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光伏发电自动跟踪系统的设计

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STM32单片机太阳能电池板自动跟踪的研究与设计

STM32单片机太阳能电池板自动跟踪的研究与设计

STM32单片机太阳能电池板自动跟踪的研究与设计摘要如何解决能源危机，缓解环境压力，实现能源的可持续发展，已成为全球能源研究的热点。

由于其诸多优势，太阳能已逐渐成为一种新型的有潜力的新型能源，但是由于其本身存在的不足，制约了它的推广与推广。

日冕追踪该控制体系的研制对于我国光伏发电行业的推广和应用以及国家节能降耗等都有着积极的作用。

本论文是针对STM32的一种新型的太阳能电池板自动追踪装置进行了研究。

本文对STM32单片机的太阳能电池板的自动追踪控制进行了详细的论述。

关键词：STM32单片机；太阳能电池板；太阳能自动跟踪系统引言能源是人类发展和进步的重要资源，对能源的管理是我国国民经济发展的第一要务。

当今全球的主要消费是石油、天然气和煤炭等非再生能源，它们的储存量非常小，而且在使用过程中会产生大量的CO2，对生态环境的危害很大。

目前，我国面临的主要问题是，我国目前面临的主要问题是如何通过新的资源来实现资源的利用。

1 STM32单片机太阳能自动跟踪系统硬件设计1.1硬件总体设计方案根据国内外有关能源管理的经验，本文介绍了一种新型的太阳能自动跟踪控制器，并根据该系统的特点，实现了一种新型的太阳能自动跟踪控制器。

本发明既可有效地克服太阳电池的非平稳、间断现象，又可使压缩气体储存装置发热，从而改善其工作效能与效能，其详细的系统硬件结构见下图1-1。

图 1-1 系统硬件总体框图该仪器的各个部件，其主要的作用是：1）利用光电感应器来探测太阳的方向，纠正由观测日线轨道追踪而引起的累计偏差，以及对气象的晴好情况的判别；2.一种对光传感器所产生的弱电流进行采集与加工的信号进行处理，以完成电流转换和电压的放大；3. RTC即时时钟，用以将目前的日期及时刻资讯供给所述控制器；4. LCD液晶屏幕显示当地时间、日期和此时的日高角和方向信息；5. GPS模块的功能是：通过获取地理位置的数据，为观测轨道的计算提供经纬数据；6.采用STM32F103VET6为控制器，通过输出控制讯号，带动方向角马达及角度马达旋转，完成对日的追踪。

单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计

单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计

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

光伏发电自动跟踪系统的设计

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

自动跟踪式独立太阳能光伏发电系统

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。

太阳能跟踪系统开题报告

太阳能跟踪系统开题报告

开题报告题目：太阳能自动跟踪系统设计目录1.设计背景 (3)1.1背景 (3)1.2国内外研究现状 (3)1.3.主要技术指标： (3)2.设计原理 (4)3.设计方案 (4)3.1光电转换器与光电转换电路 (4)3.2 AT89C51单片机 (6)3.3电源 (6)3.4步进电动机 (7)4.预期成果 (8)1.设计背景1.1背景太阳能作为一种清洁无污染的新能源,开发前景十分广阔。

然而由于太阳存在着低密度、间歇性、空间分布不断变化的特点，这对太阳能的收集和利用装置提出了更高的要求。

目前很多太阳能电池板阵列基本都是固定的，不能充分利用太阳能资源，发电效率低下。

而据测试,在太阳能电池板阵列中,相同条件下采用自动跟踪系统发电设备要比固定发电设备的发电量提高35%左右。

所谓太阳能跟踪系统，是使太阳能电池板随时正对太阳，集能器的主光轴始终与太阳光线相平行的动力装置，能显著提高太阳能光伏组件的发电效率。

太阳能跟踪系统的主要应用领域：（1）光伏领域的平板光伏发电和500倍以下的CPV系统；（2）光热领域的抛物面跟踪（如太阳灶、高温太阳能采暖、太阳能热化工等）；（3）太阳能槽式集热；（4）太阳能塔式热电等。

1.2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，而南北方向则通过手动调节，提高了接收器的接收效率。

1998年美国加州成功的研究了ATM两轴跟踪器，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，该装置利用控制电机完成跟踪，采用铝型材框架结构，结构紧凑，重量轻，大大拓宽了跟踪器的应用领域。

目前，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：一种是光电追踪方式，另一种是根据视日运动轨迹追踪；前者是闭环的随机系统，后者是开环的程控系统。

太阳能自动跟踪发电控制系统开发与设计

太阳能自动跟踪发电控制系统开发与设计

太阳能自动跟踪发电控制系统的开发与设计摘要：当前,由于技术条件限制,光伏发电的转换效率很低,严重制约了太阳能发电的发展与普及,因此,在现有条件下,寻求一种实用的方式去提高太阳能的发电效率是非常必要的。

实践证明,太阳能的发电效率和太阳能电池板与太阳光线的角度有很大关系,太阳能发电中,太阳能电池板实时和太阳光线保持垂直能在很大程度上提高太阳能的发电效率。

本文针对如何提高太阳能发电效率的问题,提出了采用自动跟踪的方法,让自动跟踪系统对太阳的运动轨迹作出实时判断,从而使太阳能电池板实时和太阳光线保持垂直,提高光伏转换效率。

关键词：太阳能；自动跟踪；发电控制系统；开发与设计中图分类号：tk511 文献标识码：a 文章编号：1.引言地球上，无论何处都有太阳能，可以就地开发利用，不存在运输问题。

同时，太阳能也是一种洁净的能源，在开发和利用时，不会产生废渣、废水、废气，也没有噪音，更不会影响生态平衡。

但是，太阳能的利用有它的缺点：一是能流密度较低，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。

二是受大气影响较大，给使用带来不少困难。

本文设计一种基于gps定位及太阳方位计算的的太阳自动跟踪装置，该装置能自动跟踪太阳的运动，保证太阳能设备的能量转换部分所在平面始终与太阳光线垂直，提高设备的能量利用率。

与此同时加以风力发电机辅助发电给蓄电池充电，进而在夜间给路灯提供电源。

2 太阳能自动跟踪系统硬件设计2.1 太阳能自动跟踪系统的机械构成及工作原理太阳能自动跟踪系统的机械结构由太阳能电池板、减速电机、齿轮传动机构、基座等构成。

基座主要支撑和固定太阳能自动跟踪器。

当太阳照射角度发生变化时，垂直方向（y）和水平方向(x)的减速电机就会相应的通电转动，通过齿轮机构传动使太阳能电池板始终与太阳光线垂直，即获取到最大的太阳光照能量。

