基于太阳能自动跟踪技术的光伏发电系统研究

发布时间：2020-11-10 05:15

　　 为了解决能源危机和传统能源污染严重的问题,世界各国正在大力提倡和发展新能源产业。太阳能以绿色环保、资源丰富的优势成为了新能源领域的热门研究对象。其中太阳能光伏发电受到各国的普遍关注,但是传统的固定式太阳能发电装置因光电转换率低而使得整个系统的发电效率低。理论分析证明,采用双轴太阳能自动跟踪技术,使太阳光线始终垂直于太阳能电池板,可以较大地提高太阳能的光电转换效率,从而提高太阳能的利用率。本论文以提高太阳能利用效率为研究目标,研究了一种高精度光电检测传感器,将时控和光控跟踪模式相结合,构建了一套双轴控制的太阳能跟踪系统。论文的主要研究工作如下:在选择合适的光电元件的基础上,设计了一种较高精度的立方体式光电检测传感器,并对传感器的结构、组成原理、定位原理和跟踪方式等重要参数进行了理论分析。分析了四象限探测器的工作原理和主要性能参数,研究了基于四象限探测器的光斑位置检测系统框架、性能指标和影响光斑位置检测精度的主要因素。通过对太阳能跟踪控制系统综合要求的分析,以TMS320F28335为控制核心,步进电机作为执行机构,完成了太阳能双轴自动跟踪控制系统整体方案的设计和硬件平台的搭建,并且对太阳能跟踪光电检测传感器模块进行了深入研究。以CCS3.3为软件设计平台,在已完成双轴太阳能跟踪硬件模块搭建和时控+光控的跟踪控制系统基础上,设计软件控制流程。软件设计主要包括以下几个部分:控制系统主程序设计、多通道信号采集、光控和时控的子程序设计,并完成系统的实验研究与跟踪测试。实验结果表明所设计的光电检测传感器模块可以准确地跟踪太阳方位,采用优化的混合跟踪控制策略不仅降低了系统功耗,而且提高了跟踪精度,系统运行稳定可靠。
【学位单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM615;TK513.4
【部分图文】：

地平坐标系太阳每天东升西落，对于地球不同位置的观察者来说，在一年中

图 2-3 光控跟踪模式原理图光电跟踪控制系统的组成原理如图 2-3 所示，光电控制属于闭制，这样就可以实时检测太阳光的位置，定位精度高；对机械装精度要求较低，并且不会有累积误差。同时，由于本文所设计的

图 2-4 地轴式双轴跟踪机构图 图 2-5 高度角-方位角式双轴跟、高度角-方位角式双轴跟踪：这种机构是以地平坐标系装置的一轴与地平面垂直，叫做方位轴；另一根轴与地做俯仰轴。其原理是：光伏板根据方位角的变化左右旋角的变化上下旋转。与地轴式相比，这种机构的优势是
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本文编号：2877522