太阳能光伏系统的自动跟踪式装置

【摘要】：本文尝试设计了一种基于单片机的太阳能光伏系统的自动跟踪式装置。在光伏发电系统中使用太阳自动跟踪装置能有效提高太阳能的发电量。因此,本文的研究课题对提高光伏发电效率和促进光伏发电的推广应用具有重要的意义。 论文首先介绍了太阳能电池的原理和影响输出的因素,接着分别说明了独立光伏系统的各个组成部分,然后介绍了独立光伏发电系统容量的计算方法,使用这种计算方式能使发电系统的能量利用率提高、成本降低。 目前光伏发电系统一般都采用固定安装的形式,本文设计的双轴自动跟踪装置以单片机为核心,根据太阳运行规律的数学公式计算出太阳赤纬角和时角,以此为理论依据,装置从时钟芯片中读取当前具体时间,然后通过步进电机驱动芯片使双轴跟踪装置转动相应的角度。一天的东西方向跟踪结束以后,还要通过单片机控制东西向的电机回归初始位置,南北向的电机也要转过计算所得的角度调整位置,使太阳能电池板一年四季始终朝向太阳位置,从而提高光伏系统的发电效率 由于本跟踪装置在东西向和南北向都是按照时间均匀转动的,而且转动的角度也是通过数学公式计算出来的理论值,实际太阳的赤纬角和时角随着季节的变化不是均匀的,导致系统长时间运转后跟踪精度会偏移,需要定期进行校正。 【关键词】：太阳能 光伏发电 自动跟踪 单片机
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM914.4;TP368.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 引言9-14
• 1.1 能源及环境污染问题9
• 1.2 太阳能及光伏发电的优势9-10
• 1.3 太阳能光伏发电的研究现状10-11
• 1.4 太阳自动跟踪装置的研究现状11-12
• 1.5 本文主要研究的内容12-14
• 第2章 独立太阳能光伏系统14-23
• 2.1 太阳能电池的原理14-16
• 2.2 太阳能电池输出的影响因素16-17
• 2.3 独立光伏系统及其结构17-19
• 2.4 独立光伏系统的容量计算19-23
• 第3章 太阳自动跟踪装置23-29
• 3.1 太阳跟踪装置概述23
• 3.2 太阳跟踪装置分类23-26
• 3.3 固定式与跟踪式光伏系统对比26
• 3.4 太阳运行规律26-28
• 3.5 本文研究的太阳跟踪装置28-29
• 第4章 跟踪装置的硬件选型29-33
• 4.1 机械结构29-30
• 4.2 减速器30-31
• 4.3 驱动电机31-33
• 第5章 跟踪装置的控制33-42
• 5.1 控制方案33-34
• 5.2 单片机选型34-37
• 5.3 时钟芯片的选型37-38
• 5.4 步进电机驱动芯片选型38-40
• 5.5 整体电路图的设计40-42
• 第6章 跟踪装置的程序设计42-52
• 6.1 程序流程图设计42-44
• 6.2 控制程序设计44-50
• 6.3 实验结果分析50-51
• 6.4 误差分析51-52
• 结论与展望52-53
• 参考文献53-55
• 致谢55

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