基于平顶锥形传感器的光伏组件方位检测与自动跟踪系统

发布时间：2017-10-05 14:37

  本文关键词：基于平顶锥形传感器的光伏组件方位检测与自动跟踪系统

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【摘要】：如何提高光伏利用率是分布式电源有效利用的重要内容。随着光伏产业的不断发展,固定式光伏极板取能方式已经不能满足光伏发电的效率要求,跟踪式光伏极板越来越得到重视。因为在一天中太阳相对地球同一地点的方位在不断改变,如何掌握并利用好太阳相对地球的方位角、高度角是提高光伏利用率的关键。本文设计了一种基于平顶锥形传感器的光伏组件方位检测系统,实现了自动检测与跟踪功能。在先前已有的四象限探测器光伏跟踪装置的基础上,研制了一种新的检测与跟踪方法。本方法采用了平顶锥形传感器,采用光敏电阻检测原理,光敏电阻的布局表现为立体三维格局方式。与四象限探测器的二维平面布局对比,本方案从有光、无光照的测量变为光照强度的测量,可以提高检测性能。采用平顶锥形传感器顶部放置的光敏元件,实现测量光强的能力。对光伏极板方位检测系统完成了硬件和软件设计。分析了系统硬件组成部分及其功能,在JLINK驱动的基础上使用Keil软件进行编程实现。具体包括信号处理与通信、单片机系统及AD转换、步进电机控制方法,完成了方位检测系统实物设计。电池板使用联轴器固定在支架上,在单片机的数据分析和驱动下,使步进电机进行不同方向的运转,达到光的自动跟踪的目的。本系统在光伏组件自动跟踪系统中具有潜在的应用价值。
【关键词】：方位检测 自动跟踪 平顶锥形 单片机 步进电机
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615;TP212
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 背景与意义10-13
• 1.2 国内外研究现状13-17
• 1.3 本文主要研究的内容及结构17-18
• 第二章 光伏自动跟踪概述与日光方位检测18-30
• 2.1 光伏自动跟踪概述18-27
• 2.1.1 太阳相对地球的运行规律18-20
• 2.1.2 光伏发电的原理20-27
• 2.2 日光方位检测27-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第三章 平顶锥形传感器的设计30-37
• 3.1 传感器结构与检测元件30-32
• 3.2 平顶锥型传感器检测原理32-35
• 3.3 传感器输出测试分析35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 光伏极板跟踪系统设计37-46
• 4.1 跟踪系统的总体设计37-38
• 4.2 信号处理电路38-40
• 4.3 控制器与执行器40-42
• 4.3.1 控制器41
• 4.3.2 执行器41-42
• 4.4 方位检测算法42-45
• 4.5 本章小结45-46
• 第五章 光伏极板方位检测与跟踪系统的实现与测试46-59
• 5.1 系统硬件概述46
• 5.2 系统硬件设计方案46-54
• 5.2.1 方位检测系统47-48
• 5.2.2 跟踪控制系统设计48-52
• 5.2.3 执行系统设计52-54
• 5.3 相关软件设计54-57
• 5.4 系统测试结果57-58
• 5.5 本章小结58-59
• 第六章 结论与展望59-61
• 6.1 总结59
• 6.2 展望59-61
• 参考文献61-64
• 致谢64-65
• 攻读学位期间发表的学术论文65

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本文编号：977370