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太阳跟踪系统1．引言随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求,寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。
新能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。
无疑，太阳能是最理想的新能源。
照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。
可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。
而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。
所以太阳能发电被誉为是理想的能源。
然而它也存在着间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题, 这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求。
目前很多太阳能电池板阵列基本上都是固定的, 没有充分利用太阳能资源, 发电效率低下。
在太阳能光发电中,相同条件下自动跟踪发电设备要比固定发电设备的发电量提高35 % ,成本下降25 % ,因此在太阳能利用中,进行跟踪是很有必要的。
本文介绍一种对太阳进行混合跟踪的方式，即光电跟踪和视日跟踪相结合的方式，它结合了二者的优点,克服了二者的缺点:在一般没有云的情况下使用光电跟踪方式,但云层挡住太阳一段时间后,控制系统将改变为视日轨迹跟踪方式,继续跟踪,直到云层过去一段时间后,再重新使用光电跟踪的方式。
2．视日跟踪地球周而复始很有规律地绕太阳运动，站在地球上的人可以看到太阳有规律地在天上运动，每天东升西落。
时日跟踪就是利用电子控制单元根据相应的公式和参数计算出白天时太阳的实时位置, 然后发出指令给步进电机去驱动太阳跟踪装置, 以达到对太阳实时跟踪的目的。
太阳相对于地球的位置可由太阳高度角α和太阳方位角β来确定。
太阳高度角α是指太阳光线与地表水平面之间的夹角(0 ≤α≤90°)。
α可由下式计算得出:sinα = sinφsinδ+ cosφco sδcosω (1)δ = 23.45sin [360/365×(284 + n)] (2)式中各角度单位均为度, 其中φ为当地纬度；δ为太阳赤纬角。
光伏发电站跟踪系统及支架监造导则光伏发电是一种利用太阳能转换为电能的可再生能源技术。
光伏发电站是由多个太阳能电池组成的，这些电池将太阳能转化为直流电能，然后通过逆变器将其转换为交流电能。
为了确保光伏发电站能够正常运行并实现最大的发电效率，需要有一个可靠的跟踪系统和支架监造导则。
光伏发电站跟踪系统是指能够跟踪太阳运动并根据太阳位置自动调整光伏组件角度的系统。
它可以确保光伏组件始终面向太阳，最大程度地接收太阳辐射能量。
跟踪系统通常分为单轴和双轴两种类型。
单轴跟踪系统能够实现水平方向的跟踪，而双轴跟踪系统则可以实现水平和垂直方向的跟踪。
选择适合的跟踪系统取决于光伏发电站的具体需求和经济效益。
支架监造导则是指对光伏发电站支架的监造和管理规范。
支架是支撑光伏组件的重要组成部分，其质量和稳定性直接影响到光伏发电站的安全和稳定运行。
支架监造导则包括了支架材料的选择、支架的设计和制造、支架的安装和调试等方面的要求。
其中，支架的材料选择要考虑到其抗风、抗腐蚀和耐久性能，以确保支架在恶劣环境下仍然能够保持稳定。
支架的设计和制造要符合国家相关标准和规范，确保其结构牢固，并能够承受光伏组件的重量和风载荷。
支架的安装和调试要按照规定的程序进行，并进行必要的检测和测试，以确保安装质量和性能。
光伏发电站跟踪系统和支架监造导则的实施可以提高光伏发电站的发电效率和运行可靠性。
跟踪系统可以使光伏组件始终面向太阳，最大限度地接收太阳能量，从而提高发电量。
支架监造导则可以确保支架的质量和稳定性，防止因支架失稳而导致光伏组件损坏或发电站运行中断。
此外，跟踪系统和支架监造导则还可以提供对光伏发电站运行状态的实时监测和管理，及时发现和解决问题，确保光伏发电站的正常运行。
在实施光伏发电站跟踪系统和支架监造导则时，需要考虑到光伏发电站的具体情况和要求。
不同地区的太阳辐射强度和光伏发电站的布置方式可能会对跟踪系统和支架的选择和设计产生影响。
因此，在选择和设计跟踪系统和支架时，需要进行充分的工程分析和评估，确保其能够满足光伏发电站的实际需求。
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。
