基于单片机的太阳能电池板自动对光跟踪系统
摘要：本文是以A T89C52单片机为核心，设计了一个太阳能电池板自动对光跟踪系统。系统主要包括光敏传感器、模数转换部分、单片机微处理器、步进电机和电机的驱动电路等，传感器采用光敏二极管作为光-电转换器件，将三个完全相同的光敏二极管分别放置于电池板三个方向分别对光照强度采集，然后由光敏传感器电路将光照强度转换为电压信号，再由ADC0809将电压信号转换为数字信号送入单片机，最后单片机将数字信号进行对比控制电机转动。该系统精度为4°，系统结构简单、操作方便、测量精度高、速度快。
关键词：太阳能自动跟踪；A/D转换；光敏二极管；单片机微处理器；步进电机
Solar Panel Automatically Tracking System Based on
Microcontroller
Abstract: Solar Panel Automatically Tracking System is designed based on AT89C52 microcontroller in this paper.The system includes photosensitive sensor, A/D converter, SCM,stepping motor , drive circuit of motor and so on. Photodiode as a light sensor - power conversion devices, the three identical photodiodes were placed in three directions panels were collected on the light intensity, then the light intensity will be converted to V oltage signal by the light sensor circuit, V oltage signal is put into SCM by the ADC0809 to convert digital signals,the SCM compare digital signals with digital signals to control motor rotation. The system accuracy of 4 °, the system is simple , easy operation , high accuracy, high speed.
Keywords：Automatic tracking solar ; A / D conversion; Photodiode ;SCM;Stepping motor
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目录
第1章绪论 (1)
1.1 课题背景 (1)
1.1.1 能源现伏及发展 (1)
1.1.2 我国太阳能资源 (1)
1.1.3 目前太阳能的开发和利用 (1)
1.1.4 太阳能的特点 (2)
1.2 课题研究的目的 (2)
1.3 课题研究的意义 (2)
1.3.1 新环保能源 (2)
1.3.2 提高太阳能的利用率 (3)
1.4 太阳能光伏发电国内外的现状 (3)
1.5 太阳能追踪系统国内外研究现状 (4)
1.6 论文的研究内容 (4)
1.7 论文结构 (5)
第2章太阳能自动跟踪系统总体设计 (6)
2.1 太阳运行的规律 (6)
2.2 跟踪器机械执行部分 (6)
2.2.1 立柱转动式要跟踪器 (6)
2.2.2 陀螺仪式跟踪器 (7)
2.2.3 齿圈转动式跟踪器 (7)
2.3 太阳能跟踪设计 (9)
2.3.1 常用太阳能跟踪方案 (9)
2.3.2 太阳能跟踪方案的确定 (10)
2.4 太阳能跟踪传感器的设计 (10)
2.4.1 光线和影子的关系 (10)
2.4.2 跟踪传感器的跟踪精度 (11)
2.4.3 太阳跟踪方案的确定 (12)
2.4.4 太阳光照强度的检测 (14)
2.4.5 太阳能跟踪传感器的设计制作 (15)
2.4.6 太阳能传感器电路设计 (19)
第3章系统硬件设计 (21)
3.1 太阳能自动跟踪控制 (21)
3.2 电源 (21)
3.3 信号采集电路 (22)
3.4 控制器 (24)
3.4.1 单片机简介 (24)
3.4.2 单片机外围电路设计 (25)
3.5 模数转换 (25)
3.5.1 ADC0809说明 (26)
3.6 步进电机及驱动 (28)
3.6.1 驱动电路 (28)
3.6.2 步进电机 (29)
第4章系统软件设计 (32)
4.1 A/D转换部分 (32)
4.2 光敏二极管比较法 (33)
4.3 系统流程图 (35)
第5章总结 (37)
5.1 结论 (37)
5.2 展望 (37)
致谢 (38)
参考文献 (40)
附录1 系统硬件电路图 (42)
附录2 程序清单 (43)
第1章绪论
1.1 课题背景
1.1.1 能源现伏及发展
能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础。随着矿物燃料的日渐枯竭和全球环境的不断恶化，很多国家都在认真探索能源多样化的途径，积极开展新能源和可再生能源的研究开发工作[1]。当前，包括我国在内的绝大多数国家都以石油、天然气和煤炭等矿物燃料为主要能源。
虽然在可预见的将来，煤炭、石油、天然气等矿物燃料仍将在世界能源结构中占有相当的比重，但人们对新能源的开发和利用日益重视特别是核能以及太阳能、风能、地热能、水力能、生物能等可再生能源资源的利用，在整个能源消耗中所占的比例正在显著地提高。据统计[2]，20世纪90年代，全球煤炭和石油的发电量每年增长l%，而太阳能发电每年增长达20%，风力发电的年增长率更是高达26%。随着科学技术的发展和新能源技术的发展可再生能源的将在未来的时代与不可再生能源抗衡甚至超过，从而结束矿物燃料垄断能源的局面。相对于日益枯竭的化石能源来说，太阳能似乎是未来社会能源的希望所在和发展方向。
1.1.2 我国太阳能资源
我国幅员广大，有着十分丰富的太阳能资源。我国地处北半球欧亚大陆的东部，土地辽阔，幅员广大。我国的国领土总面积达960×104km，居世界第三位，占世界总面积的7%。据估算[3]，全国各地太阳年辐射总量达335～837KJ/cm2·A，我国陆地表面每年接收的太阳辐射能约为50×1018KJ。从全国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、新疆、青海、内蒙古南部、陕西北部、山西、河北、山东、吉林西部、辽宁、云南中部和西南部、福建东南部、广东东南部、西部以及台湾省的西南部和海南岛东部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区最大，那里平均海拔高度在4000m以上，大气层薄而清洁，日照时间长，纬度低，透明度好。例如被人们称为“日光城”的拉萨市，1961年至1970年的平均值，阴天为98.8天，年平均晴天为108.5天，年平均云量为4.8，年平均日照时间为3005.7h，相对日照为68％，太阳总辐射为816KJ/cm2·A，比全国其它省区和同纬度的地区都高。全国以四川和贵州两省的太阳年辐射总量最小，其中尤以四川盆地为最，那里雨多、雾多，晴天较少。例如素有“雾都”之称的成都市，阴天达244.6天，年平均晴天为24.7天，年平均云量高达8.4年，平均日照时数仅为1152.2h，相对日照为26％。其它地区的太阳年辐射总量居中。
1.1.3 目前太阳能的开发和利用
人类直接利用太阳能有三大技术领域[4]，即光热转换、光电转换和光化学转换，此外，还有储能技术。
太阳光热转换技术的产品很多，如热水器、采暖和制冷、干燥器、开水器，太阳灶和高温炉，温室与太阳房，海水淡化装置、热力发电装置、水泵及太阳能医疗器具。
1.1.4 太阳能的特点
太阳能作为一种新能源，它与常规能源相比有三大优点[5]：
第一，它是人类可以利用的最丰富的能源，据估计，在过去漫长的11亿年中，太阳消耗了它本身能量的2%，可以说是取之不尽，用之不竭。
第二，地球上，不存在运输问题，无论何处都有太阳能，可以就地开发利用，尤其对交通不发达的边远地区、海岛和农村更具有利用的价值。
第三，太阳能是一种干净洁净无污染的能源，在开发和利用时，不会产生废气、废水、废渣和噪音，更不会破坏生态平衡。
太阳能的利用有它的缺点：
第一，能流密度较低，日照较好的，地面上1平方米的面积所接受的能量只有1千瓦左右。往往需要相当大的采光集热面才能满足使用要求，从而使装置地面积大，用料多，成本增加。