整个装置由机械部分和控制部分组成。

光伏发电双轴智能跟踪系统设计

光伏发电双轴智能跟踪系统设计

光伏发电双轴智能跟踪系统设计摘要：随着经济与技术的共同发展，人们对于能源的需求越来越大，使得目前对于能源的消耗量逐渐增长，但是目前大多数能源还都是采用以往的化石燃料焚烧的方法来都得到。

因此，为了能够使得能源进行一定的优化与改善，就需要不断的探索并开发出新能源。

通过光伏发电双轴智能跟踪系统的应用，能够有效的实现将太阳能转化为电能，在该系统中采用了单片机、锂电池、光电传感器、电机等设备，通过这些设备的应用能够实现智能化的跟踪光源，充分的获取所需的太阳能，并将其合理的利用，有效的发挥该系统的作用。

本篇文章就对于光伏发底单双轴智能跟踪系统进行研究与分析，从而促进该系统的推广与应用，实现新能源的开发与应用。

关键词：光伏发电；智能跟踪系统；在光伏发电的实际应用过程中，其太阳能的有效利用成为了一大难题，因此，为了能够有效的获取充足的太阳能，并且提高电能生产的效率，需要对发电效率以及光能的获取这两项内容进行研究与分析。

对于地球而言，其每个地方所受到太阳照射的时间、程度都是不一样的，且其变化的速度非常快。

因此，为了能够保证光伏发电能够不受该问题的影响，能够获取充足的光能，需要设计出一种特殊的光伏发电系统，并且保证该系统的应用过程中太阳的位置光能发电板的位置能够相互匹配，提高光能的收集效率。

根据相关的研究发现，采用追踪模式能够有效的追踪光能的位置，从而提高光能获取的效率，因此光伏发电双轴智能跟踪系统的研发与应用是非常必要的。

1双轴智能跟踪系统的作用原理在双轴智能跟踪系统的应用过程中，需要相关设备及装置的支持，其中双轴智能跟踪装置发挥重要的作用，在该装置的内部通过应用两个同种类型的电机，能够实现对于高度以及角度的控制，从而保证光伏发电所使用的发电板能够时刻与太阳照射之间的角度保持在90度，在应用的过程中电机通过旋转来时刻的追踪太阳位置的变化情况。

在光伏发电双轴智能跟踪系统中还会利用光电传感器设备，通过该设备的应用能够有效的将光信号转化为电信号。

光伏发电双轴自动跟踪控制系统的设计与应用

光伏发电双轴自动跟踪控制系统的设计与应用

及 方 位 角 ％。该 数 据 值 由 天 文 算 法 [M)计 算 得 到 ：
sin y 0 = sin^?sin5 + cos^cos^cosw
( 1)
sin^?siny0 - sin5
c o s r〇= ------------------------
(2)
cos^>cosy0
式中:％ 为太阳光初始高度角； 为太阳光初始方位
本文的研究对象是新型光伏电池板双轴跟踪系 统 其 系 统 外 观 结 构 如 图 1 所示。
图 1 中 ：电 机 1 控 制 电 池 板 的 水 平 方 向 （东 、西方 向 ）转 动 ，跟 踪 太 阳光的方位角；电 机 2 控制光伏电池 板垂直方向（南 、北 方 向 ）转 动 ，跟 踪 太 阳 光 的 高 度 角 ， 最 终 使 得 电 池 板 平 面 与 太 阳 光 实 时 保 持 垂 直 ，提 升 光 伏电站的发电量。该 双 轴 跟 踪 支 架 结 构 设 计 简 单 、巧 妙 ，具有控制灵活、精度高的优点。 1 . 2 系统工作原理
A b stra c t：With the continuous development of photovoltaic industry, in order to improve the power generation of photovoltaic panels and power stations, the tracking control system based on field programmable gate array ( FPGA) control chip is proposed based on a new type of photovoltaic panel dual axis automatic tracking bracket. The azimuth and altitude angles of sunlight are calculated by astronomical calculation method and photoelectric sensor analog correction method. Then, according to the mathematical relationship between the positions of photovotaic ( P V ) panel and feedback, three phase pulse control signal is obtained. The forward and reverse rotation of the two motors are controlled by time sharing in the working process. The sunlight is always perpendicular to the plane of the panel, which realizes the real-time tracking of the sunlight angle. Finally, a project in Xinjiang is taken as an example, the measured data results are compared with the simulation results based on PVsyst software. The Comparison results show that the control system can accurately track the sunlight, which verifies the effectiveness of the system design. Compared with the fixed mode, the photovoltaic power generation can be increased by more than 30% using the dual axis automatic tracking system. The system can be applied in the following engineering projects, and can increase the revenue of photovoltaic power station. Keywords ：Field programmable gate array ( FPG A ) ； Photoelectric sensor; Time sharing control； Propotion integral ( PI ) regulator；Pulse width modulation( PWM) ；Three phase full bridge circuit；PVsyst；Dual axis automatic tracking system

