太阳能自动灌溉系统设计(课程汇报)
基于单片机的太阳能自动浇灌系统的设计
【 关键词 】 自 动浇灌控制 自 动 追光控制 单片
机
பைடு நூலகம்
我 国是 水 资源较 少 的国家 之 一。据 有关
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Ｓ Ｔ Ｃ１ ２ Ｃ ５ Ａ６ ０ Ｓ ２单 片机 为核心，由太阳能追踪
图１ ： 自动浇灌系统组成
图２ ：太阳能追光装置效果图
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储能装置 、温湿度检测装 置、灌溉 自动控制装 置 、无 线控 制装置等四大部分组成 。该系统小
Ｓ Ｃ Ｍ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ・ 单 片机技术
基于单 片机 的太阳能 自动浇灌 系统 的设计
文／ 王会
本设 计 是基 于 Ｓ Ｔ Ｃ １ ２ Ｃ ５ Ａ ６ ０ Ｓ ２ 单 片机的 太阳能 浇灌 系统的研 究， 该 系统 小巧 方便 、 易于安 装， 可 根据 温 湿度 传 感器 采 集到 的数据 进 行 自动 灌溉 。其 中 太阳 能 自动 追 光 装置 极 大地提 高了太 阳能 的
图３ ：系统动力源来源 根 据 实 际 情 况 与 要 求 ， 本 系 统 采 用 Ｓ Ｔ Ｃ１ ２ ｃ５ Ａ６ ０ Ｓ ２型号 单 机 。Ｓ Ｔ Ｃ公 司 生 产 的
自动灌溉系统的设计
自动灌溉系统的设计一、系统概述自动灌溉系统是一种利用现代信息技术和自动化控制技术，对农田进行智能化灌溉的系统。
该系统能够根据农田的土壤湿度、天气情况、作物需水量等因素，自动调节灌溉时间和水量，提高灌溉效率，降低水资源浪费，促进农业可持续发展。
二、系统目标1. 提高灌溉效率：通过自动化控制，实现精准灌溉，减少水资源浪费。
2. 降低人工成本：减少人工操作，降低人力成本。
3. 提高作物产量：根据作物需水规律，提供适时适量的灌溉，促进作物生长。
4. 保护环境：合理利用水资源，减少农业面源污染。
三、系统组成1. 传感器：用于监测土壤湿度、温度、光照等环境参数。
2. 控制器：根据传感器采集的数据，自动调节灌溉时间和水量。
3. 执行器：包括水泵、阀门等，用于执行灌溉操作。
4. 通信模块：实现控制器与执行器之间的数据传输和指令下达。
5. 用户界面：用于设置系统参数、查看灌溉状态和数据记录。
四、系统工作原理1. 传感器采集农田环境参数，如土壤湿度、温度、光照等。
2. 控制器根据传感器采集的数据，结合预设的灌溉策略，自动计算出灌溉时间和水量。
3. 控制器通过通信模块，向执行器发送灌溉指令。
4. 执行器接收指令，执行灌溉操作。
5. 用户界面实时显示灌溉状态和数据记录，方便用户监控和管理。
五、系统特点1. 精准灌溉：根据作物需水规律，实现适时适量的灌溉。
2. 自动化控制：减少人工操作，降低人力成本。
3. 节能环保：合理利用水资源，减少农业面源污染。
4. 可扩展性：可根据农田规模和作物种类，灵活调整系统配置。
5. 远程监控：用户可通过手机、电脑等设备远程查看灌溉状态和数据记录。
通过自动灌溉系统的设计和实施，可以有效提高农田灌溉效率，降低人工成本，促进作物生长，同时保护环境，实现农业可持续发展。
六、系统设计原则1. 用户友好：系统界面直观、易操作，减少用户的学习成本。
2. 模块化设计：系统采用模块化设计，便于维护和升级。
3. 可靠性：选用高质量、可靠的传感器和执行器，确保系统稳定运行。
现代农业中的太阳能灌溉系统设计与研究
现代农业中的太阳能灌溉系统设计与研究随着全球气候变化和能源缺乏的问题日益突出，传统的农业灌溉系统面临诸多挑战。
为了解决这些问题，很多农场开始采用太阳能灌溉系统来提供清洁能源、保护环境和提高生产效率。
本文将介绍现代农业中的太阳能灌溉系统设计与研究，涵盖系统概述、设计原理、技术特点和未来发展方向等方面。
概述太阳能灌溉系统是一种利用太阳能源、将水从低处抽取到高处的系统，用于灌溉农田。
它集成了太阳能电池板、水泵、水管和喷头等的关键组件。
当光线照耀到太阳能电池板上时，太阳能电池板会产生电力，推动泵抽水并将水输送到农场中进行灌溉。
设计原理太阳能灌溉系统的设计原则在于让系统能够产生和存储能源。
系统通常由几个主要的部分：太阳能板、水泵、控制器、水管和灌程。
其中太阳能板是系统的核心，它能将太阳辐射能转换成直流电流。
通过控制器和水泵的协调工作，将水从井底提升到灌溉地，在水管上形成规定压力，从而实现农田的灌溉。
