跟踪式光伏发电系统研究

光伏发电系统中的跟踪装置设计与控制随着能源危机和环境保护意识的不断提高，太阳能作为清洁能源的代表，正越来越受到人们的重视。

光伏发电系统作为利用太阳能进行发电的一种方式，已经被广泛应用于各个领域。

在光伏发电系统中，跟踪装置的设计与控制起着至关重要的作用。

一、跟踪装置的概念和作用在光伏发电系统中，跟踪装置是指可以根据太阳的位置实时调整太阳能电池板的角度和方向，使电池板能够始终朝向太阳，最大限度地接收太阳能，并转化为电能的装置。

跟踪装置的作用是提高太阳能电池板的转换效率，增加发电量。

二、跟踪装置的设计原理1. 光敏传感器光敏传感器是跟踪装置的核心组成部分之一，用于检测太阳的位置和强度。

常用的光敏传感器有光电二极管、硅光电池等。

传感器将通过测量太阳的位置和强度，向控制系统发送信号，以实现跟踪装置的调整。

2. 控制系统跟踪装置的控制系统根据光敏传感器的反馈信号，调整太阳能电池板的角度和方向。

控制系统可以采用单片机或者PLC等设备，通过程序控制定时器、电机和气动系统等，实现对太阳能电池板的精确控制。

3. 组件选择和机械结构设计跟踪装置的成功与否还与组件选择和机械结构设计密切相关。

组件选择需要考虑太阳能电池板的大小、重量、建筑环境等因素，选择合适的材料和电机。

机械结构设计需要考虑转动平稳性、风荷载、抗震性等因素，确保跟踪装置的稳定性和可靠性。

三、跟踪装置的控制策略1. 零误差控制策略零误差控制策略是指让太阳能电池板与太阳完全一致的策略。

通过精确测量太阳的位置和强度，并实时调整太阳能电池板的角度和方向，使其始终与太阳保持完美对齐。

这种控制策略通常适用于精密的光伏发电系统，如太阳能航天器等。

2. 模糊控制策略模糊控制策略是指根据太阳的位置和强度，采用模糊的控制规则进行调整。

模糊控制器将太阳的位置和强度与预设的模糊规则进行匹配，根据匹配结果调整太阳能电池板的角度和方向。

这种控制策略适用于一般的光伏发电系统，可以在一定程度上提高发电效率。

单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计引言：太阳能光伏发电已经成为可再生能源中最受关注的一种技术。

光伏发电效率受到太阳光照的影响，传统的固定光伏发电系统效率较低。

为了优化光伏发电系统的效率，设计了一种单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统，能够根据太阳位置自动调整光伏板的角度，最大限度地提高太阳能的利用效率。

一、系统工作原理：该单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统由光敏电阻、测量电路、控制电路和执行机构组成。

