伏雙伺服跟蹤系統主要的工作是根據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，進而通過驅動控制水平旋轉和俯仰角度的兩個伺服電機，來控制和調整光伏支架的角度。其控制系統結構框圖如圖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，適應性強；光控方法則是根據傳感器提供的實時太陽光照數據，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實時角度計算模塊提供的目標角度值，對兩軸的轉動進行運動規劃，包括啟動過程、停止過程、位置控制，并發送命令（傳統上是脈沖信號）到伺服驅動器。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模塊用于處理相關的一些輸入出處，主要的輸入有風速傳感器，提供實時的風速信號給跟蹤系統，當出現惡劣天氣時應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，實現全閉環控制；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，引導光伏支架根據實現的相對位置實現實時跟蹤。 

4、    伺服驅動模塊（一般也叫伺服放大器或者伺服驅動器）則接收運動控制模塊發來的指令，進而驅動伺服電機旋轉一定的角度，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動器完成。