第二，大气影响较大，给使用带来不少困难。
1.2 课题研究的目的
本课题研究一种基于光影传感器的太阳光线自动跟踪系统，该系统能自动定位太阳位置和跟踪太阳光线，保证太阳能电池板平面始终与太阳光线垂直，提高太阳能转换的效率。
1.3 课题研究的意义
1.3.1 新环保能源
长期以来[6]，世界能源主要依靠石油和煤炭等矿物燃料，燃烧时产生大量的二氧化碳，造成地生态环境恶化、球气温升高，而且这些矿物作为一次性不可再生资源，储量有限。据国际能源机构预测，随着社会的发展能源消耗持续增长，在不久的将来人类将面临矿物燃料枯竭的严重威胁。这种全球性的能源危机下，迫使各国政府投入大量的人力和财力，研究和开发新能源，特别是太阳能、核能等。
能源危机，环境保护成为当今世界关注的热点问题。据联合国环境规划署资料{7}，目前矿物燃料提供了世界商业能源的95%，且其使用在世界范围内以每10年20%的速度增长。这些燃料的燃烧构成改变气候的温室气体的最大排放源，按照可持续发展的目标模式，决不能单靠消耗矿物原料来维持日益增长的能源需求。因此越来越多的国家都在致力于对可再生能源的深度开发和广泛利用。其中具有独特优势的太阳能开发前景广阔。日本经济企划厅和三泽公司合作研究认为，到2030年，世界电力生产的一半将依靠太阳能。
基于当今世界能源问题和环境保护问题已成为全球的一个“人类面临的最大威胁”的严
重问题，本课题的目的是为了更充分的利用太阳能、提高太阳能的利用率，而进行太阳追踪系统的开发研究，这对我们面临的能源问题有重大的意义。同时太阳能又是一种无污染的清洁能源，加强太阳能的开发，对节约能源、保护环境也有重大的意义[8]。
1.3.2 提高太阳能的利用率
太阳能是一种低密度、空间分布不断变化、间歇性的能源[9]，这就对太阳能的收集和利用开成了巨大的阻碍。尽管相继研究出一系列的太阳能装置如太阳能电池、太阳能干燥器、太阳能热水器等等，由于利用率不高，所以太阳能的利用还远远不够。就目前的太阳能装置而言，如何最大限度的提高太阳能的利用率，仍是各国学者的研究热点。解决这一问题应从两个方面入手[10]，一是提高太阳能的接收效率，二是提高太阳能装置的能量转换率，前者利用现有的技术则可解决，而后者属于能量转换领域，还有待研究。太阳跟踪系统为解决这一问题提供了可能。不管哪类太阳能利用设备，如果太阳光能始终保持与它的集热装置垂直，并且收集更多方向上的太阳光，那么，它就可以在有限的使用面积内收集更多的太阳能。但是太阳在不停运动运动着，集热装置若想收集更多的太阳光，那就必须对太阳光线跟踪。香
港大学建筑系的教授研究了太阳光照角度与太阳能接收率的关系，理论分析表明[11]
:太阳的
跟踪与非跟踪，能量的接收率相差37.7%，进而提高了太阳能装置的太阳能利用率，所以我们应该在天之灵更精确的跟踪太阳可使接收器的接收效率大大提高，拓宽了太阳能的利用领域。
1.4 太阳能光伏发电国内外的现状
太阳能光伏产业是世界发展速度最快的行业之一，之所以世界各国均将太阳能光伏发电作为新能源与可再生能源发展的重点是为了实现能源和环境的可持续性发展。在各国政府的大力支持下，世界太阳能光伏产业发展迅猛。根据截止到2006年的计算[12]：最近10年太阳能电池及组件的年均增长率达33%，最近5年的年均增长率达43%。2007年世界太阳能电池年产量达到3733MW，较2006年的2473.8MW增长1259.2MW，增幅高达50.9%。截止到2007年底，世界太阳能电池累计装机容量达到12300MW。2007年世界太阳能电池产量排名为：日本920MW，居第1位；中国821MW，居第2位；德国810MW，居第3位；中国台湾地区368MW，居第4位；美国266.1MW，居第5位。2007年世界太阳能电池厂产量的前3名为；德国Q-Cell为389.2MW，居第1位；日本夏普为363MW，居第2位；中国无锡尚德为327MW，居第3位。
晶体硅光伏电池技术持续进步，薄膜光伏电池技术加快研发。主要表现在以下几个方面：
（1）晶体硅光伏电池效率不断提高。商业化单晶硅电池效率已提高到16%~20%，商用化多硅电池效率已提高到15%~18%。
（2）晶体硅光伏电池硅片厚度持续降低。已从20世纪90年代的350~400um，降到目前的180~280um.
（3）晶体硅光伏电池生产厂的单厂规模不断扩大。生产规模的不断扩大和自动化程度的持续提高，将使电池的生产成本大为降低。
（4）薄膜光伏电池研发取得新的进展，并开始积极推进生产线和示范项目的建设。
光伏电池和组件的生产本过高是影响太阳能光伏发电进入大规模商业化应用的主要障碍，致使光伏发电的度电成本比火力发电的度电成本竟高达8~10倍。几十年来，在技术进步和生产规模扩大等因素的推动与引领下，光伏组件的生产成本大幅底下降，从20世纪60年代第一个地面用光伏组件售价1500美元/Wp下降到300美元/Wp，到21世纪初已下降为3美元/Wp左右。到2003年，世界光伏公司光伏组件的生产成本已降到2~2.5美元/Wp。对于光伏组件和系统未来的降价趋势，国外许多机构做了预测，光伏发电的电价在2020年前是有可能降低到与火力发电的电价相竞争的水平。
1.5 太阳能追踪系统国内外研究现状
在太阳能跟踪方面，我国在1997年研制了单轴太阳跟踪器，完成了东西方向的自动跟踪，虽然南北方向通过手动调节，但是接收器的接收效率大大提高了。1998年美国加州成
功的研究了ATM两轴跟踪器[13]
，并在太阳能面板上装有集中阳光的透镜，这样可以使小块的
太阳能面板硅收集更多的能量，使效率进一步提高。2002年2月美国亚利桑那大学推出了新型太阳能跟踪装置，该装置采用铝型材框架结构，结构紧凑，重量轻，利用控制电机完成跟踪，大大拓宽了跟踪器的应用领域。在国内近年来有不少专家学者也相继开展了这方面的研究，1992年推出了太阳灶自动跟踪系统，1994年《太阳能》杂志介绍的单轴液压自动跟踪器，完成了单向跟踪。
目前[14]
，太阳追踪系统中实现追踪太阳的方法很多，但是不外乎采用如下两种方式：一
种是根据视日运动轨迹追踪另一种是光电追踪方式，；前者是开环的程控系统，后者是闭环
的随机系统。
1.6 论文的研究内容
本文所介绍的太阳跟踪装置采用了光影跟踪踪方式，可实现大范围、高精度跟踪。论文
的主要工作包括:
（1）分析太阳运行规律，比较国内外主要的几种跟踪方案，提出合理的跟踪策略。
（2）分析传感器工作原理，分析该传感器大范围、高精度跟踪的可行性，还要设计光
电转换电路。
（3）选取控制芯片，分析系统的硬件需求，设计控制系统。
（4）设计控制方案，步进电动机以及驱动电路。
1.7 论文结构
第一章,绪论主要阐述了课题的研究背景、目的及意义，以及国内外太阳能的利用现状、太阳追踪方式的发展现状。
第二章,主要是对太阳自动追踪系统进行了总体设计，确定了系统的追踪方式。
第三章, 自动跟踪系统总体结构,光电转换器,单片机及其外围电路,步进电动机以及驱动电路。
第四章, 对自动对光跟踪系统软件进行设计。
第五章, 课题总结及展望。
第2章 太阳能自动跟踪系统总体设计
2.1 太阳运行的规律
由于地球的绕太阳的公转及地球自转，导致了地面静止物体相对于太阳运动。这种相对运动是周期性的可以预见。黄道天球极轴和地球极轴存在一个27度的夹角，引起了太阳赤纬角在一年中的变化。冬至时赤纬角为23度27分，然后开始减小，到春分时变为0度并继续增大，夏至时赤纬角最大为23度27分，并逐渐减小；到秋分时赤纬角又变为0，并继续
增大，直到冬至，另一个变化周期开始[15]
。
2.2 跟踪器机械执行部分
根据分析以前的跟踪器机械执行部分的优缺点以及成本等各个方面考虑，现列举以下几种常用跟踪器：
2.2.1 立柱转动式要跟踪器
图2-1立柱转动式跟踪器
跟踪器的结构[16]
：大齿轮固定在底座上，主轴及其支撑轴承安装在底座上面(主轴相对于底座可以转动)，小齿轮与大齿轮啮合，小齿轮连接马达1的输出轴。马达1固定在转动架上，转动架以及支架固定安装在主轴上，接收器、马达2安装在支架上面(接收器相对于支架可以转动)，马达2的输出轴连接在接收器上。
跟踪器实现自动跟踪的原理：当太阳光线发生偏移的时候，控制部分发出控制信号驱动马达1带动小齿轮转动，由于大齿轮固定。使得小齿轮自转的同时围绕大齿轮转动，因此带动转动架以及固定在转动架上的主轴、支架以及接收器转动；同时控制信号驱动马达2带动接收器相对与支架转动，通过马达1、马达2的共同工作实现对太阳方位角和高度角的跟踪。
系统特点：该跟踪机构结构简单，造价低。对于方位角的跟踪，利用齿轮副传动，能在使用功率较小的马达的同时传递足够大的动力，使用功率较小的马达降低了其能源成本和制造成本。整个跟踪器的结构紧凑，刚度较高。传动装置设置在转动架下。受到了较好的保护，提高了传动装置的寿命。
2.2.2 陀螺仪式跟踪器
图2-2陀螺仪式跟踪器
跟踪器的结构[17]