技术特点太阳能灌溉系统有很多显著的技术特点，其中最重要的特点就是清洁、环保和能效高。
相比于传统的燃油或电力灌溉系统，太阳能灌溉系统可以更大程度地减少温室气体排放和环境污染，安装和维护成本也较低。
此外，太阳能灌溉系统还具有灵活性和跨度广泛性，可以应用于不同季节、不同环境和不同类型的农作物。
由于其可持续性和便利性，许多发展中国家已经积极推广太阳能灌溉系统，为当地的农民提供了清洁能源和更高效的灌溉方式。
未来发展方向随着技术的不断进步，太阳能灌溉系统也将不断演化和升级。
未来，太阳能灌溉系统可能会更加智能、数字化和自动化，能够通过云端技术以及大数据分析来实现优化管理。
此外，未来太阳能灌溉系统还可能会应用于更广泛领域，例如海水养殖、农业种植和城市绿化等方面。
同时，与其他可持续技术相结合，太阳能灌溉系统也将为气候变化、能源安全和环境保护等全球性问题提供更加可持续、创新和有效的解决方案。
结论总的来说，太阳能灌溉系统在现代农业中的应用已经得到了广泛的认可和推广。
利用太阳能的农业灌溉系统设计
利用太阳能的农业灌溉系统设计随着全球气候变化和能源危机的加剧，利用可再生能源成为了一个迫切的需求。
太阳能作为最为广泛和可再生的能源之一，被广泛应用于各个领域。
在农业领域，太阳能的利用也变得越来越重要。
本文将探讨利用太阳能的农业灌溉系统设计。
首先，我们需要了解太阳能的基本原理。
太阳能是指利用太阳辐射能进行能量转换的过程。
太阳能的利用可以通过太阳能电池板将太阳的辐射能转化为电能，或者通过太阳热能系统将太阳的辐射能转化为热能。
在农业灌溉系统中，我们主要关注的是太阳能电池板的应用。
在设计农业灌溉系统时，我们需要考虑多个因素，包括地理位置、气候条件、土壤类型等。
根据这些因素，我们可以确定太阳能电池板的安装方式和数量。
一般来说，太阳能电池板应该朝向南方，以最大化太阳辐射的吸收。
此外，太阳能电池板的倾角也需要根据所在地的纬度来确定，以达到最佳的能量转换效率。
农业灌溉系统中，太阳能电池板的主要作用是为水泵提供电力。
水泵将地下水或水源引入到灌溉系统中，以满足农作物的水分需求。
太阳能电池板通过将太阳的辐射能转化为电能，为水泵提供所需的动力。
这种利用太阳能的方式不仅减少了对传统电网的依赖，还能够降低农业生产的成本。
在太阳能农业灌溉系统的设计中，还需要考虑能量的储存和利用。
由于太阳能的供给是不稳定的，夜间或阴天时太阳能电池板无法产生足够的电能。
因此，我们需要使用储能装置来存储白天产生的多余电能，以供夜间或阴天使用。
常见的储能装置包括蓄电池和储热罐。
蓄电池可以存储电能，而储热罐可以存储热能。
通过合理设计储能装置的容量和效率，可以实现太阳能的持续利用。
此外，太阳能农业灌溉系统的设计还需要考虑灌溉水的供给和管理。
在农业生产中，合理的灌溉是保证作物生长的关键。
太阳能农业灌溉系统可以通过传感器和自动控制系统来实现智能化的灌溉管理。
传感器可以监测土壤的湿度和作物的水分需求，根据实时数据调整灌溉量和频率。
自动控制系统可以根据灌溉需求和太阳能供应情况，自动打开或关闭水泵，实现高效的灌溉管理。
基于太阳能电池的屋顶植物园自动灌溉系统研究
基于太阳能电池的屋顶植物园自动灌溉系统研究一、介绍屋顶植物园是近年来比较流行的一种绿化方式。
它不仅可以美化环境，改善空气质量，还可以起到保温降温的效果。
然而，屋顶植物的灌溉问题一直是困扰着业界的难题。
传统的自动灌溉系统需要接入城市供水管网，成本高昂，还会给城市的供水压力带来影响。
为了解决这个问题，我们设计了基于太阳能电池的屋顶植物园自动灌溉系统。
本文将详细介绍该系统的研究过程及实现方法。
二、系统结构该系统主要由太阳能电池板组、电池、控制器、水泵、滴灌管等部分组成。
系统结构框图如下：系统结构框图1. 太阳能电池板组太阳能电池板组用于将阳光能转化为电能，为系统供电。
我们选择了常见的单晶硅太阳能电池板，保证系统的高效稳定工作。
2. 电池由于太阳能电池板组只能在阳光充足的情况下产生电能，所以我们需要一个电池来储存电能，以便在夜晚或阴天使用。
同时，我们也需要一个电池充电保护电路，确保电池在充电的过程中不会过放电或过充电，防止对电池造成损害。
3. 控制器控制器是系统的核心部分，它由单片机和相关电路组成。
控制器的主要功能是接收来自温度、湿度等传感器的数据，根据数据进行判断，控制水泵开关，实现自动灌溉。
4. 水泵我们选择了高扬程小型水泵，将水从水箱引送到需要灌溉的植物上。
5. 滴灌管滴灌是一种比较节水的灌溉方式，因此我们选择了滴灌管。