嵌入式太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计

嵌入式太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计
第３ ０卷
第 ３期
桂 林 电 子 科 技 大 学 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｉｉ ｉｅ ｓｔ ｆＥｌｃ ｒ ｎｃＴｅ ｈｎ ｌｇ ｏ ｒ ａ ｆＧｕｌｎ Ｕｎｖ ｒｉｙｏ ｅ ｔｏ ｉ ｃ ｏｏ ｙ
Ｖ０ ． Ｏ， ． １ ３ ＮＯ ３
２１ ０ ０年 ６月
Ｊ ｎ ２ １ ｕ ．００
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｏ ａ ｓ ｇ ｆ ｓ ｌ ｒ ＰＶ ｕｔ ａ ｏｍ ａ ｉ ｒ ｃ ｎｇ ｔｃ ｔ ａ ｋｉ ｃ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｓ ｄ ｏ ｍ ｂ ｄｄｅ ｙ ｔ ｍ ｏｎ ｒ ｌ ｓ ｓ ｅ ｂａ ｅ ｎ ｅ ｅ ｄ ｓ ｓｅ
Ｚ ａ ｇ Ｊａ ｂ ｈ ｎ ｉｎ ｏ，Ｙｉ ｎ ｎＱｕ
ｓ ｓ ｅ Ｓ ｓ ｎ ｔ ａ ｋ ｎ ｅ ｉｅ ｂ ｘ ｒ ｃ ｉ ｇ ＧＰ ａ ａ ｔ ａｃ ｌ ｔ ｈ ｏ ａ ｌｉｕ ｅ ａ ｄ ａ ｉ ｔ ｙ ｔ ｍ’ ｕ —ｒ ｃ ｉ ｇ ｄ ｖ ｃ ｙ ｅ ｔ ａ ｔｎ Ｓ ｄ ｔ ｏ ｃ ｌ ｕ ａ ｅ ｔ ｅ ｓ ｌ ｒ ａ ｔｔ ｄ ｎ ｚｍｕ ｈ，ｔ ｅ ｒｖ ｔ ｒ ｈ ｎ ｄ ｉｅ ｍｏ ｏ
阳能的利用率。
关 键 词 ： 入 式 系 统 ； 阳跟 踪 器 ； 维 平 面 支 架 控 制 器 ；ＭＰ Ｔ； Ｗ Ｍ ； Ｓ 嵌 太 二 Ｐ Ｐ ＧＰ 中 图分 类号 ： Ｍ６ ５ Ｔ １ 文献标识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：１ ７ －０ Ｘ（０ ０ ０ －２ ７０ ６ ３８ ８ ２ １ ） ３０ ４— ３
（ ． Ｏｘ ｒ ｇ ｏ ｌｇ １ ｂ ｉ ｅＣ ｌ ｅ，Ｋｕ ｍｉ ｇ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｙｕ ｎ ｎ ６ ０ ０ ， ｉａ ｄ ｅ ｎ ｎ ｉｅ ｓ ｙｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ・ ｎ ａ ５ １ ６ Ｃｈｎ ｔ ２ Ｓ ｈｏ ｆ ｐ ｌ ｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ． ｃ ｏ ｌ ｐ ｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙ，Ｋｕ ｍ ｉｇ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｆ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｙｕ ｎ ｎ ６ ０ ９ ， ｉａ ｏ Ａ ｅ ｎ ｎ ｉｅ ｓ ｙｏ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ， ｎ ａ ５ ０ ３ Ｃｈ ｎ ） ｔ Ｓ ｇ

太阳光自动跟踪系统课程设计

太阳光自动跟踪系统课程设计

太阳光自动跟踪系统课程设计太阳光自动跟踪系统，听起来是不是有点高大上？其实说白了，就是一个能自动跟着太阳转的设备，简单点说，就是“阳光大追踪”。

你是不是已经想象到那个阳光照射下来，跟着阳光走，一直不离不弃的场景了？其实这就是太阳能发电的一个重要环节，咱们把它搞得聪明一点，让它自己动起来，追着太阳走，这样能更好地吸收阳光，提高发电效率。

不信？你往下看，保证让你眼前一亮。

咱得知道，太阳能发电要靠阳光。

你想呀，太阳一出来，咱们就等着吸收它的能量，但光照强度不同的时候，怎么能最有效地利用太阳能呢？这时候，咱们就得用太阳光自动跟踪系统了。

这个系统呢，通俗点说，就是给光伏电池板装上一双“眼睛”，让它能看到太阳，然后根据太阳的位置，自动调整角度。

就像咱们平常看电影的时候，电视遥控器能调节角度一样，太阳光自动跟踪系统就能调整光伏板的方向，使其始终对准太阳，保证最大限度地吸收太阳能。

你要是问，为什么不直接让太阳能板朝一个固定的方向就行了呢？唉，这问题可难不倒我。

因为太阳从早到晚的路径是不一样的。

早上从升起，下午落到西方，你要是把光伏板固定不动，太阳照射的角度就会一直变化，结果呢，电池板吸收的太阳能就不够多，效率也就大打折扣了。

对吧？就像你一整天都对着太阳背面站，怎么可能晒到好太阳？不过，太阳光自动跟踪系统就不同了，它能通过一系列巧妙的装置，全天候调节板子的角度，始终保持最优的光照位置。

这一切的核心其实就是那些传感器。

别看它们个头不大，作用可不小。

它们会感应太阳的位置，然后通过控制系统计算出光伏板应该转到什么角度。

然后，电机一启动，板子就开始转动，跟着太阳跑。

这过程啊，看着真是简单，实际操作起来，可是有一套复杂的技术在里面。

你想想，传感器得精确，电机得有劲，还得考虑到各种环境因素，比如风速、温度啥的。

这就像是在和太阳斗智斗勇，你追我赶，谁也不愿意掉队。

其实你仔细想想，太阳光自动跟踪系统就像是一个忠实的小跟班。

它总是默默地执行着它的任务，似乎没什么大不了的，但它的努力却决定了电池板的吸收效率。

光伏发电自动跟踪系统集控方案分析与设计

光伏发电自动跟踪系统集控方案分析与设计
５ ９
一
年 中每 一天 不 同时刻 太 阳的位 置 。为 了确定 太 阳
（ ） 平坐 标 系 １地 地 平 坐标 系是 人 在 地 球 上 观 看 空 中 的 太 阳相
．
、 ＼
・ 一 … ～ ～ ～
一
的位 置 。 们 引入地 平坐 标 系 。 我
对 地 平 面的位 置 ， 图 １ 如 所示 。
某 一 时 刻 太 阳 相 对 于 自动 跟 踪 系 统 的 地 理 坐 标 的相对 位置 用太 阳的方位 角 与高 度角来 表 示 。所 谓 的方 位 角 ， 的是 地平 面 上 正南 方 向线 与太 阳光 指 线 在 地 平 面上 投 影 间 的夹 角 ， 它表 示 太 阳光 线 的水
的 自转并 不 是 均 匀 的 ， 每天 并 不都 是 ２ ４小 时 ， 时 有
所 谓 时 角 是 指 地 面上 任 意一 点 与地 心 连线
在赤 道 平 面 上投 影 与 当地 ｌ ２点 钟 的太 阳至 地 球 中 心连 线在 赤道 平 面上 投影 之 间的 夹角 。时角描 述 因
地球 自转 而 引起 的太 阳 与地球 相对 位 置的 变化 。
图 １ 地 平 坐 标 系
阳赤纬 角ｆ 或称太 阳赤 纬）它 描述 地球 以一定 的倾 斜 。
度 绕太 阳公转 而引起 二者 相对 位置 的变化 。 年 中 ， 一 太 阳光线 在地 球表 面上 的垂 直 照射点 的 位置在 南 回
归线 、 赤道 和北 回归线 之问往 复 运动 ， 使该 直 射点 与
地 心连线 在赤 道面上 的夹 角也 随之 重复 变化 。 赤 纬 角 每 天 有 固 定 的 值 ，工 程 实 际 中 根 据 Ｃ ｏｅ ｏｐ ｒ国际通用 算法 近似 计算 得 到 ， 见公 式 （ ） １ ，不