：传动箱1固定安装在支架上，马达1安装在传动箱1上，传动箱1的内部是由蜗杆、蜗轮组成的运动副，马达1的输出轴连接蜗杆，环形支架安装在支架上面(环形支架相对于支架可以转动)，传动箱1的输出轴连接环形支架，传动箱2固定安装在环形支架上，马达2安装在传动箱2上，传动箱2内也是由蜗杆、蜗轮组成的运动副。马达2的输出轴连接蜗杆，接收器安装在环形支架上面(接收器相对于环形支架可以转动)，传动箱2的输出轴连接接收器。
该跟踪器可以选择不同朝向安装，当按照上图的朝向进行安装时，跟踪器跟踪的实现原理如下：当太阳光线发生偏移时，控制部分发出信号驱动马达2带动传动箱2中的蜗杆、蜗轮转动，再输出带动接收器相对于环形支架转动，跟踪太阳由东向西的运动；同时控制部分也发出信号驱动由马达1带动传动箱1中的蜗杆、蜗轮转动，再输出带动环形支架和接收器转动，跟踪太阳南北方向的运动，由此来实现对太阳的两个方向的跟踪。
系统优点：该跟踪机构结构简单。对于两个方向的跟踪，都利用蜗杆、蜗轮副传动，在紧凑的结构下得到很大的传动比，能使用功率很小的马达同时传递足够的动力，使用功率小的马达降低了其能源成本和制造成本；蜗杆、蜗轮副的自锁性能好，能防风防雨。结构紧凑，运动空间大。传动装置设置在传动箱内，受到了较好的保护，提高了装置的寿命。
2.2.3 齿圈转动式跟踪器
机械结构
[18]
：马达1固定在支架上，马达1的输出轴连接小齿轮1，小齿轮1与齿圈1
啮合。齿圈1连接着主轴上，主轴安装在支架上(主轴相对于支架可以转动)，马达2安装在主轴前端的一块板上，马达2的输出轴连接小齿轮2，小齿轮2与齿圈2啮合，齿圈2连接着转动架，转动架安装在主轴上(转动架相对于主轴可以转动)。
机构实现自动跟踪的原理：当太阳光线发生偏离时。控制部分发出控制信号驱动马达1带动小齿轮1转动，小齿轮带动齿圈1和主轴转动；同时控制信号驱动马达2带动小齿轮2。小齿轮2带动齿圈2和转动架转动，通过马达1、马达2的共同工作实现对太阳方位角和高度角的跟踪。
图2-3齿圈转动跟踪器
系统特点：该跟踪机构结构简单，造价低。两个方向的跟踪都利用齿轮副传递动力，能在使用功率较小的马达的同时传递足够大的动力，使用功率较小的马达降低了其能源成本和制造成本；由于使用半个齿圈，能在紧凑的结构下得到较大的传动比。结构紧凑，运动空间大。
2.2.4本课题的机械设计方案
机构结构：马达1固定在支架上，马达1的输出轴连接小齿轮1，小齿轮1与大齿轮啮合。把齿轮连接着主轴上，主轴安装在支架上(主轴相对于支架可以转动)，马达2安装在主轴前端的一块板上，马达2的输出轴连接小齿轮2，小齿轮2与齿圈啮合，齿圈连接着太阳能板，转动架安装在主轴上。
机构实现自动跟踪的原理：当太阳光线发生偏离时。控制部分发出控制信号驱动马达1带动小齿轮1转动，小齿轮带动大齿轮和主轴转动；同时控制信号驱动马达2带动小齿轮2。小齿轮2带
图2-4本课题的机械设计方案
动齿圈和太阳能板转动，通过马达1、马达2的共同工作实现对太阳方位角和高度角的跟踪。
2.3 太阳能跟踪设计
2.3.1 常用太阳能跟踪方案
太阳能跟踪传感器的方案有很多种，其中最常用的方案是天文日立法、光电跟踪法和光影跟踪方法：
（1）天文日立法
根据安放点的经纬度等信息计算出一年中的每一天的不同时刻太阳高度度，将一年中每个时刻太阳相对于安放点的太阳光线角度存储到控制器存储机构中，使用时根据安放点时间对比出存储在控制器中的太阳光线角度信息调整太阳能电池板的角度，也就是靠计算太阳位置以实现跟踪。
优点：跟踪准确、可靠。
缺点：采用的是电脑数据理论，需要根据当地经纬度的数据而设定，一旦安装，就不便移动或装拆，每次移动完就必须重新设定经纬度数据和调整各个参数；电路原理、控制技术、设备都很复杂，非专业人士不能够随便操作。
（2）光电跟踪法
传统的光电跟踪是采用一级传感器跟踪方式，这种跟踪系统由三大部件组成:位置传感器、控制器、跟踪执行机构。位置传感器主要由性能经过挑选的光敏元件或光敏传感器组成，如四象限光电池、光敏电阻等。控制组件主要接受从位置传感器来的微弱信号，经放大后送控制器，然后由控制器对传感器传来的信号做处理并产生控制信号给执行机构实现对太阳光线的跟踪
优点：定位准确。
缺点：主动搜寻的不确定性，有时容易捕捉到云层边缘的耀斑，阴天和晴天的过渡不好捕捉。
（3）光影跟踪方法
由于太阳运动时的角度变化会引起的地面物体的投影长度发生变化，根据光线的影子变化去计算太阳的位置通过投影长度去计算太阳光线角度变化，根据计算的太阳光线角度变化来调整太阳能电池板的空间姿态。
优点：跟踪准确度高，干扰小。
缺点：跟踪有一定的滞后性，阴雨天可能失效。
2.3.2 太阳能跟踪方案的确定
通过三个方案的比较，可以看出在太阳能自动跟踪的跟踪精度上，以上三个方案都可以达到对太阳高度角的准确定位和良好的跟踪精度。结合本课题的设计目的以及太阳能自动跟踪实用性考虑，本设计采用光影跟踪法。通过设计新型的光影跟踪传感器，提高了光影的传感器的跟踪精度，及时跟踪太阳的角度变化，同时把变化的太阳高度角度度数字化，把数字化后的数字信号送入单片机，由单片机编程整理数据，将数据做比较再根据比较结果执行控制指令产生控制信号调整小型的或大型的太阳能发电的太阳能电池板角度，达到实时自动跟踪的目的，但由于较重的阴雨天时光影不明显所以光影跟踪可能会出现的失效。由于较重的阴雨天时光照强度较低，光电转换的效率极低，所以电池板角度的调整也不会对对太阳能电池板光电转换的效率影响太大。
2.4 太阳能跟踪传感器的设计
2.4.1 光线和影子的关系
太阳的辐射由太阳光线的传播到达地球的。而太阳光线是以直线的形式传播的。地球和太阳的距离大约在1.5 亿公里，而地球的直径只有将近1.3万公里，所以可以认为地球相对太阳是一个质点，太阳的光线是以平行线的方式到达地球表面的。
当光线被不透光物体遮住时，在物体的背面将形成光影，光影的长度不紧与物体高度有关而且和光线的角度也相关。地球每天不停自东向西自转，同时地球也围绕太阳沿轨道作公转，所以地球上的物体相对于太阳是运动的。由于光线的直线传播使得静止在地面上的物体会产生光影，由于地球的自转和公转使得光影的长度会随便时间的变化而变化[19-21]。
由图2-1 可以看出，光线的影子和太阳的照射角度有密切关系，如果把光线和地平线的夹角定义为太阳的高角度，在图2-1 中，a 就是太阳的高度角。物体的影子也随太阳高度角的变化下发生变化，影子的变化也和物体的高度有关。三个参数的关系是：
=?（2-1）
d Hα
cot
式中， d ——影子长度；
H——物体高度；
a ——表示太阳高度角。
从这个公式可以看出，影子的长短和太阳的高度角及产生影子的物体高度有关。用这个公式也可以推导用影子的长短和物体的高度来计算太阳高角度的公式:
arc cot d H
α=（2-2）
可见太阳的方位角变化、高度角、影子的长度相关的，影子的长度和每天的时刻也是相关的，因此影子也可以用来测定时间，我国古代就是利用日影特性来得时刻的，通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。不同的时刻指针的影子在石制圆盘上的位置不同，通过多次反复试验，将不同时刻的影子位置刻在石盘上，当太阳光线射在石盘上时，那么就可以知道这时的时刻了。这就是古人利用影子特性来制作的时刻表。
在跟踪传感器的设计中，可以制作高度恒定的遮光物体，通过测量遮光物体在太阳光照射时所形成的影子长度来计算出太阳的高度角。
2.4.2 跟踪传感器的跟踪精度
通过以上的分析和结论，可以建立太阳能自动跟踪传感器的模型，如图2-4所示，如果把物体和地面的交点看作物体的中心，分析这个中心和太阳位置关系：当太阳的位置处于物体的正上方时，d 的长度为0，a 的角度为90 度。此时，可以认为太阳光线和这个物体的中心重合，而且这条直线垂直于地平线。如果把H 的值确定为一个固定值，那么当物体影子的长短发生变化时，太阳高度角a 就会相应的发生变化。物体影子的越长，高度角越小，反之，当物体影子长度越短，高度角越大，如图2-5 所示。
图2-4 太阳高度角与光线影子计算图
图2-5 影子长度和物体高度之间的关系
图 2-5 中，可以看出高度角和遮光物体的高度以及影子的长度之间的关系，古人就是利用影子特性来计时的[17-24]。从图2-2 中可以推导出跟踪角度精度，计算公式:
0(90cot
)H G acr d
=- （2-3） 式中，G --跟踪精度；
H --遮光物体高度； a --太阳高度角；
d --影子长度。
例如遮光物体高度是 90mm,影子长度6mm,通过公式可以算出，G 约等于3.21 度。通过这个公式，可以根据所需要的跟踪精度要求，求出需要的遮光板参数，设计出需要的遮光板。在太阳能自动跟踪系统中，影子的长度是一个时间变量，把这个长度的变化测量出来，然后通过系统对太阳能电池板的角度调整调整影子的长度，使影子的长度趋近于零，这样就实现太阳能电池板对太阳的自动跟踪，跟踪精度应该控制在5 度以内，以保证跟踪的准确性和即时性。