《太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究》篇一一、引言随着科技的不断进步和环保意识的日益增强，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，其利用效率与效益日益凸显。
太阳能电池板作为太阳能利用的核心设备，其性能的优化与提升成为研究的重要方向。
其中，太阳能电池板追日自动跟踪系统（以下简称“跟踪系统”）的研究与应用，对于提高太阳能的利用率和转换效率具有重要意义。
本文旨在探讨太阳能电池板追日自动跟踪系统的原理、设计及其实验结果，以期为相关研究与应用提供参考。
二、系统概述太阳能电池板追日自动跟踪系统是一种利用传感器和控制系统，实现对太阳运动轨迹实时追踪的系统。
该系统能够根据太阳的位置变化，自动调整太阳能电池板的朝向，使电池板始终面向太阳，从而提高太阳能的利用率和转换效率。
该系统主要由传感器模块、控制模块和执行模块等部分组成。
三、系统原理1. 传感器模块：传感器模块负责实时监测太阳的位置信息。
通常采用光电传感器或GPS定位系统等设备，实时获取太阳的位置数据。
2. 控制模块：控制模块是系统的核心部分，负责接收传感器模块传输的太阳位置信息，根据预设的算法计算出太阳能电池板需要调整的角度，并发出控制指令。
3. 执行模块：执行模块根据控制模块发出的指令，驱动电机等设备，实现对太阳能电池板的自动调整。
四、系统设计1. 硬件设计：硬件设计主要包括传感器、控制器和执行器等设备的选择与配置。
传感器应具备高精度、低噪声的特点，控制器应具备快速响应、高稳定性等特点，执行器应具备高精度、低能耗的特点。
2. 软件设计：软件设计主要包括传感器数据的采集与处理、控制算法的设计与实现等。
软件应具备实时性、准确性、可靠性等特点，能够实现对太阳能电池板的精确控制。
五、实验结果与分析通过实验验证，太阳能电池板追日自动跟踪系统能够实时监测太阳的位置信息，并根据计算结果自动调整太阳能电池板的朝向。
实验结果表明，该系统能够有效提高太阳能的利用率和转换效率，与固定安装的太阳能电池板相比，具有显著的优越性。
太阳能双轴跟踪系统原理一、前言太阳能作为一种清洁、可再生的能源，越来越受到人们的关注和重视。
而太阳能跟踪系统则是提高太阳能利用效率的重要手段之一。
本文将详细介绍太阳能双轴跟踪系统的原理。
二、太阳能双轴跟踪系统的概述太阳能双轴跟踪系统是指通过控制电机驱动，使得光伏板始终朝向太阳，并保持与太阳光线垂直，从而最大限度地提高光伏板的发电效率。
该系统由控制器、电机、传感器和支架等组成。
三、控制器控制器是整个系统的核心部件，它负责接收传感器采集到的数据，并根据预设算法计算出正确的电机转动角度和方向，从而实现对光伏板的精确跟踪。
控制器还可以设置参数，如时间间隔、角度误差等。
四、电机电机是实现光伏板转动的关键部件，通常采用直流电机或步进电机。
在工作时，控制器会根据传感器采集到的数据计算出电机需要转动的角度和方向，并通过控制电流来驱动电机转动。
五、传感器传感器是实现太阳能跟踪的关键部件，它可以测量太阳的位置和光线的强度。
常用的传感器有光敏电阻、光电二极管、太阳能光伏电池等。
传感器采集到的数据将被送往控制器进行处理。
六、支架支架是安装在地面或屋顶上，用于支撑光伏板并实现转动的设备。
通常采用钢材或铝合金材料制成，具有足够强度和稳定性。
七、原理太阳能双轴跟踪系统的原理基于日地运动学原理。
地球绕着太阳公转，同时自转，因此在任何时刻都会有一个方向与太阳相对应。
通过精确测量这个方向，就可以实现对光伏板的精确跟踪。
具体来说，系统中安装有两个传感器：一个用于测量水平方向上的角度（俯仰角），另一个用于测量垂直方向上的角度（方位角）。
根据这两个角度以及当前时间和地理位置等信息，控制器可以计算出太阳的位置，并确定光伏板需要转动的角度和方向。
控制器通过驱动电机来实现光伏板的转动，使其始终朝向太阳，并保持与太阳光线垂直。
八、总结太阳能双轴跟踪系统是提高太阳能利用效率的重要手段之一，其原理基于日地运动学原理。
系统由控制器、电机、传感器和支架等组成，通过精确测量太阳位置和光线强度来实现对光伏板的精确跟踪。
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。
光伏发电最大功率点跟踪原理及分析3.2. 1 光伏发电最大功率点跟踪控制原理从光伏电池的特点中可以看出，它的输出电压与输出电流表现为非线性，而且输出功率 伴随光照强度的改变而变化 。
但是，总是有一最佳电压值，使太阳能电池在一定的条件下能 输出最大功率。
由戴维南定理得知，在特定的日照强度及气温情况下，太阳能电池阵列可表 示为电流源和电阻串联而成的等效电路，在负载电阻与等效内阻相等的情况下，此等效电路 出力最大[46] 。
此时，太阳能电池的输出量一定为最大功率。
3.2.2 部分遮蔽光伏系统的输出特性光伏电池在有部分被遮蔽的情况下时，会导致这些部分所受光辐照度降低 。
