4 太阳能追光系统的原理与设计 PPT

太阳能光伏的基本原理和发电技术
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左

太阳能光伏理化基础太阳能追光系统班级:物电学院11(6)姓名:沈杨帆学号:11223525 太阳能是一种清洁的绿色能源,是最丰富的可再生能源形式,是所有化石能源及多种可再生能源的源头。

太阳能作为地球上真正取之不尽的清洁能源,将是未来最理想的绿色新能源,目前其利用的有效途径便是利用光伏发电技术将太阳能转化为电能。

嵌入式系统就是内嵌到对象体系中的微型专用计算实际系统。

它具有比通用计算机更简洁、更个性化的功能,可以运用操作系统,又兼有单片机体积小、功耗低等优点,是目前最热门的和应用最广泛的技术之一。

本文设计了太阳能追光系统。

该系统以嵌入式技术为基础,采用两种控制方法相结合准确追踪太阳位置,并进行同步跟踪,以保证获得最大效率的太阳能。

太阳能利用现状与趋势地球上的化石能源主要有石油、煤、天然气和海底甲烷水合物。

目前,人类使用的能源主要是化石能源。

由于这些矿物燃料的大量消耗,已导致全球气候变暖,引起严重的生态环境问题,而且化石能源贮量有限,分布不均,有朝一日,必然枯竭。

人类今后使用何种能源,这己成为摆在我们面前的问题。

太阳能遍布地球,取之不尽,用之不竭,对环境无污染,这是人类未来能源的最佳选择。

虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍,但太阳能的能量密度低,而且它因地而异,因时而变,这是开发利用太阳能面临的主要问题。

太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制太阳能既是一次能源,又是可再生能源。

它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。

但太阳能也有两个主要缺点:一是能流密度低:二是其强度受各种因素(季节、地点、气候等)的影响不能维持常量。

这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。

太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。

尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量(约为3.75x1026W)的22亿分之一,但己高达173,0 00TW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。

第8页/共36页
1、太阳能光伏利用
▪ 太阳能的主要利用形式
目前，太阳能利用主要有两个途径，即光热和光电技术。光电技 术指的是光伏发电，是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池 将太阳光能直接转化为电能。 光伏发电更高端，前景更好，在太阳能利用上将是主流，将成为代 表太阳能应用最尖端、最先进、最有潜力的一种技术。
第13页/共36页
３、太阳能光伏利用
▪ 光伏与建筑的结合有两种方式：
(1)建筑与光伏系统相结合：把封装好的的光伏组件安装在居民住 宅或建筑物的屋顶上，再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装 置组成一个发电系统。
第14页/共36页
３、太阳能光伏利用
▪ 光伏与建筑的结合有两种方式：
(2)建筑与光伏器件相结合：将光伏器件与建筑材料集成一体，用 光伏组件代替屋顶、窗户和外墙，形成光伏与建筑材料集成产品， 既可以当建材，又能利用绿色太阳能资源发电。
第5页/共36页
2、建筑的高能耗及环境污染
▪ 大量燃煤、环境污染严重
1995年中国煤炭消费量占世界煤炭总消费量的29%，当年中国排放 了30 亿吨CO2占当年全球排量的13.6%,仅次于美国。（其中建筑 用能，对全国的温室气体排放“贡献率”已经达到了25％。） 预计到2020年，中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。
第24页/共36页
３、太阳能光伏利用
▪ 数据采集及显示系统
在建筑智能化系统中，开发并完成了太阳能光 伏系统与建筑设备自动化监控系统的接口和 集成技术。
第25页/共36页
３、太阳能光伏利用
实现了楼宇自动化系统对太阳能光伏发电系统的二次监控，配备了 一定的数据采集系统。 此外还包括摄像机对太阳能发电板的监视，进一步提高了太阳能光 伏发电系统与公共电网之间的安全性。