滴灌管可以根据植物需要的水量自动调节滴水速度，确保植物得到适量的水分。
三、实现方法1. 太阳能电池板组的安装太阳能电池板组的安装需要选择一个光照充足的位置，确保太阳能电池板组在大部分时间内都能得到充足的直射阳光。
我们可以选择在屋顶或阳台上安装。
2. 电池的选型和安装电池的选型需要考虑储能容量、电压等因素。
我们选择了12V7AH的铅酸蓄电池，容量较大，可以满足夜间使用。
电池的安装需要注意防水、防漏电等问题。
3. 温湿度传感器的安装温湿度传感器需要安装在植物根部的土壤中，用来检测土壤温度和湿度，确保植物得到适宜的生长环境。
太阳智慧浇花系统设计方案
太阳智慧浇花系统设计方案设计方案：太阳智慧浇花系统一、系统背景和目标随着城市化进程的不断推进，人们的生活质量得到了显著提升，但与此同时，城市中的绿化环境也面临着诸多挑战。
其中之一就是人工浇花的繁琐和不稳定，容易出现浇水不均匀或浪费水源的情况。
因此，我们需要设计一款智慧浇花系统，通过利用太阳能进行智能控制，实现自动浇花的功能，提高浇花的效率和稳定性。
二、系统设计原理和功能1. 太阳能发电模块：通过太阳能电池板，将太阳能转化为电能，供给系统的运作所需电力。
2. 湿度感知模块：在花园土壤中布置湿度传感器，实时感知花园土壤的湿度情况。
3. 控制模块：利用传感器控制花园的浇水情况，当土壤湿度低于设定值时，控制水泵进行浇水。
4. 备用电源模块：当太阳能电池板无法提供足够的电力时，系统可以切换到备用电源（如电网电源）供电。
5. 能耗监测和优化模块：对系统的能耗进行监测，通过对能耗数据的分析和优化，降低浇花过程中的能耗。
6. 远程监控模块：用户可以通过手机或电脑等设备，远程监控系统的运行情况，并进行相应的设置和调整。
7. 报警模块：当系统发生故障或水源不足时，系统能够自动发送报警信息给用户，提醒其进行处理。
三、系统优势和特点1. 高效节能：利用太阳能作为能源，不仅可以降低能耗成本，还能对能源进行有效利用，实现高效节能。
2. 智能自动化：系统能够根据花园土壤的湿度情况，自动进行浇水，减少人工参与，提高浇水效率。
3. 远程监控和管理：用户可以通过手机或电脑等设备，随时随地监控和管理系统的运行情况，并进行相应的设置和调整。
4. 报警功能：系统能够自动检测故障情况和水源不足等问题，并及时向用户发送报警信息，提醒其进行处理。
5. 环保可持续：通过利用太阳能作为能源，系统具有较低的碳排放量，符合环保要求，且具备可持续发展特点。
四、系统实施方案1. 硬件选型和采购：根据系统设计需求，选择合适的太阳能电池板、湿度传感器、控制模块、备用电源模块等硬件设备，并进行采购。
自动浇灌系统(实验报告)
设计报告2011 —2012 学年第一学期项目：自动浇灌系统的设计与实现班级：学号：姓名：授课教师：制定日期：年月日项目设计报告专业：班级：姓名：一、课题名称自动浇灌系统的设计与实现二、设计内容和要求第一章、总体设计功能要求：该课题是以51单片机P89V51RB2FN为主控芯片，利用DALAS一线式温度传感器DS18B20实现对周围温度环境的采集,单片机再根据采集的温度值来控制电磁阀的开关及持续时间等操作，从而实现在不同的温度对周围浇灌对象实施间隔性的灌溉，浇灌持续的时间与不同的温度范围有关，同时相关的状态信息要在点阵汉字液晶屏上实时的显示。
单片机实验仪组成：USB型单片机仿真实验仪是以单片机为核心的嵌入式系统，由单片机、USB接口电路及实验电路组成。
USB接口电路完成以下功能：直接从USB总线上获取5V电源为实验仪供电，无需外接电源；将来自PC的USB总线转换为串行口与单片机相连，不再使用PC上传统的RS-232物理串口，这样实验仪与PC 的连接变得非常简单，有效地解决了实验仪在学校通用计算机房与PC连接困难的问题，即使在没有串行口的笔记本计算机上也能做单片机实验。
单片机是实验仪的核心，内嵌了在线软件仿真器，可在PC上使用Keil软件对实验仪上的硬件电路及实验程序进行实时仿真调试。
实验电路包括基本的数码管、单脉冲、独立式键盘、行列式键盘、蜂鸣器电路以及I2C总线器件、单总线器件、串行A/D转换、红外线收发、字符/点阵液晶显示电路等，可完成20多个硬件实验。
具体要求：（1）汉字液晶屏上实时显示的信息有：1）第一行显示：低温：**.*℃，或常温：**.*℃，高温：**.*℃。
注：假设24℃以下为低温，25~35℃为常温，35℃以上为高温。
2）第二行显示：电磁阀状态：开，或关。
3）第三行显示：浇灌时间：**分**秒，或**时**分。