所以在此种 情况下的光伏电池输出特性曲线会产生较大波动，其输出特性曲线上有若干个极值点[47] 。
在 此背景下，常规最大功率点跟踪控制算法无法准确的跟踪到整条曲线的最大功率点，而是会 处于一种局部最优的情况[48] 。
下图 3-4 为光伏电池的输出特性曲线，其中曲线 A 表示光伏电 池受光均匀， 曲线 B 表示光伏电池部分被遮蔽。
7350 A 6300 A 2502003 150B2100 1 0 00 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70U /V U /V不同条件下光伏电池的输出特性图由上图可知，在光照强度均匀的条件下，曲线 A 波动稳定，并且仅有一个极值点，这样 传统最大功率点跟踪控制算法就会轻松的将此点作为全局极值点， 以此来完成最大功率点跟 踪 。
但是在光照强度不均匀的条件下，曲线 B 进行了不稳定50 B 5 4波动，整段曲线上出现了两个极值点，传统最大功率点跟踪控制算法无法准确地区分出哪一个极值点为全局极值点，对接下来的工作造成一定的不便。
3.2.3 常见光伏发电最大功率点跟踪控制方法（1）恒定电压法恒压跟踪法直接忽略了温度对其的影响。
当光照强度不同时，装置工作的最大功率点电压大小接近，可选固定电压值。
南京信息职业技术学院毕业设计论文系部专业题目太阳追踪器控制系统设计指导教师评阅教师完成时间： 20**年 4月19日毕业设计(论文)中文摘要毕业设计(论文)外文摘要目录一绪论 (1)二太阳能自动追踪器的现状 (2)2.1 压差式太阳能跟踪器 (2)2.2 控放式太阳追踪器 (2)2.3 时钟跟踪器 (2)2.4 比较控制式太阳跟踪器 (2)三太阳能自动跟踪器存在的问题 (4)四结构设计 (5)五传感器 (6)5.1高精度传感器 (6)5.2大角度传感器 (7)六控制策略及程序设计 (8)七触摸屏控制界面设计 (10)结论 (12)致谢 (13)参考文献 (14)附件1：PLC控制程序 (15)一绪论太阳能光伏发电是改善生态环境、提高人类生存质量的绿色能源之一，研究太阳能发电技术意义重大。
如何提高太阳能电池光电转换率则是光伏发电能否推广应用的根本所在。
太阳能是一种低密度、间歇性、空间分布不断变化的能源，与常规能源有本质上的区别。
这就对太阳能的收集与利用提出了更高的要求。
提高太阳能电池光伏电池最大功率，可以从太阳能电池的材质上入手，或从逆变电源设计上入手[1]；另一途径是让太阳能电池跟着阳光旋转，使太阳能电池与阳光入射角保持垂直，以达到光能最大获取率[2]。
这要依靠太阳跟踪器来实现。
太阳跟踪器[3~5]，故名思意，基本功能就是使光伏阵列随着太阳而转动。
太阳能跟踪器根据结构和控制原理不同有单轴控制和双轴控制。
一般双轴系统可提高发电量35%左右，单轴系统可提高2O%左右，聚光型跟踪系统会更高[6]。
本文主要阐述一种双轴太阳跟踪器控制系统的设计方案。
二太阳能自动追踪器的现状2.1 压差式太阳能跟踪器压差式跟踪器的原理是：当入射太阳光发生偏射时，密闭容器的两侧受光面积不同，会产生压力差，在压力的作用下，使装跟踪器重新对准太阳。
根据密闭容器内所装介质的不同，可分为重力差式，气压差式，和液压式。
该机构结构简单，制作费用低，纯机械控制，不需要电子控制部分及外接电源。
《太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究》篇一一、引言随着科技的进步和人类对可再生能源需求的日益增长，太阳能作为清洁、可再生的能源受到了广泛关注。
太阳能电池板作为太阳能利用的核心设备，其效率的提高对于推动绿色能源发展具有重要意义。
追日自动跟踪系统作为一种能够提高太阳能电池板光电转换效率的技术，近年来得到了广泛的研究和应用。
本文旨在研究太阳能电池板追日自动跟踪系统的原理、设计及其应用，以期为太阳能利用技术的发展提供理论支持和实践指导。
二、追日自动跟踪系统的基本原理追日自动跟踪系统基于太阳能电池板对太阳辐射的响应，通过传感器和控制系统实现自动跟踪太阳的运动轨迹，以达到最大化光电转换效率的目的。
系统主要包括以下几个部分：太阳位置传感器、控制单元、驱动单元和太阳能电池板。
太阳位置传感器负责实时监测太阳的位置，将太阳的位置信息传递给控制单元。
控制单元根据太阳的位置信息，结合预设的算法，计算出太阳能电池板需要调整的角度，并发出控制信号给驱动单元。
驱动单元根据控制信号驱动太阳能电池板进行相应的旋转和调整，使其始终保持最佳的光照角度。
三、追日自动跟踪系统的设计1. 硬件设计：追日自动跟踪系统的硬件设计主要包括传感器、电机和控制电路等部分。
传感器负责监测太阳的位置和环境光强等信息；电机用于驱动太阳能电池板的旋转和调整；控制电路则负责将传感器信号转换为控制信号，驱动电机进行相应的动作。
2. 软件设计：软件设计是追日自动跟踪系统的核心部分，主要包括控制算法和控制系统软件等。