实际上，影子内的光照强度和光线照射的光照强度是有很大区别的，根据这点特性我们可以利用传感器将光线与影子偏移控制在一定范围内也就是控制传感器与太阳光线的夹角。实现精确自动跟踪的目的。
2.4.3 太阳跟踪方案的确定
根据光影关系可以设计出很多种跟踪器，由于太阳能跟踪系统是空间结构的。所以传感
器的设计必须是可以实现空间姿态的调整即水平转动角和太阳能电池板仰角调整。根据以上分析，可以设计一种简单的传感器方案达到上述要求，这种方案如图2-6 所示。
图2-6 四象限跟踪装置示意图
在这个方案中，如果太阳光线垂直于传感器平面那么我们自动跟踪结束。如果太阳光线不垂直于传感器平面，那么由于传感器遮光板的作用在传感器平面的不同象限内形成不同形状的光影。如果太阳自东向西运动，在图中是自1方向运动到2方面运动，1、2间的遮光板挡住光线在2象限中会形成光影，如果太阳光线从1到3方向移动，会在3象限产生光影，而且光影会随着光线偏移量的增加而变长。如果在太阳移动的时候调整传感器的角度使得光影的长度尽量在一个很小的范围内，那么我们就能实现太阳的自动跟踪。跟踪的精度与传感器的参数设置相关比如：遮光板的高度、传感器与遮光板的距离。
同理，从图2-6 中，如太阳沿图中1 和3 中间的遮光板右方从左向下移动时，当太阳光线处于1、2象限遮光板的下方时由于遮光板的作用会在1、3象限形成光影。如果系统能同时对三个象限的数据作处理那么系统就能同时对电池板的水平角和仰角调整实现跟踪的目的。调整传感器的参数就可以实现系统的高精度跟踪。
通过上面的传感器方案，可以看出这个方案是比较各象限的光影位置，实现对太阳位置的跟踪，跟踪方式就是不停的比较各象限的光影位置和不断调整空间姿态。根据太阳在白天的运动轨迹，本设计的传感器方案在上面的基础上做了优化。每天太阳都是自东向西运动的轨迹，由于公转致使会出现南北方面夹角变化。因此，可以设计一个三象限的光影传感器，去对太阳进行跟踪，改进的方案设计如图2-7 所示。
图2-7 三象限优化跟踪装置示意图
由图 2-7 可以看出，太阳从东面升起，自东向西运动，在图中是自右向左运动，由于1、2 之间遮光板的作用，光线只照射在1 位置上，光线不能到达2 的位置，此时，调整传感器的水平角，直到光线能同时垂直照射在1 和2 上，此时，光线是和1、2 之间的遮光板平行的，垂直角调整结束。
当垂直角调整结束后，再去判断光线是否同时垂直照射在2 和3 上，可水以调整传感器的仰角。这样，先垂直后水平的调整，就完成了对太阳的跟踪。
由于外界因素导致太阳能电池板背面垂直于太阳光线，这时跟踪传感器三个象限的光照强度相同，所以不能对电池板姿态进行调整。为解决这个问题，在太阳能电池板背面安装一个与1、2、3象限特性相同的光敏二极管并定义为第4象限。当太阳能电池板背面垂直于太阳光线时，光线直射第4象限而在第1、2、3象限形成光影区，这时调整太阳能电池板转动180度，使跟踪系统能继续跟踪太阳位置，从而完善太阳能跟踪系统。
由于太阳移动缓慢，所以这个方案完全可以达到跟踪的要求。当人为原因移动了太阳能电池板位置时，系统也能及时对电池板空间姿态做出调整。这个系统使用器件少，不但节约成本而且系统电能消耗小更利于推广。
2.4.4 太阳光照强度的检测
（1）光通量与流明
光线所发出的光能是向所有方向辐射的，对于在单位时间里通过某一单位面积的光能，
称为通过这一单位面积的辐射能通量。各色光的频率不同，在可见光频率范围内眼睛对各色光的感官也是不同的，即使不同颜色光的辐射能通量相等，在视觉上也会产生不同的明亮程度，在各色光中，黄、绿色光能激起最大的明亮感。如果用绿色光作标准，令它的光通量等于辐射能通量，则对其它色光来说，激起明亮感觉比绿色光为小，光通量也小于辐射能通量。光通量的单位是流明，也表示光的强度，是英文lumen 的音译，简写为lm。简而言之，流明就是光束照在物体表面的量。一只40W 的日光灯输出的光通量大约是2100 流明。
（2）光照度与勒克斯
光照度可使用照度计直接测量。光照度的单位是勒克斯，是英文LUX 的音译，也可简写为LX。当被光均匀照射的物体在1 平方米面积上得到的光通量是1流明时，它的照度是1 勒克斯，（3）光强的检测
（3）光照强度的检测
光敏二级管管芯是一个具有光敏特征的PN 结，具有单向导电性。加上反向电压无光照时，有很小的饱和反向漏电流,即暗电流，此时的内阻无穷大。当受到光照时,饱和反向漏电流增加形成光电流,它的大小接受光强度的变化而变化。这时光敏二极管的内阻非常小可以形成比较大的电流。因此，可以将光敏二极管接入电路中加上反向工作电压，当接受光照强度不同时在电路中也就产生了不同的电流强度，如果在电路中串接一个电阻，这时就可以引起电阻电压的变化。通过检测电阻电压的变化就可以检测出光强。
2.4.5 太阳能跟踪传感器的设计制作
由于光敏二级管的特性，它可以检测太阳的光照强度。光敏二极管放置在光线照射的区域和光线无法照射的光影区域，光敏二极管的内部特性会发生很大的变化，不同情况下的照度值如表2-1，由此我们可以用光敏二极管来检测太阳光的偏移量，然后调整系统空间姿态。
根据以上分析，本文设计了一个“3+1”象限式的太阳能跟踪传感器如图2-8 所示。在图2-8 中，传感器身用不透明的塑料板制成，挡住通过光板的光线。感光板的尺寸采用直径为 150mm 的圆板，图中大的遮光板采用直径为150mm 的半圆板，小遮光板采用直径为150mm 的四分之一圆板，这三者如图安装，它们之间安装要保持垂直。
表2-1 是不同情况下的照度值
第一部分摘要引言 一、摘要 光电传感器作为“为机器安装眼睛与大脑工程”的重要环节,目前已深入到国民经济各个部门，成为跨行业应用的器件。本文根据传感器原理不同，从工作原理、结构及基本特性参数介绍了几种光电传感器，并以光电池为例介绍了和分析了两种实用电路，最后介绍了光电池电路的拓展功能以及光电传感器的应用前景。 关键词：光电传感器光电池光控换向 二、引言 目前，光电传感器已经深入到国民经济各个部门，成为跨行业应用的器件，它被广泛应 用到工业生产的许多方面，凡是需要观察和检测的场所都有应用的可能。它的非接触性、无损害、不受电磁干扰、能远距离传送信息以及远距离操纵控制等优点是得到广泛应用的保障。它在航天、航空、石油、化工、国防、安全、旅游、交通、城市建设和农业生产等领域都得到广泛的应用。 光电传感器使人类有效地扩展了自身的视觉能力，使视觉的长波限延伸到亚毫米波（THz波），短波限延伸到紫外线、X射线、Y射线，乃至高能粒子，响应速度达到纳秒级，能够到人们无法达到的场所，将那里发生的瞬间变化过程与长时间历史经历过程记录下来，供人们使用。
第二部分设计目的 课程设计目的 传感器技术课程设计的目的是使学生能够将《传感器技术》课程的内容与实际应用有机的联系起来，形成测量控制系统的概念，掌握智能检测（或仪表）系统设计的基本思想和方法。培养学生综合运用基础及专业知识的能力，提高解决实际工程技术问题的能力；加强查阅相关图书资料、产品手册和各种工具书的能力；提高书写技术报告和编制技术资料的能力。 第三部设计过程 一、光电池简介 1、概述 光电池是一种用途很广的光敏器件，其优点是体积小、重量轻、寿命长、性能稳定、光照灵敏度较高、光谱响应频带较宽且本身不耗能，是小型化、微功耗仪器中常见的换能器件。当光电池受到光照时不需要外加其他形式的能量即可产生电流输出，电流大小反映了光照强度大小。 2、光电池原理与结构 光电池是利用光生伏特效应吧光能直接转变成电能的光电器件。由于它能够把太阳能直接转变为电能，因此又称为太阳电池，其实质就是一个电压源。光电池的种类有硒光电池、氧化亚铜光电池、砷化镓光电池、硅光电池（本次设计所使用到的光电池传感器）、硫化铊光电池等。目前应用最广、最有发展前途的是硅光电池和硒光电池。硅光电池价格便宜，转化效率高，寿命长，适合于接受红外光，硒光电池的光电转换效率低。寿命短，适合接受可见光。 2.1 相关元件；感光元件，LED指示灯，电容，电阻，二极管等 3、硅光电池的基本结构 按硅光电池衬底材料不同科分为2DR型和2CR型。如图a所示为2DR型硅光电池，它是以P型硅材料为衬底（即在本征型硅材料中渗入三价元素或镓等）然后再衬底上扩散而形成N型层并将其作为受光面。 硅光电池的受光面的输出电极多做成如图b所示为硅光电池的外形，图所示的梳齿状或“E”字型电极，其目的是减小硅光电池的内阻。