光敏电阻负责感应太阳光照强度，传递给测量电路进行电信号转换。

控制电路接收到转换后的信号，并与事先设定的峰值进行比较。

然后，根据比较结果来控制执行机构，使光伏板按需自动调整角度。

二、光敏电阻的选择：光敏电阻是该系统中最重要的一个元件，因为它直接影响到系统的准确度和稳定性。

在选择光敏电阻时，需要考虑以下因素：光敏电阻的特性曲线、光敏电阻的响应时间、光敏电阻的阻值范围等。

一般建议选择具有较高灵敏度和稳定性的光敏二极管。

三、测量电路设计：测量电路的作用是将光敏电阻的电信号转换为适合控制电路处理的电信号。

测量电路一般由信号放大器、滤波器和模数转换器构成。

信号放大器用于放大光敏电阻产生的微弱电信号，滤波器用于去除噪声和杂散信号，模数转换器用于将模拟信号转换为数字信号。

在设计过程中，需要合理设置放大系数和滤波参数，以确保测量电路的准确性和稳定性。

四、控制电路设计：控制电路是系统的核心部分，其功能是根据光敏电阻测量电路输出的信号，与事先设定的峰值进行比较，并根据比较结果来控制执行机构进行角度调整。

控制电路一般由比较器、运算放大器和逻辑电路构成。

比较器用于将输入信号与参考信号进行比较，运算放大器用于放大比较结果的差别，逻辑电路用于判断角度调整方向，并控制执行机构的运动。

五、执行机构设计：执行机构是该系统中最关键的部分，其功能是根据控制电路的指令，使光伏板按需自动调整角度。

常见的执行机构有两种：电动执行机构和气动执行机构。

光伏发电自动跟踪系统的设计一、本文概述随着全球能源危机和环境问题的日益严重，可再生能源的开发和利用受到了越来越多的关注。

其中，光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式，具有广泛的应用前景。

然而，传统的光伏发电系统往往存在固定安装、无法有效跟踪太阳位置的问题，导致能量接收效率不高。

因此，本文旨在设计一种光伏发电自动跟踪系统，以提高光伏电池板的能量接收效率，从而推动光伏发电技术的发展和应用。

本文首先介绍了光伏发电的基本原理和现状，分析了传统光伏发电系统存在的问题和不足。

然后，详细阐述了光伏发电自动跟踪系统的设计原理和实现方法，包括硬件设计和软件编程两个方面。

在硬件设计方面，介绍了系统的主要组成部分，如传感器、电机驱动器等，并阐述了它们的工作原理和选型依据。

在软件编程方面，介绍了系统的控制算法和程序流程，包括太阳位置计算、电机控制等。

本文对所设计的光伏发电自动跟踪系统进行了实验验证和性能分析，证明了该系统的有效性和优越性。

也指出了该系统存在的不足之处和改进方向，为未来的研究提供了参考和借鉴。

通过本文的研究和设计，旨在为光伏发电领域提供一种高效、可靠的自动跟踪系统解决方案，推动光伏发电技术的进一步发展和应用，为实现可持续发展和环境保护做出贡献。

二、光伏发电原理及关键技术光伏发电是利用光生伏特效应将光能直接转换为电能的发电方式。

当太阳光照射到光伏电池上时，光子与光伏电池内的半导体材料相互作用，激发出电子-空穴对。

这些被激发的电子和空穴在光伏电池内部电场的作用下分离，形成光生电流，从而实现光能向电能的转换。

光伏发电的关键技术主要包括光伏电池材料的选择、光伏电池的结构设计、光电转换效率的提升以及系统的集成与优化。

光伏电池材料是光伏发电的基础，常用的材料有单晶硅、多晶硅、非晶硅以及薄膜光伏材料等。

不同材料具有不同的光电转换效率和成本，因此在选择时需要综合考虑性能和经济性。

光伏电池的结构设计也是影响光伏发电效率的重要因素。

自动跟踪式独立太阳能光伏发电系统摘要：随着我国经济的高速发展，我国各行各业也呈现出良好的发展趋势。

太阳能的能源动力相当的巨大，其所能产生的能源动力也是可以循环使用的，但是目前来看太阳能的利用效率远远不够，其根本没有得到很好利用，其主要的原因正是由于采集这些能源的技术不够成熟，因此，对于太阳能的利用效率就比较低下，所以，本文就是研究如何更好的提升太阳能的利用效率，首先自动跟踪系统的基本原理及相关应用，以便能够最大限度的提升太阳能的利用效率，最终能够实现太阳能资源的广泛使用。

关键词：自动跟踪；太阳能；光伏发电引言随着世界经济的迅速发展，人类对于能源的需求量越来越大，这使得不可再生能源（煤、天燃气等）变得日益短缺。

当前，世界各国对于新的可再生能源的研发重视程度日益提高，太阳能作为绿色无污染能源且具有适合长期可持续发展的独有优势受到人们热捧。

我国幅员辽阔，具有丰富的太阳能资源，提高太阳能的利用率，可为我国经济的可持续发展提供强有力的动力支援。

当前，如何提高太阳能的接收效率成为研发的重点。

1太阳能光伏自动跟踪系统的定义和特征根据太阳能光伏自动跟踪系统基本功能，其定义如下:指在太阳有效光照时间内，能使太阳光线始终垂直照射到太阳能光伏组件的阵列面上，使光伏组件在有效光照时间内都能最大限度地获取太阳能的装置系统。

该系统的最主要部分通常由控制部件和转动调级部件组成。

控制部件的作用是将太阳即时位置坐标参数直接或间接输出给转动调级部件。

转动调级部件的主要作用是将控制部件给出的信号经过调级处理或分解后用于驱动光伏组件的阵列面始终与太阳光线垂直。

2太阳能光伏自动跟踪系统的控制类型当前的太阳能光伏自动跟踪系统的控制类型还是比较单一的，根据跟踪的原理的差异性，主要有2种跟踪方式，一种是被动跟踪，即按依据论太阳运动轨迹的跟踪，另外一种是主动跟踪，即采用的光电感应的跟踪方式。

太阳运动轨迹跟踪方式对于太阳运动的跟踪，是依据天文算法计算出太阳能光伏系统所在位置任意时刻的太阳高度角和方位角，然后根据系统自身的几何特征，计算出该时刻的跟踪角度。