控制算法负责根据太阳的位置信息和预设的规则，计算出太阳能电池板需要调整的角度；控制系统软件则负责将控制算法的输出转换为电机驱动信号，实现对太阳能电池板的精确控制。
四、追日自动跟踪系统的应用追日自动跟踪系统在提高太阳能电池板光电转换效率方面具有显著的优势。
通过实时监测太阳的位置，并调整太阳能电池板的姿态，使太阳能电池板始终保持最佳的光照角度，从而提高其光电转换效率。
《太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究》篇一一、引言随着全球对可再生能源的日益关注，太阳能作为一种清洁、无污染的能源，其应用日益广泛。
太阳能电池板作为太阳能利用的核心设备，其效率的提高对于推动太阳能产业的发展具有重要意义。
其中，太阳能电池板追日自动跟踪系统作为一种提高太阳能利用率的技术手段，受到了广泛关注。
本文旨在研究太阳能电池板追日自动跟踪系统的原理、设计及其应用，以期为相关研究与应用提供理论支持。
二、太阳能电池板追日自动跟踪系统的原理太阳能电池板追日自动跟踪系统主要通过传感器、控制器和执行机构等部件，实现对太阳位置的实时追踪。
系统通过传感器检测太阳的位置，控制器根据检测结果控制执行机构，使太阳能电池板始终面向太阳，从而提高太阳能的利用率。
三、系统设计1. 传感器设计：传感器是追日自动跟踪系统的关键部件，主要负责检测太阳的位置。
常用的传感器包括光电传感器、GPS定位传感器等。
其中，光电传感器通过检测太阳的光线强度来确定太阳的位置，具有成本低、安装方便等优点。
2. 控制器设计：控制器是系统的“大脑”，负责接收传感器的数据并作出相应的控制决策。
控制器采用高性能的单片机或微处理器，具有高精度、高速度的数据处理能力。
3. 执行机构设计：执行机构负责根据控制器的指令，驱动太阳能电池板进行追日运动。
常用的执行机构包括电机、液压驱动器等。
其中，电机具有结构简单、运行可靠等优点，是追日自动跟踪系统中常用的执行机构。
四、系统应用太阳能电池板追日自动跟踪系统广泛应用于太阳能发电、太阳能热水器等领域。
在太阳能发电领域，追日自动跟踪系统可以提高太阳能的利用率，从而提高发电效率。
在太阳能热水器领域，追日自动跟踪系统可以使热水器始终面向太阳，提高热水的产量和质量。
此外，追日自动跟踪系统还可以应用于农业领域的光伏温室等场景，为农业发展提供可持续的能源支持。
五、研究展望未来，太阳能电池板追日自动跟踪系统将朝着高精度、高效率、低成本的方向发展。
a a 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 ................................................................... 22 4.4 实验观察数据分析 ...................................................................................... 23 5 结论 ........................................................................................................... 24 参考文献 ......................................................................................................... 26 致谢 ............................................................................................................... 27 a a 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
基于单片机的光伏板自动跟踪系统设计1. 引言1.1 研究背景光伏发电是利用太阳能作为能源，通过光伏板将阳光转化为电能的一种可再生能源。
随着环境保护意识的提高和能源需求的增加，光伏发电在近年来得到了广泛的应用和推广。
由于太阳光的角度和强度会不断变化，不同时间和地点阳光的照射角度也会有所不同，这就导致了光伏板的效率无法得到最大化利用。
针对光伏板效率低的问题，许多研究人员开始关注光伏板自动跟踪系统的设计与研究。
这种系统能够根据太阳光的方位和强度自动调整光伏板的角度，使其始终与太阳光保持垂直，从而最大化地接收太阳能，提高光伏发电效率。
开发一种基于单片机的光伏板自动跟踪系统具有重要的意义，将有助于提高光伏发电的效率和稳定性，减少能源浪费，推动可再生能源的发展。
