主动式太阳跟踪系统研究

发布时间：2020-06-22 05:59

【摘要】：随着煤炭、石油、天然气等化石燃料的迅速消耗,以及由此带来的能源危机与环境污染的日益加剧,世界各国都在致力寻求新能源的开发。目前在新能源的开发和利用中,对太阳能源的开发利用是最重视的,太阳能光伏发电技术是太阳能利用的一个重要组成部分。由于地球的不停运动,地面接收到的太阳能的空间分布是低密度、不断变化的,导致对太阳能的利用效率不高,因此研制太阳跟踪系统是提高太阳能利用效率的重要途径。本论文的研究内容主要包括以下几个方面： 1.太阳跟踪规律研究。本论文从理论上分析了进行太阳跟踪的必要性；通过研究太阳运行规律,设计了太阳高度角方位角的主动式跟踪方案；根据跟踪系统安装的地理纬度以及对跟踪系统设置时的日期和时间,可以求出此刻太阳高度角和方位角的值；随着时间的变化,太阳高度角方位角也随之进行有规律的改变。 2.跟踪系统控制方法研究。本论文确立了间歇式双轴跟踪方式,在保证精确跟踪的前提下达到有效利用电能的目的。 3.DSP硬件电路设计。本论文采用专门用于电机控制的TMS320LF2407A DSP芯片进行双轴跟踪控制；对DSP芯片的外围电路进行设计,包括时钟电路、复位电路、串行通信接口电路等。 4.步进电机驱动电路设计。本论文采用步进电机配合间歇跟踪方式；当电机步距角不满足要求的情况下,设计细分电机步距角,以达到设计要求。 5.系统软件设计。本论文在DSP的专用开发环境CCS中完成太阳高度角和方位角的天文算法、脉冲控制及其相关控制方面的软件设计工作；利用可视化编程工具LabVIEW进行上位机控制与显示界面的设计。 6.实验与分析。本论文使用该跟踪系统对太阳能电池板的输出电能进行了实时测量,得到输出电能与太阳光线强度之间的关系；同时将系统得到的太阳高度角方位角值与天文计算软件SkyMap所得的值进行比较,实验数据表明该系统达到设计要求,具有较高可靠性。 7.总结与展望。总结了本论文的主要研究工作,对太阳跟踪系统的后续研究作了展望。
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TK513.4

【参考文献】