23
太阳能拖车
PPT课件
24
太阳能快艇
PPT课件
25
太阳能飞机
PPT课件
26
国内外光伏电站应用实例
国内最大的光伏电站？
PPT课件
27
徐州光伏电站
PPT课件
28
徐州光伏电站
PPT课件
29
徐州光伏电站
PPT课件
30
德国巴伐利亚太阳公园6.3MW 太阳能发电站
PPT课件
31
美国Tucson地区4.59MW太阳能 电站
44
演讲：封继军
成员：丁桂旺 陈颖 顾忠明
PPT课件
45
PPT课件
46
• 降低成本方法：
（1）纯化过程没有完全去除杂质；
（2）快速结晶；
（3）避免切片造成的浪费。
• 制造工艺不同导致结晶构造不同，多晶硅的 结晶颗粒较小，化学键不牢，存在许多悬浮 键。
• 光电转换效率下降，且效率会随着时间衰减。
PPT课件
10
多晶硅太阳能电池板
PPT课件
11
• 3.非晶硅电池
• 材料选用SiH4（四氢化硅），虽然该材料 吸光效果和光导效果很好，但其结晶构造 比多晶硅还差。
图12 塔式太阳能热电系统原理
PPT课件
塔式太阳能热发 电系统的基本型式是 利用一组独立跟踪太 阳的定日镜，将阳光 聚焦到一个固定在塔 顶部的接收器上，用 以产生高温，进而产 生水蒸气或高温气体 ，推动汽轮发电机发 电。
39
塔式太阳能热电厂
PPT课件
40
塔式太阳能热电厂
2009年4月，西班牙在安达卢西亚（Andalucian）沙漠中建成当时全

1. 太阳能电池板发出的电是直流电，不能直接供交流负荷（灯具，家用电器等）使用，所以需要转换成交流电才能供交流负荷使用。

其中逆变器的作用就是将直流电转换成交流电的装置。

见图一、图二。

2. 转换以后的交流电不仅可以供用电负荷使用，并且可以并入国家电网，也就是卖掉多余的电能。

见图三、图四。

3. 我所做的工作一个是给太阳能组件（厂家提供，包括电池板和逆变器的成套设备，需要很小的电，大概1KW）供电，另一个就是
设计末端配电箱给负载供电。

欢迎您的下载，
资料仅供参考！
致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等
打造全网一站式需求。

• 将研制开发出更适合光伏发电用的长寿命， 低本钱，免维护的蓄电池
• 系统集成技术将更加科学化，标准化，智 能化，综合化。
《光伏发电原理》PPT课 件
本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！
传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的 危害日益突出，同时全球还有20亿人得不到正常 的能源供给。这个时候，全世界都把目光投向了 可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能 源构造，维持长远的可持续开展。这之中太阳能 以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的 太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不 竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。
• 化合物电池
光伏发电系统的构成
• 光伏发电是指利用光伏电池板将太阳光辐 射能量转化为电能的直接发电方式。
• 光伏发电系统是由光伏电池板，控制器和 电能存储和变换环节构成的发电与电能变 换系统。
• 光伏电池板产生的电能经过电缆，控制器， 储能等环节予以储存和转换，转换为负载 所能使用的电能。
光伏发电系统分类
光伏发电系统按与电力系统关系分类： 孤立光伏发电系统是不与常规电力系统相
连而孤立运行的发电系统 并网光伏发电系统是与电力系统连接在一
起的光伏发电系统。
• 孤立光伏发电系统由光伏阵列，储能装置， 电能变换装置，控制系统和配电设备组成。
• 该系统工作特点是光伏阵列发电全部供给 负载使用，发电和用电是平衡的。
• 在PN结中，P型半导体的电子受到拉力，N型半导体的正 电荷受到拉力，在结合处形成正负抵消的区域，形成阻挡 层。此时，假设有光照射，那么激发电子自由运动流向N 型半导体；正电荷那么集结于P型半导体，从而产生了电 位势。