【2000字】1.2 研究目的研究目的旨在探究基于单片机的光伏板自动跟踪系统设计的实现方法，通过对光伏板的自动跟踪系统进行设计和实践，提高光伏发电系统的光电转换效率，减少能源浪费，推动清洁能源的发展。
具体目的包括：一是了解光伏板自动跟踪系统的工作原理和技术特点，为系统设计提供理论支撑；二是研究系统的硬件设计，通过合理的电路连接和传感器布置，确保光伏板能够根据太阳光的方向进行自动转向；三是深入分析系统的软件设计，编写程序实现光伏板的自动跟踪功能，保证系统稳定运行；四是进行系统测试，验证自动跟踪系统的可靠性和准确性；五是进行性能评价，比较自动跟踪系统与固定安装系统的发电效率，验证系统设计的优劣。
通过实验和评价，全面了解基于单片机的光伏板自动跟踪系统设计的可行性和优劣，为清洁能源领域的研究和应用提供参考和借鉴。
1.3 研究意义光伏板自动跟踪系统的设计与研究具有重要的意义。
该系统可以提高光伏板的效能和发电效率，通过跟踪太阳光线的运动，始终保持最佳的接收光照角度，从而最大程度地利用太阳能资源。
光伏板自动跟踪系统可以减轻人工维护的工作量，节省人力成本，并且提高系统的稳定性和可靠性。
太阳能光伏发电生产线自动化控制系统设计太阳能光伏发电已成为未来发电趋势，为了提高光伏电池的转换效率和生产效率，自动化控制系统在太阳能光伏发电生产中起着至关重要的作用。
自动化控制系统可以实现生产线全程的监控及自主调节，使生产过程更加精准、高效。
本文从太阳能光伏发电生产的自动化控制系统设计入手，探究其基本架构与关键技术。
一、自动化控制系统设计的基本架构太阳能光伏发电生产线自动化控制系统包含三个部分：传感器测量子系统、控制系统、执行机构运动子系统。
1.1 传感器测量子系统光伏电池生产中，需要实时监控各种电气和机械参数，确保生产过程的稳定和高效。
传感器测量子系统采用各种传感器对电气和机械参数进行检测，包括工艺参数、过程参数和设备状态参数等。
这些传感器的数据被采集器采集并传输给计算机，实时监控各种参数变化。
1.2 控制系统控制系统以数据采集器为接口，负责监测和控制生产过程。
控制系统应该具备数据处理能力，能够分析和诊断生产过程中产生的各种数据，提供适当的控制信号和调整命令。
同时，控制系统应该能通过局域网连接到远程监测中心，实现远程数据监测和控制功能。
1.3 执行机构运动子系统执行机构运动子系统是由电机、气动元件和液压元件构成的。
其作用是接受控制系统传来的指令，将其转化为动能，从而实现太阳能光伏发电设备的自动化控制。
二、自动化控制系统设计的关键技术2.1 传感器技术传感器是太阳能光伏发电生产自动化控制系统中的重要组成部分，其精度和准确性直接影响到生产效率和产品质量。
在传感器选型时，需要考虑其兼容性、稳定性和灵敏度等因素。
目前常用的传感器有光电式传感器、磁性传感器和压电传感器等。
2.2 数据采集技术数据采集器是自动化控制系统的核心部件之一，其作用是实时采集各种参数数据，并将其传输给计算机进行分析。
常用的数据采集器有模拟量采集卡、数字量采集卡和光纤传感器等。
2.3 控制系统技术控制系统技术是实现自动化控制的关键技术之一。
基于单片机的太阳能电池板自动对光跟踪系统【摘要】太阳能电池板自动对光跟踪系统是利用单片机技术实现的一种高效太阳能利用系统。
本文首先介绍了太阳能电池板的工作原理，然后对传统固定式安装方式进行了比较，进而详细阐述了基于单片机的自动对光跟踪系统的设计和工作原理。
该系统可以实现对太阳的精确跟踪，有效提高太阳能转化效率。
其优势在于可以根据太阳位置实时调节太阳能电池板的角度，使光线垂直照射，最大限度地吸收太阳能。
结论部分总结了该系统的优势和应用前景，展望未来将继续优化系统性能并拓展更广泛的应用领域，为太阳能利用技术的发展提供重要参考。
【关键词】太阳能电池板、单片机、自动对光跟踪系统、工作原理、固定式安装、设计、优势、结论、展望、技术应用前景、研究背景、研究目的、研究意义。
1. 引言1.1 研究背景太阳能是一种清洁、可再生的能源，随着环保意识的提高和能源需求的增加，太阳能电池板作为太阳能利用的关键组成部分，受到了越来越多的关注。
传统的太阳能电池板固定式安装在屋顶或地面上，难以实现对太阳光的最大利用，效率较低。
研究和设计一种基于单片机的太阳能电池板自动对光跟踪系统具有重要意义。
目前，基于单片机的太阳能电池板自动对光跟踪系统已经成为一个研究热点。
该系统通过传感器实时监测太阳位置，控制电机使太阳能电池板朝向太阳光，实现最大限度的光能转换。
与传统固定式安装相比，这种自动对光跟踪系统能够提高太阳能电池板的光能转换效率，从而提高能源利用效率，降低能源消耗和减少环境污染。
本文旨在介绍基于单片机的太阳能电池板自动对光跟踪系统的设计原理、工作方式和优势，旨在为太阳能利用技术的进一步发展提供参考和借鉴。
通过对该系统的研究，可以促进太阳能电池板技术的创新和应用，推动可再生能源的发展，实现能源的可持续利用和环境保护。