非晶硅太阳能电池 赵准 （吉首大学物理与机电工程学院，湖南吉首 416000） 摘要：随着煤炭、石油等现有能源的频频告急和生态环境的恶化．使得人类不得不尽快寻找新的清洁能源和可再生资源。其中包括水能、风能和太阳能，而太阳能以其储量巨大、安全、清洁等优势使其必将成为21世纪的最主要能源之一。太阳是一个巨大的能源，其辐射出来的功率约为其中有被地球截取，这部分能量约有的能量闯过大气层到达地面，在正对太阳的每一平方米地球表面上能接受到1kw左右的能量。 目前分为光热发电和光伏发电两种形式。太阳能热发电是利用聚光集热器把太阳能聚集起来，将一定的工质加热到较高的温度（通常为几百摄氏度到上千摄氏度），然后通过常规的热机动发电机发电或通过其他发电技术将其转换成电能。光伏发电是利用界面的而将光能直接转变为电能的一种技术。目前光—电转换器有两种：一种是光—伽伐尼电池，另一种是光伏效应。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件，将光伏组件串联起来再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。因为光伏发电规模大小随意、能独立发电、建设时间短、维护起来也简单．所以从70年代开始光伏发电技术得到迅速发展，日本、德国、美国都大力发展光伏产业，他们走在了世界的前列，我国在光伏研究和产业方面也奋起直追，现在以每年20％的速度迅速发展。 关键词：光伏发电；太阳能电池；硅基太阳能电池；非晶硅太阳能电池
1.引言 1976年卡尔松和路昂斯基报告了无定形硅（简称a一Si）薄膜太阳电他的诞生。当时、面积样品的光电转换效率为2．4％。时隔20多年，a一Si太阳电池现在已发展成为最实用廉价的太阳电池品种之一。非晶硅科技已转化为一个大规模的产业，世界上总组件生产能力每年在50MW以上，组件及相关产品销售额在10亿美元以上。应用范围小到手表、计算器电源大到10Mw级的独立电站。涉及诸多品种的电子消费品、照明和家用电源、农牧业抽水、广播通讯台站电源及中小型联网电站等。a一Si太阳电池成了光伏能源中的一支生力军，对整个洁净可再生能源发展起了巨大的推动作用。非晶硅太阳电他的诞生、发展过程是生动、复杂和曲折的，全面总结其中的经验教训对于进一步推动薄膜非晶硅太阳电池领域的科技进步和相关高新技术产业的发展有着重要意义。况且，由于从非晶硅材料及其太阳电池研究到有关新兴产业的发展是科学技术转化为生产力的典型事例，其中的规律性对其它新兴科技领域和相关产业的发展也会有有益的启示。本文将追述非晶硅太阳电他的诞生、发展过程，简要评述其中的关键之点，指出进一步发展的方向。 2.太阳能电池概述 .太阳能电池原理 太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应把光能转化成电能的装置。太阳能电池以光电效应工作的结晶体太阳能电池和薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应。所谓光生伏特效应就是当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。 为了理解太阳能电池的运做，我们需要考虑材料的属性并且同时考虑太阳光的属性。太阳能电池包括两种类型材料，通常意义上的P型硅和N型硅。在纯净的硅晶体中，自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体掺杂了能俘获电子的硼、铝、镓、铟等杂质元素，那么就构成P型半导体。如果在硅晶体面中掺入能够释放电子的磷、砷、锑等杂质元素，那么就构成了N型半导体。若把这两种半导体结合在一起，由于电子和空穴的扩散，在交接面处便会形成PN结，并在结的两边形成内建电场。太阳光照在半导体 p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n 区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应，也是太阳能电池的工作原理。 太阳能电池种类 太阳能电池的种类有很多，按材料来分，有硅基太阳能电池（单晶，多晶，非晶），化合物半导体太阳能电池（砷化镓（GaAs），磷化铟（InP），碲化镉（CdTe）, 铜铟镓硒（CIGS）），有机聚合物太阳能电池(酞青，聚乙炔)，染料敏化太阳能电池，纳米晶太阳能电池；按结构来分，有体结晶型太阳能电池和薄膜太阳能电池。
目录 第一章：开发板简介 (3) 1－1．SY_07011开发板的特性简介 (3) 1－2．SY_07011开发板的构成和工作原理 (4) 第二章：开发板使用说明 (5) 2－1．系统操作软件安装 (5) 2－2．开发板键盘设置 (9) 2－3．开发板连接安装 (9) 2－4．运行调试软件 (10) 第三章：开发板用器件资料及说明 (15) 3—1．TIMSP430F1121 (15) 3－2．DTLED-6 (16) 第四章：开发板器件表附件清单 (19) 4—1．调试用源程序 (19) 4－2．原理图....................................................附录插页4－2．包装清单. (30) 第五章：其它５１类实验板简介 (32) 5－1．51DEMO I/O板简介 (32) 5－2．A/D89C51数模转换实验板简介 (23) 5－3．流水灯控制器（12路） (34) 5－4．SY0606开发板 (35) 5－5．Atmel_ISP下载线（选配自购件） (37)
5－6．Altera_ISP下载线（选配自购件） (37) 5－7．SY03091开发板 (38) 5－8．MSP430Flash Emulation Tool工具 (39) *********公司其它产品简介见软件盘中电子版文件*********
第一章：MSP430开发板简介 1－1．SY_07011开发板的特性简介 标准的TI的JTAG和BOOTST接口，适用与TI的MSP430 Flash Enulation Tool工具配合使用。 1. 电源适应性强，可随意使用无极性8~15V电源或DC+5V电源 供电。 2. 可用MSP430 Flash Enulation Tool工具一连串的完成编程，调 试，程序的在线烧录（自下载），和设计功能的演示等。 3. 自带3*4标准键盘输入，便于学习者掌握键盘输入和程序编 写。 4. 用串行驱动方式，驱动6位数码管显示，大大节省了单片机 的接口资源（祥见后面“DTLED-6”芯片介绍）。提供数码管字符显示驱动模块的接口，只用三根线就可以驱动6个数码
毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月
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太阳能电池论文薄膜太阳能电池论文 论太阳能电池片(晶体硅\非晶硅)在建筑幕墙上的发展趋势摘要:目前用于建筑幕墙上的太阳能电池主要有两种:晶体硅和非晶硅,它们都有各自的优缺点,如何区别选择应用到建筑幕墙上,既能够获得在最小面积具有最大发电量,又能满足建筑幕墙的装饰效果和建筑功能的需要。 关键词:建筑幕墙:太阳能光伏组件:发电量:装饰效果:建筑功能 1 前言 建筑耗能占全部能耗领域在三分之一以上,如何降低建筑物能耗指标成为节能减排和可再生能源的重要课题,而将节能减排和可再生能源两者结合一起应用到建筑物上当数建筑幕墙是最恰当的选择。建筑幕墙是建筑物外围护体之一,是建筑物室内与室外的屏障,它的保温性能好坏,是整个建筑物的关键,做好了它的保温隔热工作,是做好了节能的重要组成部分:建筑幕墙因完全暴露阳光下,接受太阳光的直射,因此如何利用建筑采集太阳能发电,是可再生能源在建筑物外墙利用的重要课题之一,随着中国的建筑幕墙由90年代年产量500.600万m2,迅速增长到现在5000-6000万m2,目前还在以10-20%速度增长,如果我国能够在这个数量基础上推广使用10%左右光电幕墙,全国每年大约将有500-600万m2光电幕墙产生,年产电能约50-70亿KWH,相当于5-10座中型火力发电站,可以减排Co2约30万t,按此推算,如果国家按十一五计划发展太阳能产业,它将在我国的绿色、环
保、节能方面产生巨大的社会效益。还有在建筑幕墙推广太阳能发电是充分利用立体空间,建筑外壳能为光伏发电提供足够的面积,不需 要占用昂贵的土地资源,不需要专项投资电厂(如火力发电站),可在 原地发电、原地使用,减少电力输送的线路损耗及线路架设成本等。怎样让光电幕墙在建筑物上真正做到清洁、完美、使人赏心悦目,容易被专业建筑师、用户和公众接受,真正实现大面积推广光伏发电与建筑一体化工程,也就是本篇文章所要讨论的重点。 2 光伏组件在建筑物应用的现状 2.1 太阳能电池的分类和性能。太阳能电池片经过加工后的产品就是光伏组件,太阳能电池按基本材料分为:晶体硅太阳能电池,非晶硅太阳能电池,微晶硅太阳能电池。硒光电池,化合物太阳能电池,有机半导体太阳能电池等,目前在建筑物使用的主要是晶体硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池,晶体硅电池又分为单晶硅和多晶硅电池, 非晶硅电池又分为单结、双结和多结电池。性能方面晶体硅电池电能转换率可达12-17%,但品种和颜色单一,可加工性差,弱光下不能发电,低纬度地区不适宜选择:非晶硅电池转换率较差,只有7-10%,但可加工性好,对弱光和散射光适应度高,适宜在低纬度地区和阴湿天气较 多地区选用(如湖南、湖北、江西等地区)。晶体硅太阳能电池与非晶硅太阳能电池的性能比较如表1。 非晶硅电池主要特点如下:
单片机开发板的制作步骤 单片机技术自发展以来已走过了近20年的发展路程。单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。小到遥控电子玩具，大到航空航天技术等电子行业都有单片机应用的影子。针对单片机技术在电子行业自动化方面的重要应用，为满足广大学生、爱好者、产品开发者迅速学会掌握单片机这门技术，于是产生单片机实验板普遍称为单片机开发板、也有单片机学习板的称呼。比较有名的例如电子人DZR-01A单片机开发板。 单片机开发板是用于学习51、STC、AVR型号的单片机实验设备。根据单片机使用的型号又有51单片机开发板、STC单片机开发板、AVR单片机开发板。常见配套有硬件、实验程序源码、电路原理图、电路PCB图等学习资料。例如电子人单片机开发板，针对部分学者需要特别配套有VB上位机软件开发,游戏开发等教程学习资料。开发此类单片机开发板的公司一般提供完善的售后服务与技术支持。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。 单片机（Microcontrollers）诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段，早期的SCM单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此后在8051上发展出了MCS51系列MCU系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。 而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。高端的32位Soc单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。 常见配套资源如下：
光伏系统中蓄电池的充电保护IC电路设计 1.引言 太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的能源越来越受到重视。太阳能发电已经在很多国家和地区开始普及，太阳能照明也已经在我国很多城市开始投入使用。作为太阳能照明的一个关键部分，蓄电池的充电以及保护显得尤为重要。由于密封免维护铅酸蓄电池具有密封好、无泄漏、无污染、免维护、价格低廉、供电可靠，在电池的整个寿命期间电压稳定且不需要维护等优点，所以在各类需要不间断供电的电子设备和便携式仪器仪表中有着广泛的应用。采用适当的浮充电压，在正常使用(防止过放、过充、过流)时，免维护铅酸蓄电池的浮充寿命可达12~16年，如果浮充电压偏差5%则使用寿命缩短1/2。由此可见，充电方式对这类电池的使用寿命有着重大的影响。由于在光伏发电中，蓄电池无需经常维护，因此采用正确的充电方式并采用合理的保护方式，能有效延长蓄电池的使用寿命。传统的充电和保护IC是分立的，占用而积大并且外围电路复杂。目前，市场上还没有真正的将充电与保护功能集成于单一芯片。针对这个问题，设计一种集蓄电池充电和保护功能于一身的IC是十分必要的。 2.系统设计与考虑 系统主要包括两大部分:蓄电池充电模块和保护模块。这对于将蓄电池作为备用电源使用的场合具有重要意义，它既可以保证外部电源给蓄电池供电，又可以在蓄电池过充、过流以及外部电源断开蓄电池处于过放状态时提供保护，将充电和保护功能集于一身使得电路简化，并且减少宝贵的而积资源浪费。图1是此Ic在光伏发电系统中的具体应用，也是此设计的来源。 免维护铅酸蓄电池的寿命通常为循环寿命和浮充寿命，影响蓄电池寿命的因
素有充电速率、放电速率和浮充电压。某些厂家称如果有过充保护电路，充电率可以达到甚至超过2C(C为蓄电池的额定容量)，但是电池厂商推荐的充电率是C/20~C/3。电池的电压与温度有关，温度每升高1℃，单格电池电压下降4 mV，也就是说电池的浮充电压有负的温度系数-4 mV/℃。普通充电器在25℃处为最佳工作状态；在环境温度为0℃时充电不足；在45℃时可能因严重过充电缩短电池的使用寿命。要使得蓄电池延长工作寿命，对蓄电池的工作状态要有一定的了解和分析，从而实现对蓄电池进行保护的目的。蓄电池有四种工作状态:通常状态、过电流状态、过充电状态、过放电状态。但是由于不同的过放电电流对蓄电池的容量和寿命所产生的影响不尽相同，所以对蓄电池的过放电电流检测也要分别对待。当电池处于过充电状态的时间较长，则会严重降低电池的容量，缩短电池的寿命。当电池处于过放电状态的时间超过规定时间，则电池由于电池电压过低可能无法再充电使用，从而使得电池寿命降低。 根据以上所述，充电方式对免维护铅酸蓄电池的寿命有很大影响，同时为了使电池始终处于良好的工作状态，蓄电池保护电路必须能够对电池的非正常工作状态进行检测，并作出动作以使电池能够从不正常的工作状态回到通常工作状态，从而实现对电池的保护。 3.单元模块设计 3.1充电模块 芯片的充电模块框图如图2所示。该电路包括限流比较器、电流取样比较器、基准电压源、欠压检测电路、电压取样电路和逻辑控制电路。 该模块内含有独立的限流放大器和电压控制电路，它可以控制芯片外驱动器，驱动器提供的输出电流为20~30 mA，可直接驱动外部串联的调整管，从
目录摘要1 ABSTRACT 2 1 绪论3 2 太阳能光伏电源系统的原理及组成4 2.1 太阳能电池方阵4 2.1.1 太阳能电池的工作原理5 2.1.2 太阳能电池的种类及区别5 2.1.3 太阳能电池组件5 2.2 充放电控制器6 2.2.1 充放电控制器的功能7 2.2.2 充放电控制器的分类7 2.2.3 充放电控制器的工作原理8 2.3 蓄电池组9 2.3.1 太阳能光伏电源系统对蓄电池组的要求9 2.3.2 铅酸蓄电池组的结构10 2.3.3 铅酸蓄电池组的工作原理10 2.4 直流-交流逆变器11 2.4.1 逆变器的分类11 2.4.2 太阳能光伏电源系统对逆变器的要求12 2.4.3 逆变器的主要性能指标12 2.4.4 逆变器的功率转换电路的比较14 3 太阳能光伏电源系统的设计原理及其影响因素16 3.1 太阳能光伏电源系统的设计原理17 3.1.1 太阳能光伏电源系统的软件设计17 3.1.2 太阳能光伏电源系统的硬件设计19 3.2 太阳能光伏电源系统的影响因素20 4 总结21 致谢参考文献 摘要 光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上蓄电池组，充放电控制器，逆变器等部件就形成了光伏发电装置。本文首先介绍了太阳能光伏电源系统的原理及其组成，初步了解了光生伏打效应原理及其模块组成，然后进一步研究各功能模块的工作原理及其在系统中的作用，最后根据理论研究成果，利用硬件和软件相结合的方法设计出太阳能光伏电源系统，以及研究系统的影响因素。 关键词：光生伏特效应；太阳能电池组件；蓄电池组；充放电控制器；逆变器
太阳能电池的论文 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
太阳能电池 班级：2012级化学姓名：张芳华学号： 23 摘要： 本文详细阐述了主要几类太阳能电池的原理及发展现状，从材料、工艺与转换效率等方面讨论了它们的优势和不足之处，并对太阳能电池的发展趋势进行了预测。 关键词：太阳能电池；转换效率；材料 人类面临着有限常规能源和环境破坏严重的双重压力，已经成为越来越值得关注的社会与环境问题。合理的利用好太阳能将是人类解决能源问题的长期发展战略，是其中最受瞩目的研究热点之一。近年来，太阳能电池快速发展并取得了可喜的成就。太阳能电池，可视为迄今为止最美妙、最长寿和最可靠的发电技术。 1、太阳能电池的原理。 所谓太阳能电池是指由光电效应或光化学效应直接把光能转化为电能的装置。太阳光照在半导体P-N结上，形成新的空穴电子对，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成了电流，这就是光电效应太阳能电池的工作原理。 2太阳能电池的优缺点 太阳能的优点。太阳能作为一种新能源，它与常规能源相比有三大特点：第一：它是人类可以利用的最丰富的能源。据估计，在过去漫的11亿年中，太阳消耗了它本身能量的2%。今后足以供给
