太阳能光伏定向跟踪装置的设计与开发

发布时间：2019-09-07 09:48

【摘要】：太阳能作为一种绿色、清洁,可持续的发展能源,成为当今世界各国努力探索并开发的新能源,但太阳能本身存在一些缺陷,限制了人们对太阳能的利用和开发。太阳能光伏跟踪控制系统的研究,能够提高对太阳能的利用效率、促进光伏电产业的发展,缓解能源压力。基于此,本文设计了一款基于立柱式的双轴太阳跟踪控制系统,并从以下几个方面展开了研究工作： (1)设计跟踪装置的机械结构,机械部分为提高太阳能的使用效率,本文设计了一种立柱式双轴跟踪装置,该装置包括两个自由度,可在方位角和高度角上对太阳进行跟踪,方位角由步进电机控制,高度角由电动推杆控制。控制部分为提高跟踪精度采用视日运行轨迹跟踪与光电跟踪这两种跟踪方式相结合。 (2)设计控制模块的硬件电路,针对机械部分和控制部分的功能要求,对硬件电路进行了模块化设计,包括信号处理电路、LCD显示电路、中断按键电路、电流检测电路、GPS信息接收电路、限位电路、最大功率跟踪电路、电动推杆驱动电路。研究了视日运行轨迹跟踪的计算方法,给出了光电跟踪方式的具体跟踪策略。对系统的软件设计包括太阳自动跟踪控制系统主程序、视日运行跟踪子程序,光电跟踪子程序,最大功率点跟踪子程序及实现各个子模块的功能。驱动执行机构对太阳高度角和方位角进行跟踪转动,最后总结了跟踪系统误差产生的主要原因,并提出了系统改进方案。 通过以上研究工作,基本完成了太阳跟踪控制系统的设计,实际运行结果表明：该控制系统运行稳定可靠,能确保太阳能电池板在误差允许范围内与太阳光线基本保持垂直,实现了对太阳光线的全天候自动跟踪,提高了太阳能的接收效率。
【学位授予单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615

【参考文献】

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本文编号：2532958