1.2 研究目的太阳能电池板自动对光跟踪系统的研究目的是为了提高太阳能电池板的能量转换效率，进一步推动太阳能发电技术的应用和发展。
太阳能自动跟踪系统 技术方案
南京航空航天大学自动化学院 目录 1、太阳能发电自动跟踪控制系统发展概述 .............................................................. 1 1.1 国内外太阳能发电跟踪控制系统发展概述 .................................................. 1 1.2 太阳能发电跟踪控制系统特点 ...................................................................... 2 2、本系统实现方案概述 .............................................................................................. 2 3、太阳跟踪数学模型的建立 ...................................................................................... 3 3.1、太阳与地球的位置关系 ................................................................................ 3 3.1.1 天球与天球坐标系 ................................................................................ 4 3.1.2 地平坐标系 ............................................................................................ 4 3.1.3 赤道坐标系 ............................................................................................ 6 3.1.4 时角坐标系 ............................................................................................ 7 3.2 太阳与地球的时间关系 .................................................................................. 7 3.3 太阳位置计算原理 .......................................................................................... 8 3.3.1、球面三角形的相关概念 ...................................................................... 8 3.3.2、太阳位置计算原理 ............................................................................ 11 3.3.3、太阳高度角h的计算 ........................................................................ 13 3.3.4、太阳方位角A的计算 ........................................................................ 14 3.3.5、日出、日落时间的计算 .................................................................... 14 3.3.6、日出、日落方位角的计算 ................................................................ 15 4、本系统方案实现步骤 ............................................................................................ 15 4.1基于位置的跟踪控制系统研制 ..................................................................... 15 4.2基于能量最优的跟踪控制系统研制 ............................................................. 