地球人类，使用几十亿年，真是取之不尽，用之不竭。第二：地球上，无论何处都有太阳能就可以就地开发利用，不存在运输问题，尤其对交通欠发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。第三：太阳能是一种洁净的能源。在开发利用时，不会产生废渣、废水、废气、也没有噪音，更不会影响生态平衡。绝对不会造成污染和公害。 太阳能的缺点。第一：能量密度较低，日照较好时，地面上1平方米的面积所接受的能量只有千瓦左右。往往需要相当大的采光集热面才能满足使用要求，从而使装置占地面积大、用料多，成本增加。第二：天气影响较大，到达某一地面的太阳辐射强度，因受地区、气候、季节和昼夜变化等因素影响，时强时弱，时有时无给使用带来不少困难。 4．各类太阳能电池的发展状况 太阳能电池类型（按材料分）包括[1]：硅系太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极性电池、纳米经化学太阳能电池。下面将分别对这4 类电池从其结构特性、生产应用等方面加以叙述。 硅系太阳能电池[3]单晶硅太阳能电池是当前开发的最快的一种太阳能电池，以高纯的单晶硅棒为原料。其结构工艺已基本定型，产品已广泛应用与空间和地面。在实验室里最高的转换效率是% 是印度物理研究所开发的一种依据内部光陷作用的高效硅太阳电池。
.. 硅基太阳能电池的发展及应用 摘要：太阳能电池是缓解环境危机和能源危机一条新的出路，本文介绍了硅基太阳能电池的原理，综述了硅基太阳电池的优点与不足，以及硅基太阳能电池和其他太阳能电池的横向比较，硅基太阳能电池在光伏产业中的地位，并展望了发展趋势及应用前景等。 关键词：硅基太阳能电池转换效率 1引言 二十一世纪以来，全球经济增长所引发的能源消耗达到了空前的程度。传统的化石能源是人类赖以生存的保障，可是如今化石能源不仅在满足人类日常生活需要方面捉襟见肘，而且其燃烧所排放的温室气体更是全球变暖的罪魁祸首。随着如今全球人口突破70亿，能源的需求也在过去30年间增加了一倍。特别是电力能源从上世纪开始，在总能源需求中的比重增长迅速。中国政府己宣布了其在哥本哈根协议下得承诺，至2020年全国单位国内生产总值二氧化碳排放量比2005年下降40% --45%，非化石能源占一次能源消费的比重提高至少15%左右【6】。 目前太阳能电池主要有以下几种：硅太阳能电池，聚光太阳能电池，无机化合物薄膜太阳能电池，有机化合物薄膜太阳能电池，纳米晶薄膜太阳能电池，叠层薄膜太阳能电池等，其材料主要包括产生光伏效应的半导体材料，薄膜衬底材料，减反射膜材料等【5】。
（图1：太阳能电池的种类） 太阳电池的基本工作原理是：在被太阳电池吸收的光子中，那些能量大于半导体禁带宽度的光子，可以使得半导体中原子的价电子受到激发，在p区、空间电荷区和n区都会产生光生电子左穴对，也称光生载流子。这样形成的光生载流子由于热运动，向各个方向迁移。光生载流子在空间电荷区中产生后，立即被内建电场分离，光生电子被推进n区，光生空穴被推进p区。因此，在p-n结两侧产生了正、负电荷的积累，形成与内建电场相反的光生电场。这个电场除了一部分要抵消内建电场以外，还使p型层带正电，n型层带负电，因此产生了光生电动势，这就是光生伏特效应(简称光伏)。
STC89C52单片机学习开发板介绍 全套配置： 1 .全新增强STC89C5 2 1个【RAM512字节比AT89S52多256个字节FLASH8K】 2 .优质USB数据线 1条【只需此线就能完成供电、通信、烧录程序、仿真等功能，简洁方便实验，不需要USB 转串口和串口线，所有电脑都适用】 3 .八位排线 4条【最多可带4个8*8 LED点阵，从而组合玩16*16的LED点阵】 4 .单P杜邦线 8条【方便接LED点阵等】 5 .红色短路帽 19个【已装在开发箱板上面，短路帽都是各功能的接口,方便取用】 6 .实验时钟电池座及电池 1PCS 7 .DVD光盘 1张【光盘具体内容请看页面下方，光盘资料截图】 8 .全新多功能折叠箱抗压抗摔经久耐磨 1个【市场没有卖,专用保护您爱板的折叠式箱子，所有配件都可以放入】 9 .8*8（红+绿）双色点阵模块 1片【可以玩各种各样的图片和文字,两种颜色变换显示】 10.全新真彩屏SD卡集成模块 1个【请注意：不包含SD卡，需要自己另外配】 晶振【1个方便您做实验用】 12.全新高速高矩进口步进电机 1个【价格元/个】 13.全新直流电机 1个【价值元/ 个】 14.全新红外接收头 1个【价格元/ 个】 15.全新红外遥控器（送纽扣电池） 1个【价格元/个】 16.全新18B20温度检测 1个【价格元/只】 17.光敏热敏模块 1个（已经集成在板子上）【新增功能】 液晶屏 1个 配件参照图：
温馨提示：四点关键介绍，这对您今后学习51是很有帮助的） 1.板子上各模块是否独立市场上现在很多实验板，绝大部分都没有采用模块化设计，所有的元器件密 密麻麻的挤在一块小板上，各个模块之间PCB布线连接，看上去不用接排线，方便了使用者，事实上是为了降低硬件成本，难以解决各个模块之间的互相干扰，除了自带的例程之外，几乎无法再做任何扩展，更谈不上自由组合发挥了，这样对于后继的学习非常不利。几年前的实验板，基本上都是这种结构的。可见这种设计是非常过时和陈旧的，有很多弊端，即便价格再便宜也不值得选购。 HC6800是采用最新设计理念，实验板各功能模块完全独立，互不干扰，功能模块之间用排线快速连接。 一方面可以锻炼动手能力，同时可加强初学者对实验板硬件的认识，熟悉电路，快速入门；另一方面，因为各功能模块均独立设计，将来大家学习到更高级的AVR，PIC，甚至ARM的时候，都只
2015届毕业论文（设计） 论文（设计）题目 单晶硅的制备及其在太阳能电池中的运用 子课题题目无 所属院系物理科学与技术系 专业年级物理学2班 2015年5月
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
开发板开发板简介简介简介 硬件：供电方式采用USB 取电和外部电源(5V)供电。带有多种品牌（Atmel,Winbond,SST,STC ）单片机的ISP 电路，均通过下载接口或USB 线和PC 相连，简单方便稳定，速度快。有常用的LCD 接口,数码管显示电路，等等。
一、STC单片机的程序烧写与运行 1.1 打开STC-ISP V483软件的exe 文件，如下图所示： 步骤1：选择要下载的单片机型号，如下图所示： 步骤2：打开要下载的程序文件，注意这里下载的需要是扩展名为.hex或.bin的文件，这里的图片是默认的测试文件
再双击test-hex文件夹得到以下图片：
选择twoball-2k.bin，点击打开。 步骤3：选择端口 首先把实验板通过USB延长线连接到电脑上，然后右击“我的电脑”，选择“管理”，单击设备管理器，点击端口前的加号将其展开，当发现这个时，说明驱动的安装和实验板的下载电路应该是没什么问题的，这里的可以看出端口是COM14。 其次是选择好端口，如下图所示： 步骤4：下载程序到单片机（注意的是STC的单片机需要重新给系统上电才能下载到单片机）点击下图所示的Download/下载按钮 当出现下图所示的提示时，如果实验板是在通电的情况下，则按一下实验板的开关稍等两秒左右，再按一下开关重新给实验板上电，稍等片刻就下载成功。如果实验板是在不通电的情况下，则按一下实验板的开关重新给实验板上电，稍等片刻就下载成功 下载成功的提示如下图： 下载过程中如果端口选择对的情况下，出现如下图所示： 原因在于连电脑USB插口松动。解决办法：1、重新把延长线从实验板上拔掉，然后再插上。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/4d12707996.html, 太阳能电池的发展历史 作者：张金晶 来源：《商情》2016年第26期 【摘要】相对于风能、地热能、生物能和潮汐能等新能源，太阳能以污染小、可利用率高、资源分布广泛和使用安全可靠等优点，成为最具有发展前景的能源之一。目前，随着太阳能电池制备技术的不断完善，其技术的开发应用已经走向商业化、大众化，特别是一些小功率、小器件的太阳能电池在一些地区都已经大量生产而且广泛使用。所以谁先开发光电转换效率高、制备成本低的太阳能电池就能在将来的市场抢占先机。 【关键词】太阳能单晶硅薄膜电池 引言：随着社会的飞速发展，能源是影响当今社会进步的重要因素，但是现阶段人类社会发展大部分还是依靠化石能源提供能量。可是化石能源分布极不均衡，并且不可再生，而且燃烧化石能源带来的环境污染、雾霾气候和温室效应严重影响到了人类社会的可持续发展。