基于光电检测技术的光伏发电追踪系统设计

基于光电检测技术的光伏发电追踪系统设计

量【 ８ １ ．
轴和 ｙ轴一分 别对应 太 阳的方位 角方 向和 高度 角方向， Ｅ ＞ ０时， 代表太 阳在 方位 角方 向上 向西偏移 ， 反之 向东；Ｅ ＞ ０时 ，代 表太 阳在 高度角 方 向上 向北
偏 移 ，反 之 向南 。 计 算 机 根 据 Ｅ 和 的 幅值 和 符 号 ， 分 别 控 制 追
￡ ｖ ， ＝ ± 墨： ￡： 旦
‘ ｓ Ａ＋ ＳＢ七 Ｓ Ｃ七Ｓ Ｄ
其 中， ， ， ＆， ． Ｓ 分 别 代 表 光 斑 在 四 象 限光 电探 测 器 四个 象 限上 的面 积 分 布 １ ； 和Ｅ Ｌ ＿ 一 分 别 代 表 光 斑 在 轴 和 ， ， 轴 上 偏 移 分
阳 能 光 伏 发 电 作 为 阳 能 利 用 的 重 要 方 式 ，发
／＿ 、 ＼ 展 前 景 非 常 广 阔 …。 但 是 由 于 太 阳 能 强 度 和 方 向 的 不 确 定 性 及 光 照 间 歇 性 等 特 点 ，给 太 阳 能 的 收 集 带 来 了一 定 难 度 。 目前 ， 光 伏 发 电系 统 多 采 用 固 定 安
装 的形式 ，这种 发 电系 统具 有发 电效率低 、成本 高、
不 宜 推 广 等 缺 点 １ 。解 决 这 一 问题 的 一 种 吖行 且 重 要 的 途 径 是 对 太 阳 进 行 自动 跟 踪 】 。 凶 此 ， 为 了提 高 了
发 电 效 率 ， 本 文 设 计 了 一 种 基 于 光 电 检
地 利用 。
关键词 ：太阳能；光伏发 电；光电跟踪；太阳运动轨迹跟踪
中 图分 类号 ：Ｔ Ｍ６ １ ５
收稿 日期 ：２ ０ １ ４ 一 Ｏ ８ — ２ ５
文 献标 识码 ：Ａ

基于PIC的单轴光伏自动跟踪系统的设计

基于PIC的单轴光伏自动跟踪系统的设计
成本低 、抗干扰 能 力强等 特点 。
关键 词 ：光伏 系统 ； 自动跟 踪 系统 ；Ｐ Ｃ ６ ８ ６ ＩＩＦ ７Ａ
引 言
我 国 目前 已开 始在 牧 区普 及使 用 无跟踪 装 置 的户 用太 阳能 光伏 系统 。 由于太 阳能 电池价 格昂贵 ， 跟 但 无 踪 装置 的光伏 系统 发 电效率 较低 ，普 遍 推广 应 用受 到
荡器 ， 可编 程 的代 码 保 护 ， 功 耗 睡 眠 方式 ， 选 的振 低 可 荡器， 功耗 、 低 高速 Ｃ Ｏ Ｌ Ｓ ／ Ｅ Ｒ Ｍ工 艺 ， ＭＳ Ｆ ＡＨ ＥＰ Ｏ 全静 态
设 计 ， 线 串 行 编 程 （ Ｐ） 单 独 ５ 的 内部 电 路 串行 在 Ｉ ＣＳ ， Ｖ
光伏 阵列 的 电信号输 入 发生 电平 变化 ， 此信号 经过放 大 电路
单 轴光 伏 自动追 踪 系统 主要 包括机 械部 分 和控 制
部分 。 机械 装置 由 电机 驱动 ， 以使 光伏 阵列 在 东西方 可
向上 自由旋转 ０ 。一 １ ０ 控 制部 分 主要 由单 片机 系 ８ 。， 统 构成 ， 片机 系统 具 有 成本 低 ， 能化 程 度 高 ， 展 单 智 扩
Ｒ Ｓ Ｐ ， 有 ３ 单字 节 指令 ， ＩＣ Ｃ Ｕ 仅 ５条 除程 序分 支指 令 为 双周 期 外其 余都 为 单周 期指 令 ，运 行速 度 ：ｃ ２ Ｍ Ｚ Ｄ＿ ０Ｈ
时钟 输 入 ：Ｄ ２ ０ ｓ指 令周 期 ， ｋ １ Ｃ ０ｎ ８ ． ４个 Ｆ Ａ Ｈ程 序 ＬＳ
一
性 强等 优点 ， 由单 片机系 统配 合外 围 的 电路 元 件 实现
统。
一
、
总 体 系 统 设 计
二 、 件 部 分 硬

太阳光自动跟踪仪系统设计论文

太阳光自动跟踪仪系统设计论文

太阳光自动跟踪仪系统设计论文内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题目：太阳光自动跟踪仪系统设计以常规能源为基础的能源结构随着资源的不断耗用将愈来愈不适应可持续发展的需要，加速开发利用以太阳能为主体的可再生能源己成为人们的共识。