11串
DC Box-12P
8A
80A
1000V 40KA
11串
逆 變 器 500KW共 2套
逆變器保險絲座
MCCB
MCCB
14 JB
11串
DC Box-12P
8A
80A
1000V 40KA
11串
12P 28JB
135W 3T 11串2併 至集線箱共，有14個JB搭配500KW逆變器 33
模组连接方式
2
常见的光伏系统 独立型
3
常见的光伏系统 并网型
4
常见的光伏系统 混合型
5
光伏系统的部件
1、太阳能电池组 2、充、放电控制器（常用于独立型） 3、逆变器、测试仪表以及计算机监控
等电力电子设备 4、蓄电池或其他储能和辅助发电装置
（常用于独立型） 5、其他一些部件（集线箱、线缆）
6
太阳能电池原理
光伏/柴油机混合发电系统
26
其他应用型
光伏与建筑一体化：
主要是指将太阳能
发电产品集成到建
筑物上。其优点很
多：节省土地、能
够做到分散就地供
电，同时还能够调
节电网的负荷。
光伏与建筑一体化
27
光伏系统的设计
光伏系统的设计主要根据负载的要求和 使用地点的气象及地理条件（太阳光照 量，最长连雨天等）进行专门的设计。 这些都要专业的单位进行设计。
8串
DC Box-13P
8A
80A
1000V 40KA
8串
16 JB
8串
DC Box-13P
8A
80A
1000V 40KA
8串
逆 變 器 500KW共 8套

目录摘要. (1)关键词. (1)Abstract . (1)Key words . (1)引言. (2)1 太阳能自动追光系统总体设计方案. (3)1.1 太阳运行的规律. (3)1.2 跟踪器机械执行部分比较选择. (3)1.3 本课题的机械设计方案. (5)1.4 跟踪方案的比较选择. (6)1.5 本设计的跟踪方案. (8)2.1 太阳能自动追光系统机械设计方案. (8)2.2 齿轮的选择. (8)2.3 底座的设计. (10)2.4 中心轴的选择. (11)2.5 轴承的选择. (11)2.6 抗风性分析. (12)3 控制系统设计. (13)3.1 系统总体结构. (13)3.2 光电转换器. (14)3.3 步进电动机. (14)3.4 单片机及其外围电路. (16)3.5 系统的流程图. (19)4 系统软件流程及调试. (20)4.1 主控制模块的软件设计. (20)4.2 光电跟踪模块程序设计. (21)4.3 视日运动轨迹跟踪模块程序设计. (23)4.4 实验观察数据分析. (23)5 结论. (24)参考文献. (26)致谢. (27)太阳能自动追光系统的设计机械电子工程专业学生韦忠爽指导老师侯建华摘要：目前，太阳能利用装置的放置位置大多是固定不变的，而一天当中太阳与太阳能利用装置的相对位置是时刻变化的，这也就无法保证太阳能利用装置时刻受到阳光直射，从而使太阳光能的利用率大大降低。

为了提高太阳能的利用率，设计一种循日追光系统，使太阳能利用装置最大限度的利用太阳光能。

本文对太阳能跟踪系统进行了机械设计和自动跟踪系统控制部分设计，机械部分分设计主要是通过步进电机1步进电机2的共同工作实现对太阳的跟踪；控制部分设计是基于单片机的自动控制系统，采用光电检测追踪模式，配合机械装置使系统更加稳定，提高了系统的追踪精度。

关键词：太阳能；循日追光；步进电动机；单片机The Design of Automatic Tracking SystemStude nt majori ng in Mecha ni cal and electrical engin eeri ng Li YanTutor Hou Jia nhuaAbstract: At present, the solar energy utilization device placed most of the position is fixed ,but the sun and solar energy utilization of the relative position of the device is ever-changing in the day , this is to guarantee the solar energy utilization device moment is direct sunshine , so that the sun light energy utilizatio n greatly reduced .In order to improve the utilizati on rate of solar en ergy, desig n a system of solar tracking, to make solar energy utilization device maximum use of the sun light energy .The solar tracking system of the mechanical part and control system part are designed. The mechanical part design is to realize the sun tracking through the joint work of stepper motor1and stepper motor 2; the control part desig n is the automatic con trol system based on sin gle chip, using photoelectric detect ion track ing mode, with the mecha ni cal device to make the system more stable, improve the system track ing accuracy.Key words: Solar Energy ；Solar Tracking ；Stepper Motor ；SCM引言随着经济发展和社会进步，自然资源被人为的任意开发和利用，面临枯竭的境地，人类的生活环境在大量自然资源使用过程中面临巨大的威胁，由于人类对自然资源的需求越来越高，因此，寻找可替代的新能源成为当务之急。