16 4.3具有风力保护的跟踪控制系统研制 ............................................................. 18 5、数据采集模块及电机拖动模块实现 .................................................................... 18 5.1数据采集模块 ................................................................................................. 18 5.2电机拖动模块 ................................................................................................. 19 6、成本核算 ................................................................................................................ 20 1、太阳能发电自动跟踪控制系统发展概述 1.1 国内外太阳能发电跟踪控制系统发展概述 任何时期，能源以及资源都是人们赖以生存的基础。进入21世纪，随着社会经济的高速发展，能源消耗随之增大，节约能源和寻找新能源成为人类可持续发展的基本条件。太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源，各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。我国是世界上最大、地势最高的自然地理单元，也是世界上最丰富的太阳能资源地区之一，尤其是西藏地区，空气稀薄、透明度高，年日照时间长达1600－3400小时之间，每日光照时间6小时以上，年平均天数在275－330天之间，辐射强度大，平均辐射总量7000兆焦耳/平方米，地域呈东西向递增分布，年变化呈峰形，资源优势得天独厚，太阳能应用前景十分广阔。但是利用天阳能又受着位置、地势等条件的制约。因此必须设计一种随着太阳运动的跟踪控制系统，使得太阳能电池板接收到的光照强度最大，资源的利用率最大。
图1 美国研制的大规模太阳能跟踪装置 图2 国内某企业太阳能自动跟踪装置 现阶段国内外已有的跟踪装置可分为单轴跟踪和双轴跟踪两种，用以实现方位与俯仰角的2自由度的转向控制。近几年来国内不少专家学者也相继开展了这方面的研究，主要用于天文观测、气象台的太阳跟踪。1992年推出了太阳灶自动跟踪系统，国家气象局计量站在1990年研制了FST型全自动太阳跟踪器，成功的应用于太阳辐射观测。1994年《太阳能》杂志介绍的单轴液压自动跟踪器，完成了单轴跟踪。目前，着太阳能应用的普及，众多的科研院所和企事业单位针对太阳能跟踪控制系统开展了卓有成效的研究。 在目前的太阳能自动跟踪控制系统中，不论是单轴跟踪或双轴跟踪，太阳跟踪装置可分为：时钟式、程序控制式、压差式、控放式、光电式等多种。其中，时钟式是根据太阳在天空中每分钟的运动角度，计算出太阳光接收器每分钟应转动的角度，从而确定出电动机的转速，使得太阳光接收器根据太阳的位置而相应变动；程序控制式太阳跟踪装置，则是通过计算某一时间太阳的位置，再计算出跟踪装置的目标位置，最后通过电机传动装置达到要求的位置，实现对太阳高度角和方位角的跟踪。光电式太阳跟踪装置使用光敏传感器来测定入射太阳光线和跟踪装置主光轴间的偏差，当偏差超过一个阈值时，执行机构调整集热装置的位置，直到使太阳光线与集热装置光轴重新平行，实现对太阳高度角和方位角的跟踪。
1.2 太阳能发电跟踪控制系统特点 当前市场上的太阳能发电多是固定式的，与之相比较，本项目研究实现的太阳能自动跟踪控制系统，具有更高的发电效率，参见表1所示。 表1、固定式与自动式参数比较
项目 电池板面积 日照 时间 日发电 功率 日输出功率 日储电量 成本 搜索 范围 固定式 2平方米 2～4h 1600瓦 800瓦 800瓦 大 0度 自动式 2平方米 6～12h 4000瓦 2000瓦 2000瓦 小 360度 由表1可见，自动跟踪发电控制系统，日照时间更长，输出功率更高，发电效率提高百分之四十到百分之八十，提高效率，降低成本。
2、本系统实现方案概述 上述各种方法，虽然在不同的方面有各自的优点，然而在实际的应用过程中或多或少的存在着误差大，灵活性差、非全天候跟踪等缺点。综合以上几种方式的特点，本项目设计出一套具有控制精度高、灵活性强、易操作、全自动跟踪等优点的“傻瓜式”太阳能电池板跟踪系统。 本控制系统主要由数据采集、数据分析、计算机控制模块、以及电力拖动等模块组成。采用主控计算机和多个智能测控模块相互配合组成控制系统，主控模块与各子模块以及各子模块之间采用数字化传输，系统方案的整体框图参见图2所示。