然而太阳能是一种可再生清洁能源，可以提供充足的能量供人类使用，因此开发新能源，是人类社会薪火相传，世代相传的重要保证。 此外，不可再生能源的过快消耗对当今的环境形势提出了新的挑战。例如如何解决温室效应，臭氧空洞等问题。有限的化石能源以及在开发利用不可再生能源的过程中出现的负面影响，不仅阻碍了人类经济的飞速发展，而且还严重影响到社会的可持续发展。因此，发展一种新型能源已然成为世界各国提升自己综合国力和倡导能源发展的一个重要手段。 1. 第一代太阳能电池 第一代太阳能电池是发展时间最久，制备工艺最为成熟的一代电池，一般按照研究对象我们将其可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅电池。按照应用程度来说前两者单晶硅与多晶硅在市场所占份额最多，商业前景最好。 单晶硅太阳电池和多晶硅太阳电池。从单晶硅太阳能电池发明开始到现在，尽管硅材料有各种问题，但仍然是目前太阳能电池的主要材料，其比例约占整个太阳电池产量的90%以上。我国北京市太阳能研究所从20世纪90年代起开始进行高效电池研究，采用倒金字塔表面织构化、发射区钝化、背场等技术，使单晶硅太阳能电池的效率达到了19.8%。多晶硅太阳能电池的研究开发成本较低，稳定性也比较好，这两大优势引起了科研工作者的注意。其光电转换效率随着制备工艺的成熟不断提高，它达到的最高的光电转换效率为21.9%，但是它的电池效率在目前的太阳能电池中仍处于一般水平。 2.第二代太阳能电池
KR-51/AVR开发板使用说明 声明： 本指导教程和配套程序仅在开发和学习中参考，不得用于商业用途，如需转载或引用，请保留版权声明和出处。 请不要在带电时拔插芯片以及相关器件。自行扩展搭接导致不良故障，本公司不负任何责任。产品不定时升级，所有更改不另行通知，本公司有最终解释权。 一、开发板硬件资源介绍 1 .开发板支持USB 程序下载（宏晶科技STC系列单片机） 2. 开发板支持AT89S51 ，AT89S52 单片机下载（需要配合本店另外下载器下载） 3. 开发板支持ATmega16，ATmega32 AVR 单片机下载（需要配合本店另外转接板和下载器使用） 4. 开发板供电模式为：电脑USB 供电（USB 接口）和外部5V 电源供电（DC5V接口） 5. 开发板复位方式：上电复位和51按键复位 6. 外扩电源：通过排针外扩5路5V 电源，3路3.3V电源方便连接外部实验使用 7. 所有IO 引脚全部外扩，方便连接外部实验使用 8. 开发板集成防反接电路，防止接反，保护开发板 二、开发板功能模块介绍 （1 ）8 位高亮度贴片led 跑马灯； （2） 4 位共阳数码管显示； （3）LCD1602 和LCD12864液晶屏接口； （4） 1 路无源蜂鸣器； （5） 1 路ds18b20 温度测量电路（与DHT11 温湿度接口共用）； （6） 1 路红外接口电路 （7） 4 路独立按键 （8） 1 路CH340 USB转串口通讯电路（全面支持XP/WIN7/WIN8系统）； （9）1路蓝牙模块接口（可做蓝牙测试板，USB转蓝牙）； （10）1路2.4G模块接口； （11）1路WiFi模块接口（可做WiFi测试板，USB转WiFi） 三开发板跳线选择 本开发板接线简单，适合初学者使用，开发板各模块的跳线使用注意事项：烧写程序时，拔掉蓝牙模块，WiFi模块，J10处用跳线帽短接1,3和2,4。蓝牙模块和WiFi模共用串口，不能同时使用。使用1602、12864液晶接口时请拔下数码管J4 跳线帽。以下是几个主要跳线的使用说明；
太阳能电池论文——浅谈太阳能发电 收藏此信息打印该信息添加：不详来源：未知 太阳能电池论文——浅谈太阳能发电 一、太阳能发电背景 能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越明显。在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。 众所周知，太阳能是一种可持续利用的清洁能源，当前世界面临人口、资源、环境的挑战，在寻求人类社会可持续发展的进程中，太阳能利用日益为世界各国所重视，太阳能作为一种高效、无污染的可再生资源，目前已逐渐被各行各业所利用。这对缓解我国能源紧张状况，减少环境污染，同时提高人们的生活水平，具有非常重要的意义。地球以173×105瓦的功率接收来自太阳的辐射能，全球每年得到的太阳能相当于68万亿吨石油，其开发和利用有着极大的潜力。 在人类总耗能中，建筑耗能占30％以上，在建筑用能中，空调、供暖与家用热水所消耗的能量约占家庭全部耗能量的25％一35％。基于这种情况，利用太阳能供暖和热水将是必然的趋势。 二、太阳能发电技术简介 太阳能一般是指太阳能的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒
咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。 目前太阳能发电有两种发电方法：一种是将太阳能转化为热能，然后按常规方式发电，称为太阳能热发电；另一种是利用光电器件利用光生伏达原理将太阳能直接转化为电能，称为太阳能光伏发电。 太阳能热发电技术是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。采用太阳能热发电技术，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本。而且，这种形式的太阳能利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势，即太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中，在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电 一般来说，太阳能热发电形式有槽式，塔式，碟式三种系统。三种系统目前只有槽式线聚焦系统实现了商业化，其他两种处在示范阶段，有实现商业化的可能和前景。 太阳能光伏发电是利用太阳能光伏电池的光生伏达原理吧太阳能直接转化为电能的发电形式。 太阳能光伏发电系统一般由太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、直流-交流逆变器和交流配电设备等组成，如图1所示。太阳能电池板是太阳能光伏发电系统中的核心部分，其利用半导体的光伏效应把光能直接转化为电能，送往蓄电池中存储起来。如果太阳能发电系统与交流电网并联运行（光伏并网发电）则太阳能光伏发电系统可以省去蓄电池的部分，太阳能控制器和直流-交流逆变器合二为一，发电系统的投资最省，成本下降，同时还可以减少蓄电池对环境造成的影响。所以太阳能并网发电系统分是今后光伏发电的主要形式。
51单片机精简开发板 一、51精简开发板简介 它是一款以8051系列单片机为核心的精简开发板。8051系列单片机是一款应用非常广泛的8位微处理芯片，由于其功能齐全，产品技术成熟，资料广泛，又是学习其他很多单片机的基础，所以它是初学者学习单片机的不二之选，是大学生进行电子实习、课程设计、毕业设计的必备的单片机。 本款51单片机精简开发板较市面上所出售的一般开发板的方便之处在于：1．支持STC及ATMEL AT全系列51/52单片机芯片，具有两种方便的下载方式，并且能够通过串口方便地和电脑进行通信。 2．省去了一般开发板高成本的外围扩展器件，但仍可以进行单片机I/O口输入输出、定时/计数器、中断、串口通信等常用实验项目。方便的扩展功能使用户能够根据自身需要配备实用的外围器件。 3．具有市面上一般单片机所不具有的超强扩展性能。每组I/O口两侧都与单片机供电电源相连，免去了以往单片机接扩展板时还需另行供电的麻烦。 4．开发板总体布局美观、大方，所有元件均采用直插式封装，便于焊接。 学习51板单片机应由浅入深，逐步掌握，先是模仿实验，再是自己动手。51板单片机的开发环境是Keil uVision3，简单易懂，详细用法本书后面也做了说明。另外书后还附有几个有趣的实验，方便学生测试51板，也作为学生学习、修改之用。 二、产品简介 本产品是一套完整的8位单片机开发系统，若将程序下到51板上，它将成为一个极其有趣的智能玩具。 1．主要性能指标 输入电压：DC ～5V；典型值：5V 2．功能分区与模块简介
图51板框图 [1] 单片机 单片机也称单片微控制器(Single Chip Microcontroller)，它集成度高、运算快、体积小、运行可靠、价格低廉，在过程控制、数据采集、机电一体化、智能仪器仪表、家用电器以及网络技术等方面得到广泛应用。MCS-51单片机结构框图如图所示。 图MCS-51结构框图