太阳能自动跟踪系统的设计与实现

发布时间：2020-10-01 18:38

　　能源和环境是人类生存的条件,能源短缺和环境污染是世界难题。因此寻找绿色可再生能源是可持续发展的必经之路。太阳能发电是一种新兴的可再生能源,绿色环保,成本低廉,符合可持续发展。太阳能自动跟踪系统是根据光照角度和高度的变化,自动调节太阳能电池板,使太阳能电池板垂直光线,提高利用率,减少发电成本。本文设计一种太阳能自动跟踪系统。硬件包括光伏组件、光电传感器、云台、解码器,以及主控电路板。主控电路板设计包括原理图设计和PCB设计,设计好之后进行布局布线,并进行PCB制作和焊接。主控芯片采用STC12C5A60S2,外围电路设计主要有稳压电路、晶振电路、通信电路等。软件设计主要包括主程序设计、跟踪子程序设计、数据传输程序设计和电机控制程序设计。软件编程语言采用C语言,编程工具选择Keil uVision5,根据实际需要编写程序后通过下载器下载到PCB中。软硬件设计完成后,进行系统联合调试和分析。利用台灯模拟太阳光源,手动让40W和200W台灯转动,40W台灯未达到启动电压,系统不运行。200W台灯达到启动电压,系统正常运行,电路板驱动云台带动光伏组件转动,使光伏组件垂直光照。本系统可以在两个自由度上转动,包括水平方向转动和垂直方向转动。通过光电传感器检测到光照强度变化,输出电压信号,传输到电路板中。经过电路板的比较分析,电路板发送控制信号到解码器,解码器驱动云台带动光伏组件向光照强度大的方向转动,使光伏组件垂直光线,实现自动跟踪的效果。
【学位单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM914.4
【部分图文】：

结构框图,光电控制,结构框图,光电跟踪

图 2.2 光电控制系的统结构框图Fig.2.2 Photoelectric control system block diagram2.4 本章小结了光伏技术、视日轨道跟踪和光电跟踪方式的工作原理，的前提和理论基础。其中，视日轨道跟踪是利用地理纬出太阳方位角和高度角，然后控制电机旋转，通过机械光照，完成系统跟踪。光电跟踪技术是实时跟踪技术，为输入，经过控制器比较以及作差，并输出控制信号，光伏组件垂直光照，完成系统跟踪。光电跟踪方式应用光照不足时，系统并不运行，避免能量浪费。

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太阳能自动跟踪系统硬件光传感器、云台、解码器、台灯等实现太阳能自动跟踪，本章重点介3.1 光伏组件和光电传感器阳能电池联合制成。单体电池的额组件，如 36 个单体串联，联合后即晶硅、多晶硅、多元化合物太阳能图 3.1 所示，尺寸为 125*200mm，伏组件固定到云台上，单纯作为负

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图 3.3 太阳方位检测传感器Fig.3.3Sun position detection sensor图 3.4 太阳方位检测传感器探头ig.3.4 Sun position detection sensor probe 片硅晶体构成，成十字排列，固定在丝固定，方便连接在其他装置上，测方向上光照时，比如东方向，无遮挡

【参考文献】