18
可编辑ppt
光伏发电技术的优势
1. 太阳能资源丰富且免费 2. 没有会磨损、毁坏或需替换的活动部件 3. 保持系统运转仅需很少的维护 4. 系统为组件，可在任何地方快速安装 5. 无噪声、无有害气体排放和污染
19
可编辑ppt
光伏发电在BIPV上的运用
1. 定义： 使光伏发电与建筑相结合，让光伏部
24
可编辑ppt
5.太阳能光伏与建筑一体化优点：
（1）可以有效利用围护表面（屋顶和墙面），无需额外用地或加建其他设 施，节省了土地资源。这对于人口密集、土地昂贵的城市尤为重要； （2）可原地发电、原地使用，可节约电站送电网的投资和减少输电、分电 损耗； （3）通常夏季由于空调、制冷等设备的使用，形成用电高峰，而这时也是 光伏方阵发电最多的时期，BIPV系统除保证自身建筑内用电外，还可以向 电网供电，从而舒缓高峰电力需求，解决电网峰谷供需矛盾，具有极大的 社会效益； （4）由于光伏阵列安装在屋顶和墙面上，并直接吸收太阳能，避免了墙面 温度和屋顶温度过高，因此可以改善室内温度，并且降低空调负荷； （5）利用太阳能光伏发电减少了一般由于化石燃料发电所带来的严重空气 污染，这对于环保要求更高的今天和未来极为重要； （6）在建筑围护结构上安装光伏阵列，可推动光伏组件的应用和批量生 产，进一步降低其市场价格。
工作过程：太阳电池(solar cell)是以半导体制成的，将 太阳光照射在其上，太阳电池吸收太阳光后，能透过p型半 导体及n型半导体使其产生电子(负)及空穴(正)，同时分离 电子与空穴而形成电压降，再经由导线传输至负载。
5
可编辑ppt
光伏发电的原理
1. 光能到电能转换只有在P-N结界面活性层发 生。并且一个光子只能激发出一个电子-空 穴对。

直流供电系统 交直流供电系统
2）按供电特点分：
独立光伏发电系统 并网光伏发电系统
葡萄牙南部阿马雷莱雅拍摄的莫拉太阳能发电厂安装的太阳能电池板。
直流供电系统
交直流供电系统
一、太阳能光伏发电的运行方式
独立光伏发电系统
独立光伏发电系统：是未与公共网相联接的太阳能光伏发
电系统，仅仅依靠太阳能电池供电的光伏发电系统或主要 依靠太阳能电池供电的光伏发电系统，在必要时可以由油 机发电、风力发电、电网电源或其他电源作为补充。
二、太阳能光伏发电系统的组成
1、独立太阳能光伏发电系统
1.1 太阳能电池方阵
太阳能电池组件再经过串并联并装在支架上，就构成了太阳能电池方阵， 可以满足负载所要求的输出功率。
单体
组件
方阵
二、太阳能光伏发电系统的组成
1、独立太阳能光伏发电系统
1.1 太阳能电池方阵
一个太阳能电池只能产生大约0.45V电压，远低于实际应用所需要的电压 将太阳能电池通过导线连接成组件，一个组件上，太阳能电池的标准数 量是36个或40个（ 10cm×10cm），这意味着一个太阳能电池能产生16V 的电压，正好能为一个额定电压为12V的蓄电池进行有效地充电。
二、太阳能光伏发电系统的组成
1、独立太阳能光伏发电系统
1.5 逆变器
逆变器是将直流电变换为交流电的设备，逆变器是通过半导体功率开 关的开通和关断作用，把直流电能转变为交流电能的一种变换装置， 是整流变换的逆过程。
逆变器及逆变技术可按输出波形、输出频率、输出相数等来分类。
二、太阳能光伏发电系统的组成
太阳能光伏发电技术及其应用
整体概况
+ 概况1
您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。