光伏发电系统可以直接将太阳光能转换为高品位能源—电能。

由于太阳在天空中的位置是不断变化的，为此本文采用了自动跟踪系统。

介绍了目前国内太阳跟踪器的发展现状，各类跟踪器的性能特点。

对目前跟踪器存在的问题进行了分析，提出了新型自适应复精度太阳跟踪平台和通过单片机控制步进电机的太阳跟踪平台的系列方案。

关键词：太阳能自动跟踪摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论太阳能光伏发电概述 (1)1.1 开发新能源的迫切需要 (1)1.2 光伏发电的特点 (1)1.3 光伏发电的现状及发展前景 (2)1.4 光伏发电系统的简单介绍 (4)1.5 本课题研究目的及所做的工作 (5)第二章光伏电池的研究与分析 (6)2.1 光伏电池的原理 (6)2.1.1 光伏电池的光伏效应 (6)2.1.2 光伏电池的物理模型 (7)2.2 光伏电池的输出特性及其影响因素 (9)2.2.1 光伏电池的I-V和P-V特性曲线 (9)2.2.2 光伏电池的主要参数 (10)2.2.3 太阳的光照强度对光伏电池转换效率的影响 (11)2.2.4 温度对光伏电池输出特性的影响 (12)第三章光伏发电系统中聚光器的研究与设计 (13)3.1 聚光比 (13)3.2 典型聚光器的性能分析 (14)3.2.1抛物面反射镜的聚光性能 (14)3.2.2复合抛物面（CPC）聚光器 (16)3.2.3折射式菲涅尔聚光器 (17)3.3 聚光器的选择和开发 (19)3.3.1 聚光器的选择 (19)3.3.2 CPC聚光器的实际应用设计 (20)第四章光伏电池最大功率点的跟踪 (22)4.1 最大功率点跟踪及其实现目标 (22)4.2 常用最大功率点跟踪方法比较 (22)4.2.1 电压反馈法 (22)4.2.2 扰动法 (23)4.2.3 电导增量法 (25)4.3 最大功率点控制方法的选择及改进—断续扰动法 (26)第五章自动跟踪系统 (27)5.1 自动跟踪器的研究概况 (27)5.1.1 国内太阳能自动跟踪器的研究现状 (27)5.1.2 目前太阳能自动跟踪器所存在的问题 (29)5.1.3 新型跟踪平台的开发 (31)5.2 自适应复精度太阳跟踪平台 (31)5.2.1 太阳位置探测单元 (32)5.2.2 信号处理与控制单元 (34)5.2.3 动力单元 (37)5.2.4 实际电路 (39)5.3 通过单片机控制步进电机的太阳跟踪平台 (41)5.3.1 自动跟踪系统的工作原理 (41)5.3.2 传感器光敏二极管的工作过程 (41)5.3.3 步进电机及其特性 (44)5.3.4 基于单片机ADμC812控制的驱动电路 (46)5.3.5 自动跟踪的控制电路 (54)5.3.6 软件流程 (54)第六章蓄电池 (56)6.1 蓄电池的概念 (56)6.2 光伏发电系统蓄电池的选用 (56)6.3 铅酸蓄电池的电池反应 (57)6.4 铅酸蓄电池的充放电特性 (58)6.5蓄电池容量的设计及其充电特性 (60)6.5.1 蓄电池容量的设计 (60)6.5.2蓄电池的充电特性 (61)第七章结论 (62)参考文献 (63)致谢 (64)第一章绪论太阳能光伏发电概述1.1开发新能源的迫切需要人们很难想象，如果没有电人类的生活会变成什么样子。

光伏发电自动跟踪系统

光伏发电自动跟踪系统

内蒙古工业大学硕士学位论文光伏发电自动跟踪系统姓名：张嘉英申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：陈爱国20060601摘要以常规能源为基础的能源结构随着资源的不断耗用将愈来愈不适应可持续发展的需要，加速开发利用太阳能等可再生能源已成为人们的共识。

利用洁净的太阳光能，以半导体光生伏打效应为基础的光伏发电技术有着十分广阔的应用前景。

本课题主要论述了单轴太阳能自动跟踪系统的设计方法。

对自动跟踪控制系统的组成及其功能进行了详细的分析与研究，采用单片机C8051F310作为控制芯片，设计了整套自动跟踪装置。

所设计出的系统具有体积小、功耗低、成本低、抗干扰能力强等特点。

单轴太阳能自动跟踪系统通过单片机控制系统自动跟踪太阳方位角，高度角可手动进行调整,使太阳能电池保持较大的发电功率。

通过对单轴自动跟踪系统与双轴自动跟踪系统发电效率的比较,理论证明它的可行性。

本设计取消了用于检测太阳能电池板法线与太阳光线间夹角的传感器，而直接利用太阳能电池板发电量作为角度调节依据实现控制。

我国牧区大量使用的是无跟踪的光伏系统，太阳能发电效率较低。

本文所述的单轴跟踪系统，结构简单，性价比高，特别适宜在这些地区使用。

关键词：光伏系统；太阳角自动跟踪；单轴跟踪系统IAbstractWith the resources being used continuously, the energy structure based on conventional energy resources will not more and more adapt to requirement of sustainable development. So accelerating the exploitation and utilization of renewable resources that solar energy is principle part has been our common ideas. Using the clean solar light energy, the technology of photovoltaic generating electricity is very promising. The thesis presents a new optimal design method.This thesis mainly describes a method of single axis solar energy automatic tracing system. Every part of this automatic system and its function are analyzed in detail. A set of automatic tracing device is designed with Microcontroller C8051F310. This system has four characteristics, such as smaller cubage, lower power, lower cost, more robust despite strong interfere . Moreover, some programs are designed to debug the designed system, to test its reliability and the results of test are given.Single axis solar energy automatic tracing system follows the orientation angle with Microcontroller system.Height angle can be adjusted by hand ,it makes the solar cell keep the higher electricity power.The single axis solar energy automatic tracing system is compared with the double axis solar energy automatic tracing system,we testify its feasibility in theory . Double axis solar energy automatic tracing system consists of solar transducer,this device gets rid of transducer,it uses power of solar cell as angle regulation basis to realize controlling.In a pasturing area of our country, they use photovoltaic system without tracing device, solar electricity efficiency is lower, the tracing system we designed has better tracing effect ,its configuration is simple, the capability price ratio is high,it is adapt to be use there in particular.Key words:Photovoltaic system; Solar angle automatic tracing; Single axis tracing systemII原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

基于单片机的光伏自动跟踪系统设计

基于单片机的光伏自动跟踪系统设计

河北能源职业技术学院学报Journal of Hebei Energy College of Vocation and Technology第3期(总80期)2020年9月No.3 (Sum.80)Sep.2020基于单片机的光伏自动跟踪系统设计侯文宝，刘志坚(江苏建筑职业技术学院，江苏徐州221116)摘要：为了改善固定式光伏发电系统太阳能利用率低的情况，设计了一种光伏自动跟踪系统，单片机 根据光伏板上安装的光敏电阻信号，驱动步进电机调整光伏板角度主动追踪太阳，保持太阳光强最大 化，然后设计了实验平台进行验证，实验结果表明，设计的光伏自动跟踪系统能够有效提高发电效率 且结构简单，具有良好的追踪精度及较高的灵敏度，应用前景广阔。