光伏发电系统中最大功率跟踪控制方法的研究共3篇光伏发电系统中最大功率跟踪控制方法的研究1光伏发电系统中最大功率跟踪控制方法的研究随着能源危机日益加剧，人们开始逐渐关注非化石能源的开发和利用。

光伏发电系统作为一种新兴的能源利用方式，具有环保、可持续发展等优点，并且在短时间内日益得到了快速发展。

然而，光伏发电系统本身存在着输出波动大、稳定性差等问题，最大功率跟踪控制成为了实现光伏发电系统的高效利用的重要控制手段。

最大功率跟踪控制方法是指在各种光照条件下，通过调节光伏电池阻抗，使得光伏电池输出功率达到最大。

该方法可保证光伏发电系统的最大工作效率，提高光伏发电系统的性能指标。

目前，在光伏发电系统最大功率跟踪控制方法中，较为常用的有基于传统控制方法的PID控制算法、基于传统控制方法的模糊控制算法以及基于人工智能的控制方法。

PID控制算法是目前工业应用最广泛的一种控制方法，其优点是简单易行、可靠性高。

但是，在光伏发电系统的最大功率跟踪控制中，PID控制算法的缺点也很明显，即对系统参数不确定和非线性时效应响应较差。

模糊控制算法是一种基于模糊逻辑的控制方法，具有较强的适应性和鲁棒性，能够在一定程度上解决光伏发电系统非线性和不确定性问题。

但是，模糊控制算法的不足之处也很明显，即控制逻辑复杂、难以优化、且受控精度较低。

人工智能控制方法是目前最受关注的一种控制方法，其通过模拟人类智慧的思维方式来完成系统控制。

在光伏发电系统最大功率跟踪控制中，人工智能控制方法能够很好地解决非线性和不确定性问题，并且具有很高的精度和操控性。

但是，人工智能控制方法的缺点也很明显，即需要耗费大量时间和成本来完成系统学习和训练，以及容易出现过拟合和欠拟合现象。

综上所述，最大功率跟踪控制是光伏发电系统高效利用的重要手段。

通过不同的控制方法，在解决非线性和不确定性问题的同时，还能够提高光伏发电系统的性能指标。

随着科技的不断发展，相信控制方法的研究也将不断更新，为光伏发电系统的发展贡献更多的力量在光伏发电系统的最大功率跟踪控制中，不同的智能控制方法具有各自的优缺点。

光伏系统最大功率点跟踪算法的研究与实现引言随着可再生能源的发展和应用，光伏发电系统逐渐成为清洁能源的重要代表之一、然而，光伏系统的发电效率受到诸多因素的影响，如天气、温度等。

为了最大限度地提高光伏系统的发电效率，研究和实现最大功率点跟踪算法显得尤为重要。

本文旨在探讨光伏系统最大功率点跟踪算法的研究与实现。

一、最大功率点及其重要性最大功率点是指在给定的光照强度和温度条件下，光伏系统能够输出的最大功率的电压和电流点。

最大功率点的确定对于光伏系统的发电效率影响巨大。

1.传统最大功率点跟踪算法传统的最大功率点跟踪算法主要包括蒙特卡洛模拟法、等效电路法和经验公式法等。

这些算法基于数学模型进行功率点的估计，可以取得一定的效果。

但是，由于光伏系统的非线性特性和复杂性，传统算法在实际应用中效果有限。

2.基于模糊控制的最大功率点跟踪算法模糊控制算法是一种基于模糊逻辑的控制策略，可用于光伏系统最大功率点的跟踪。

模糊控制算法利用模糊规则对输入和输出之间的关系进行建模，并通过模糊推理来确定最大功率点。

该算法具有较好的鲁棒性和适应性，能够在复杂的环境下实现最大功率点的跟踪。

二、基于模糊控制的最大功率点跟踪算法的实现1.建立数学模型首先，需要建立光伏系统的数学模型，包括光照、温度、电压和电流之间的关系。

通过测量和采集实际的光伏系统数据，可以利用曲线拟合等方法得到系统的数学模型。

2.设计模糊控制器设计模糊控制器的关键是确定输入变量、输出变量和模糊规则。

输入变量可以选择光照和温度等，输出变量为电压或电流。

根据实际情况，可以确定适当的输入和输出变量，以及相应的模糊规则。

3.实时调整参数模糊控制器的性能受到模糊规则和参数的影响。

通过实时调整参数，可以优化模糊控制器的性能。

常用的参数调整方法包括遗传算法和粒子群算法等。

4.实验验证通过在光伏系统实验平台上搭建实验模型，可以验证最大功率点跟踪算法的性能。

通过调节模糊控制器的参数，比较实际输出功率与理论模型的输出功率，评估算法的有效性。