倾角传感器在太阳能光伏发电中的应用

大多数光伏发电设备通常配备了太阳追踪装置，并因此被广泛称为追日系统。这种光伏发电系统的自动追踪装置能够实时追踪太阳运动轨迹，并通过这种方式帮助光伏组件精准捕捉太阳能资源。该装置确保了太阳能始终以垂直角度照射到光伏发电组件上，并明显提升了总发电效率。此外，在该系统中起关键作用的还有倾角传感器组这一提升太阳能捕获效率的关键装置之一

青海的太阳能资源占比约为全国的11%。目前,青海正致力于建设国家清洁能源示范省,这也是国家电投清洁能源发展的重点区域之一。截至2018年底时,青海省的清洁能源总装机容量已经达到2420万千瓦,达到全省总量的86%,新能源装机首次超越水电成为主要能源形式。

当前青海以光伏产业为基础全面推动先进制造业的发展。青海已基本形成了涵盖多晶硅、单晶硅、太阳能电池组件以及逆变器等核心产品的研发制造产业链。例如，在位于海拔3000余米的塔拉滩绿色产业示范区内，“数百万块电池板安装了先进的自动追踪装置”。这些电池板能够精确实现固定朝向与动态调整，并确保太阳能始终正对电池组件运行状态最佳。该地区的太阳能光伏电站采用追日跟踪技术，在实际应用中表现出了卓越的能量转化效能。资料图

太阳能光伏跟踪系统包括水平单轴式、单一斜率轴式以及双联式等多种类型。这些系统不仅能够显著提升电站发电效率，并且能在因地制宜的基础上更好地适应各种复杂的地形环境。其中所有类型的跟踪控制系统均采用主动调节策略：通过计算太阳在天空中的方位后，并据此调节光伏组件的方向以实现最佳能量转换。

该系统需要通过调节太阳能电池的方位与倾角来适应太阳的位置变化，并确保在太阳运动过程中及时调整角度从而使得阳光总是以零度入射角照射到太阳能电池板上在此基础上可部署倾角传感器来监测太阳能电池板的角度信息以便追踪系统的运行状态并发送必要的调整指令整个系统的运作机制包括定期检测当前角度并根据实时数据动态计算出最佳配置参数

倾角传感器会被安装在太阳能电池板的倾斜面上。每当太阳能电池板发生倾斜变化时, 倾角传感器将能够实时进行测量。在此情景下, 倾角传感器的基本工作原理, 可以被抽象简化为一个质量块和一个能够对该质量块施加固定轴向加速度测量的加速度传感器。当发生倾斜时, 在质量块M处会产生垂直于倾斜面方向上的力F1; 因为质量块是被固定在垂直于倾斜面的方向上的, 所以该方向上的受力将趋于平衡状态。

通过分析可知，在外力F₁与其所载物体重量G之间存在特定的关系式：F₁=G\cosθ。在这一公式中，重力G可以通过数学计算得出其理论值，并进行实验测量以获得实际数值；而力F₁则可直接通过传感器的读数装置进行测量。由此可得，在已知条件的情况下求解θ的角度值具有可行性。由于该角度值与倾斜角的度量结果相同，并且会随之发生改变，在实际应用中我们可以将两者视为相等的物理量来处理

一般情况下, 太阳能光伏发电系统的运行情况会依据当时的地理纬线和经线位置, 通过精确算法计算得出每年每一天正午时分阳光照射的具体方位及其对应的角度值, 这些数据会被存储在电脑软件系统中。这样一来一利, 就能够实现对太阳能电池板的实际倾斜角度数值进行监测得到, 并与其实际工作状态下的真实阳光照射方向进行对比分析, 从而能够推导出最适合调节至的最佳倾斜角度范围。

而判定是否达到合适的角度，则是由倾角传感器将校准后的角度测量出来，并发送到相应的控制端进行判断，并根据结果决定是否继续调整直至完成整个校准过程。