关键词：太阳能；光伏发电；自动跟踪系统；双轴跟踪中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1671-3974 (2020) 03-073-03Design of Photovoltaic Auto Tracking System based on Single Chip MicrocomputerHou Wenbao Liu Zhijian(Jiangsu Vocational Institute of Architectural Technology, Xuzhou Jiangsu 221116, China)Abstract: In order to improve the low solar energy utilization rate of fixed photovoltaic power generation system, an automatic photovoltaic tracking system is designed. The photoresistor installed on the photovoltaic panel drives the stepper motor to adjust the angle of the photovoltaic panel to actively trackthe sun and maintain the maximum of the sunlight intensity. The experimental platform was designed to verify the results. The experimental results show that the designed automatic photovoltaic trackingsystem can effectively improve power generation efficiency, and it has a simple structure, good tracking accuracy, high sensitivity, and practical feasibility.Key words: solar energy; photovoltaic power generation; automatic tracking system; biaxial tracking近年来，许多地方出台政策鼓励居民在屋顶自设光伏发电装置，作为电力系统的补充。

基于单片机的太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计

基于单片机的太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计
１系统 结构设 计 ３ ． １ 硬 件调试 系统 由 电源 电路 、 单片机 、 驱动装 置 、 光敏 检测 、 太 阳能板 和蓄 电池 ６ 每个单片机应用系统都要经过硬件的诃试，不同的系统只是调试过 部分组成， 核心部件是单片机。 程的繁简而已。硬件调试一般要先行， 硬件调试成功后， 才有条件进ｉ 了 接 １ ． １ 光电检测 口程序的调试。就 目前的硬件集成技术而言 ， 硬件调试过程相对比较简 硬件设计中光电检测喔 主要部分， 也是太阳能电池板寻光的主要控 单。 就本设计而言， 对硬件电路的调试首先可以用万用表测试电路 足否 制元件。 设计中为了使太阳能电池板始终对着太阳光， 需要四个光敏电阻 存在短路 、 断路 、 虚焊等问题， 再检查电源线与地线之间是否有短路现象 ， 对阳光强弱边彳 ０ 。 光敏电阻的工作原理是基于内光电效应， 当太阳光 通 过观 看设 计的 电源指 示灯 或 测量 电源 电压就 可 以判定 系统 的 电源 是 照射在 Ｅ 面时， 其电阻值就会改变 ， 所以可以通过其值的变化来判断光照 否 正常。 当以上测 试通过 之后就可 以对系统进行 上电测试 ， 检测接 地端 电 强度的变化。 电阻值的变化使电阻两端的电压发生变化， 将光敏电阻两端 压是否接近零电压 ， 接 固定电平的引脚端电平是否正确。 当以上硬件Ｉ 乜 路 的电压信 号作为输入信号输入到 Ａ ／ Ｄ转换器中将输入的模拟信号转换 都调试 好了就 可以进 入软 件的调试 。 成为数字信号， 然后再 羞人 单片机进行数据处理。 ３ ２软 件调试 本设计中采用芯片 Ｃ Ｄ ４ ０ ５ １ 作为数据选择器 ， 它是 ８ 选１ 的数据选 软件调试是通过对用户程序的汇编、 连接 、 执行来发现程序中存 的 择器，其 中Ａ、 Ｂ 、 Ｃ管脚分别接单片机的 Ｐ ０ ． ７ 、 Ｐ ０ ． ６和 Ｐ ０ ． ５以实现对地址 语法错误与逻辑错误并加以排除的过程。软件调试一般采用先独立 联 的选择 。 机、 先分块后 组合 、 先单步 后连续 的调试 方法 在软 件调试 中， 首先 凋试 子 １ ２电源 电路 程序 或函数 ， 其次 调试 中断服 务程序或函数 ， 最后调 试 主程序或 函数 ． 由于输入 的直 流电压 高于 ５ Ｖ， 而５ １ 单 片机 的工 作 电压为 ５ Ｖ， 因此 ３ ． ３ 调试 结果 采用了 Ｌ Ｍ２ ５ ９ ６ 可调稳压 芯片 。 硬件调试结果 ： 用万用表进行测试时 ， 发现其巾一条电路不通 ， 绎检 Ｌ Ｍ２ ５ ９ ６是一款 输入范 围广 ， 输 出可调 的 Ｄ Ｃ ～ Ｄ Ｃ芯 片 ， 当蓄 电池输 测 ， 发现焊接 错误 ， 出现 了虚 焊现象 ， 经 修改后 ， 电路导通 ， 恢复 正常 其 他 出高电压电平经过 Ｌ Ｍ ２ ５ ９ ６ 后，输出 ５ Ｖ电平供给单片机 、光电检测模 电路都正常， 没有出现短路、 断路等问题 ， 电源也正常。 块。 软件调试结果 ： 调试步进电机程序时， 电机只能 转步进 ， 而不能反转步 １ ． ３ 单片机最小系统 进， 经修改后步进 电机正常运转， 达到设定结果。其他程序调试正常 单片机是该系统设计的核心控制器件 ， 它通过接收光电检测模块传 最终， 经软硬件调试修改后结果正常 ， 整个设ｉ ｝ 系统可以正常运行 ， 来的信号并进行处理 ， 进而输出信号给驱动装置， 控制步进 电机调整太阳 达 到了设定效 果 。 