《太阳能发电系统》ppt课件
目 录
• 太阳能发电系统概述 • 太阳能电池板 • 太阳能储能系统 • 太阳能发电系统的设计与安装 • 太阳能发电系统的应用与发展趋势
01
太阳能发电系统概述
定义与工作原理
定义
太阳能发电系统是一种利用太阳 能转换为电能的装置或系统。
工作原理
通过光伏效应（光生伏打效应） 将太阳能转换为直流电能，或者 通过热电效应将太阳能转换为交 流电能。
太阳能发电系统的安装步骤与注意事项
总结词
安装步骤与注意事项
详细描述
太阳能发电系统的安装包括基础施工、支架安装、光伏组件铺设、逆变器及其他附件的安装等步骤。安装过程中 需注意安全事项，如确保工作现场安全、遵循当地法律法规等。同时，应按照设计要求进行安装，确保系统稳定 可靠。
太阳能发电系统的维护与保养
太阳能电池板的制造与维护
制造过程
包括材料选择、加工、 层压、测试等环节，需
严格控制质量。
维护与保养
定期清洗、检查破损和 老化情况，保持最佳性
能。
储存与运输
注意防潮、防晒、防震 ，避免损坏和性能下降
。
安装与调试
根据地理位置和气候条 件选择合适的位置和角 度，确保最佳发电效果
。
03
太阳能储能系统
太阳能储能系统的必要性
无污染
太阳能发电系统不会排放污染物，对 环境友好。
太阳能发电系统的优缺点
节能环保
相比传统能源，太阳能发电系统能显著降低能源消耗和减少温室气体排放。
经济效益
长期运营和维护成本相对较低，投资回报率高。
太阳能发电系统的优缺点
受地理位置和气候影响
太阳能发电系统的发电量受地理位置 和气候条件影响较大，可能在某些地 区无法充分利用。

华北电力大学可再生能源学院能源工程及自动化教研室华北电力大学太阳能中心授课教师：朱红路《太阳能热发电厂》第三章太阳能追光系统的原理与设计第三章太阳能追光系统的原理与设计本章内容：太阳跟踪系统设计实例•太阳运行规律•传感器的工作原理•整体设计方案第三章太阳能追光系统的原理与设计太阳能利用为什么需要太阳跟踪系统？太阳能是一种低密度、间歇性、空间分布变化的能源，导致太阳能利用率低。

如何提高太阳能利用的效率呢？解决方法：1.提高太阳能装置能量转换效率2.提高太阳能的接受效率第三章太阳能追光系统的原理与设计太阳能跟踪是一种行之有效的方法！第三章太阳能追光系统的原理与设计太阳能单轴跟踪系统单轴跟踪的优点是结构简单，但是由于入射光线不能始终与主光轴平行，收集太阳能的效果并不理想。

第三章太阳能追光系统的原理与设计太阳能双轴跟踪系统双轴跟踪可以通过跟踪太阳高度和赤纬角的变化上以获得最多的太阳能，双轴跟踪又可以分为极轴式全跟踪和高度角－方位角式全跟踪两种方式。

第三章太阳能追光系统的原理与设计太阳跟踪系统分类：•光电跟踪方式---闭环系统•视日运动轨迹跟踪---开环系统倾斜布置东西跟踪焦线南北水平布置，东西跟踪焦线东西水平布置，南北跟踪第三章太阳能追光系统的原理与设计光电跟踪方式：光电跟踪系统框图第三章太阳能追光系统的原理与设计光电跟踪方式：感光部件工作原理第三章太阳能追光系统的原理与设计视日运动轨迹跟踪太阳高度角和方位角决定了太阳的位置。

第三章太阳能追光系统的原理与设计机械跟踪部分设计第三章太阳能追光系统的原理与设计机械跟踪部分设计第三章太阳能追光系统的原理与设计控制系统设计目的：计算太阳位置，告知执行机构动作控制系统设计原则：(1)选择典型电路(2)便于二次开发(3)软硬件协同设计(4)性能最优、性价比最高(5)可靠性及抗干扰(6)驱动能力(7)低功耗的要求第三章太阳能追光系统的原理与设计控制系统设计：第三章太阳能追光系统的原理与设计控制系统设计：第三章太阳能追光系统的原理与设计步进电机的驱动：步进电机是一种能将数字脉冲信号转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。