能 电池板 的角 度 ， 实现 自动跟踪 的 目的 。 ４ ｊ 贝 式 结果 １ ． ４ 步 进 电机 及驱动装置 将作 品放置在 太阳 下进行 测试 ， 给系统 进行通 电 ， 系统开始 进 初 １ ． ４ ． １ 步进 电机 始化 ， 初始化 过 后 ， 光 电检测 装置 就会检 测此 叫 光照 强度 的变化 ， 并将输 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。 Ｈ ｛ 的信 送给单片机系统。单片机处理信 号 后， 控制驱动电路 ， 带动 进 在非超载的睛况下， 电机的转速 、 停止的位置只取决于脉冲信号的频率和 电机 转动 ， 通 过控制 步进 电机 调整 太阳能 电池板 的角度 来对 准太 阳 在 脉冲数， 而不受负载变化的影响， 即给电机加一个脉冲信 号， 电机则转过 的位置 ， 实 现对太 阳光的 自 动跟 踪。 利用万 用表对 太Ｉ ５ 闩 能电池板输送 到蔷 个步距角。 这一线性关系的存在 ， 加上步进电机只有周期性的误差而无 电池 的电压进行 测试 ， 电压约 为 １ ０ Ｖ 。随后 改变作 品所在 位置 ， 系统 仍 呵 累积误差等特 ， 使得在速度 、 位置等控制领域用步进 电机来控制变的非 以通过 自动调整 来实现对 太 阳光 的跟 踪。通过测试 达到 了预期 的效果 常的简单。本系统采用 ４ ２ Ｂ Ｙ Ｇ Ｈ ４ ７ — ４ ０ １ 步进电机 ， 输入电压 １ ２ Ｖ 一 ４ ８ Ｖ， ５结论 输 出电流 【 ｌ ３ — ３ Ａ， 最大脉冲细分 ３ ２ ０ ０步 ／ 转， 具有调速． ｆ ＝ 生 能好 ， 起动力 本设 铟 过控制 步进电机调整 太阳能 电池 板的角度实 现 ｒ 对 太…光 矩 大 的牦 点。 的全 自动跟踪 ， 提高 了对太 阳能 的利用率 。 本— 嘲十 价 格低廉 、 跟踪 准确 、 性 １ ． ４ ２驱 动器 能可靠 ， 具 有较高的实用价值。 虽然还有一・ 不足之处． 有一些瑕疵， ｆ ｉ ｝ ． 由于 ５ １ 单片机不能直接驱动步进电机，所以需要外接驱动器来驱 体设计还是卡 Ｈ 对比较好。 动步进电机。 本系统采用的是 Ｔ Ｂ ６ ５ ６ ０ 步进电机驱动器 ， 它是一款具有高 参考文献 稳老 、 可靠性 、 抗干扰陛的经济型步进电机驱动器 ， 适用于各种Ｔ业控 Ｉ ｌ Ｉ 彭眷明． 基于嵌入式的光伏发电 自 动跟踪控制系统设计ｌ １ ） １ ． 南京： 南京 制环 境 。该 驱动 器主要 用于驱 动 ３ ５ 、 ３ ９ 、 ４ ２ 、 ５ ７ 型４ ， ６ 、 ８ 线两相混 合式 步 理 工 大学２ ｏ Ｉ ２ 进电机。其细分数有 ４ 种， 最大 １ ６ 细分 ； 其驱动电流范同是 ０ ． ３ Ａ 一 ３ Ａ， 输 【 ２ ｌ 王 立婷 ． 光 电检 测 电路 的设 计及 实验研 究『 Ｄ Ｉ ． 长春 ： 吉林大学２ ０ ０ ７ ． 出电流共有 １ ４档 ， 电流的分辨率约为 （ 】 ２ Ａ ； 具有 自动半流， 低压关断 、 过 流保护和过热停车功能。 ２ 系统 软件设计 按下 开关键 后 ， 系统 开始初 始化 ， 然 后检测 定时 器是 否 达到设 定值
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10.学位论文赵希基于ARM的独立型光伏系统研究2009
太阳能作为一种新兴的绿色能源,以其取之不竭、用之不尽、无污染等优点,受到人们越来越多的重视。在未来独立光伏发电系统将有着良好的发展前景。
本文以光伏电池输出功率的提高作为研究的主线,主要从两个方面进行研究:一是最大功率点追踪的方法,第二个方面采用太阳光线自动跟踪系统。具体内容主要分为五个部分:
6.会议论文刘莫尘.张庆范.李晓杰.刘晓松光伏发电的自动跟踪系统
本文介绍的自动跟踪系统,通过由单片机ADμC812、驱动芯片UC3717和步进电机组成的驱动系统使光伏电池始终朝向太阳.在天黑后,能够使电池板重新朝向东方,实现日循环运行.本文通过光敏电阻来判断太阳的位置,单片机发出脉冲控制使步进电机转动或停止,停止时产生锁定波形防止电机偏转.
一引言
太阳电池方阵的发电量与太阳光入射角有关,当太阳光线与太阳电池方阵平面垂直时发电量最大.目前太阳能光伏发电普遍采用的固定方阵是低效发电方式,采用自动跟踪系统可提高发电量40%,从而降低投资成本20%以上.
5.学位论文张嘉英光伏发电自动跟踪系统2006
以常规能源为基础的能源结构随着资源的不断耗用将愈来愈不适应可持续发展的需要,加速开发利用太阳能等可再生能源已成为人们的共识。利用洁净的太阳光能,以半导体光生伏打效应为基础的光伏发电技术有着十分广阔的应用前景。
(4)设计了储能型独立光伏发电系统的软硬件部分。主要包括电源模块、信号采集模块、LCD显示模块、A/D模块、PWM驱动模块。在研究蓄电池各类充电方法的基础上,提出了一种结合蓄电池充电和MPPT功能的优化充电方法。最后在Tornado集成开发环境中编写应用程序并进行调试。
(5)介绍了光伏发电自动跟踪系统的类型。在比较了两类跟踪方法的优缺点后,提出了单轴主动式太阳跟踪器的设计思路。以南京地区为例计算了光伏阵列的最佳倾角,接着对太阳光入射角的计算进行了分析和研究。最后对自动跟踪系统的机械传动部分进行了设计。
7.期刊论文郭忠文光伏发电自动跟踪系统-太阳能2004,""(1)
太阳电池方阵的发电量与阳光入射角有关,光线与太阳电池方阵平面垂直90°时发电量最大,改变入射角,发电量明显下降.
8.期刊论文李莘光伏发电自动跟踪系统的改过与分析-河南科技2010,""(8)
能源是人类不断发展和进步的动力,能源利用的水平映出人类文明发展的程度.一次性能源的日益枯竭和环境压力的增加,使太阳能、绿色生物能、燃料电池、海洋能源等新能源的研究与应用,引起全世界的极大关注.尤其是太阳能因其具有普遍性和高效性的优点,已成为国际社会公认的理想替代能源.
本课题主要论述了单轴太阳能自动跟踪系统的设计方法。对自动跟踪控制系统的组成及其功能进行了详细的分析与研究,采用单片机C8051F310作为控制芯片,设计了整套自动跟踪装置。所设计出的系统具有体积小、功耗低、成本低、抗干扰能力强等特点。
单轴太阳能自动跟踪系统通过单片机控制系统自动跟踪太阳方位角,高度角可手动进行调整,使太阳能电池保持较大的发电功率。
3.由于光伏电池的转换率有随光照强度增大而增大的特性,所以本文采用了CPC聚光器来增强太阳辐射。CPC聚光器是一种非成像低聚焦的聚光器
,它南北方向不需要跟踪太阳光,仅要求在东西方向上跟踪太阳,大大减少了跟踪系统的复杂性。光伏电池的实际转换率由10%左右提高到30%。
4.由于太阳在天空中的位置是不断变化的,为此本文采用了自动跟踪系统,通过由单片太阳。在天黑后,能够使电池板重新朝向东方,实现日循环运行。本文通过光敏电阻来判断太阳的位置,单片机发出脉冲控制使步进电机转动或停止,停止时产生锁定波形防止电机偏转。
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授权使用:合肥工业大学(hfgydx),授权号:073e8bce-a7a6-4b3a-99ad-9e2900e95021
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3.学位论文刘莫尘独立光伏发电的自动跟踪系统2005
以常规能源为基础的能源结构随着资源的不断耗用将愈来愈不适应可持续发展的需要,加速开发利用以太阳能为主体的可再生能源已成为人们的共识。光伏发电系统可以直接将太阳光能转换为高品位能源——电能。但是光伏发电的成本太高成为制约太阳能利用的瓶颈,针对此问题,本课题根据光伏电池的工作特性,设计了独立光伏发电的自动跟踪系统,主要内容如下:
9.会议论文王斯成.陈子平.何增先.鲍道初.王贵录光伏发电自动向日跟踪系统的开发2008
向日自动跟踪系统已经广泛应用于大型光伏电站和太阳能热发电,在直射光分量较大的地方,向日跟踪的增益可以达到30%-40%,效益非常明显。本课题属于国家科技部863项目"甘肃武威MW级大型并网光伏电站"项目的一部分, 已经开发出单轴和双轴自动跟踪系统2套。
2.期刊论文孙环阳.黄筱调.裴亮.洪荣晶.SUN Huanyang.HUANG Xiaodiao.PEI Liang.HONG Rongjing基于DSP的聚
光光伏发电自动跟踪系统的设计-机床与液压2009,37(2)
为提高聚光光伏发电的太阳能利用率,提出了一种环形轨道式光伏发电双轴跟踪系统的设计方案.系统采用DSP控制伺服电机的方法,利用空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术,形成了闭环的位置伺服控制.通过MATLAB/SIMULINK进行了速度环仿真,结果表明该系统运行稳定,具有较好的静态和动态特性.
5.光伏电池输出特性是非线性的,存在输出最大功率跟踪问题。本文研究了最大功率点跟踪方法,并提出了改进方法。为使光伏电池工作于最大输出功率点上,获得高效功率输出,采用DC/DC转换装置实现最大功率跟踪。功率变换电路采用新型软开关技术:零电压转换(ZeroVoltageTransition-ZVT)技术,提高了系统的效率和动态性能。用PSIM仿真软件对其进行了仿真。
哈尔滨理工大学
硕士学位论文
光伏发电自动跟踪系统的设计
姓名:张鹏飞
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程指导教师:满春涛
20090301
光伏发电自动跟踪系统的设计
作者:张鹏飞
通过对单轴自动跟踪系统与双轴自动跟踪系统发电效率的比较,理论证明它的可行性。本设计取消了用于检测太阳能电池板法线与太阳光线间夹角的传感器,而直接利用太阳能电池板发电量作为角度调节依据实现控制。
我国牧区大量使用的是无跟踪的光伏系统,太阳能发电效率较低。本文所述的单轴跟踪系统,结构简单,性价比高,特别适宜在这些地区使用。
6.铅酸蓄电池也是光伏系统中的重要部分,为了使铅酸蓄电池能够更好的与光伏系统相结合,在光伏发电充放电系统中引入动态功率跟踪匹配法。通过动态地决定参与充放电的蓄电池数量来维护蓄电池,并最大程度地利用光伏电池所发出的电能。
4.期刊论文郭忠文.Guo Zhongwen太阳能光伏发电自动跟踪系统-太阳能2008,""(6)
(3)介绍了VxWorks操作系统的特点与组成,并对其集成开发环境Tornado及其开发工具进行了研究。针对S3C44B0x的目标板平台,对VxWorks
BSP的具体配置和移植流程进行了深入的研究。讨论了驱动文件和配置文件的编写,除此之外还有一些头文件的编写。最后对BSP文件编译和VxWorks内核的烧写过程进行了介绍。
(1)介绍了光伏电池的特性及其外特性曲线,并对影响光伏电池特性的外界因素进行了分析和研究。然后分析了三种光伏电池Matlab仿真模型的优缺点,并基于通用仿真模型对光伏电池外特性进行了仿真验证。
(2)阐述了最大功率点追踪的原理。在此基础上分析讨论了几类经典的追踪算法,并对国外文献中所提出的一些追踪算法进行了讨论与研究。接着对几类无变压器隔离DC-DC电路进行了对比分析,最后对选定参数的DC-DC电路进行最大功率点追踪算法的仿真验证。
1.介绍了目前国内外光伏发电的现状和发展前景,并对光伏发电的特点和光伏发电的主要结构组成作了简单介绍,明确了本课题要研究的内容。
2.单体光伏电池是光伏发电系统的核心,很大程度上它决定着系统装置的造价。所以为了在现有的基础上最大发挥光伏电池的潜力,本文以光伏发电利用为出发点,研究了光伏电池的基本发电原理和输出特性,重点研究了光伏电池的输出特性和其影响因素,提出了提高光伏电池效率的可行的途径。
学位授予单位:哈尔滨理工大学
1.会议论文伍春生.刘四洋.彭燕昌.周世勃.许洪华光伏发电自动跟踪系统的研制2006
太阳能电池板的效率偏低导致光伏发电系统成本过高,是困扰其长足发展的主要原因.太阳自动跟踪系统可以提高太阳辐射能量的采集率,从而降低整个发电系统的成本,因此跟踪系统的采用对于大型光伏电站的设计是非常必要的.本文阐述了光伏发电自动跟踪系统的基本原理和研制的关键技术.通过对光伏发电自动跟踪系统跟踪信号的产生、自动控制的机理、驱动执行部分的实现以及保护应急措施的考虑,研制出两套自动跟踪系统,运行结果表明该系统跟踪精度高、运行安全可靠、抗干扰能力强、成本低,用户操作界面友好,对以后建设大型戈壁沙漠并网电站具有指导性意义.