（2）浇灌时间及浇灌次数间隔要求：在低温时，电磁阀始终关，浇灌时间为0分0秒；在常温时，浇灌时间为30分钟，浇灌次数间隔为8小时；在高温时，浇灌时间为50分钟，浇灌次数间隔为4小时。
太阳能自动灌溉系统设计
Ｌｉ ｕ Ｑｉ ａ ｎ ｇ Ｚ ｈ ａ ｏ Ｙｕ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｃｏ ｎ ｔ ｏ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｌｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｈ ｉ ｈ ｕ ａ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ，Ｆｕ ｓ ｈ ｕ ｎ １ １ ３ ０ ０ １ ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ） Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｃ ｏ ｎ ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｔ ｉ ｍｅ ｌ ｙ ｉ ｒ ｒ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ａ ｖ ｏ ｉ ｄ ｉ ｎ ｇ ｍｉ ｄ ｄ ａ ｙ ｉ ｒ ｒ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ，ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ａ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｐ ａ ｎ ｅ ｌ ｔ ｏ
Ｔｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｄ ｅ ｂ ｕ ｇ ｇ ｉ ｎ ｇ，ｔ ｈ ｅ ｗｈ ｏ ｌ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕｒ ｅ ｉ ｓ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｂ ｌ ｅ ，ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｇ ｏ ｏ ｄ ．ｔ ｈ ｅ ｉ ｒ ｒ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
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类型：课程设计名称：太阳能自动灌溉系统设计关键词：光伏发电原理；自动灌溉系统原理；自动跟踪系统原理第一章前言1.1论文的研究背景及意义1.1.1 选题背景全球普遍以不可再生的传统资源(如煤和石油)为主，以可再生资源（如风能和太阳能）为辅。
随着不可再生资源的储能量越来越少，不可无限开采，开采的越来越艰难，同时在传统资源开采导致环境问题越来越严重的今天。
于是，加大清洁能源的利用和使用是时事所需，已得到全球各国的共识。
能源与国家和人民的生活息息相关，能源的短缺严重的影响国家科技经济和人民的日常生活和工作生产。
我国水资源的总量不够充足，人均水平更是低于世界平均水平，总量位居世界前十但是人均占有量仅2000多㎡，全球人均占有量是我国占有量的4倍。
随着人民的生活水平的提高，导致绿地用水占城市用水的比例将越来越大。
大力实施节约用水的绿地浇水方式有利于节约水资源的同时也可以绿化环境，而加大力度的解决城市绿地灌溉的问题是迫在眉睫的。
光伏发电系统的工作原理是利用太阳能电池组件（一种类似于晶体二极管的半导体器件）界面产生的光生伏打效应（物体由于吸收光子而产生电动势的现象，是当物体受光照时，物体内的部分电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应）而将光能直接转变为电能，产生的电能通过控制器的控制给蓄电池充电或者在满足负载需求情况下直接给负载供电，如果日照不足或者夜间则由蓄电池在控制器的控制下给直流负载供电，对于含交流负载的光伏系统而言，还需要增加逆变器将直流电变成交流电。
1.1.2研究意义在传统的绿地灌溉中,大多采用人工浇灌的方式。
这种灌溉方式不仅灌溉效率低，而且长期灌溉导致地表积盐会使植被生理受到很大的损害，同时也浪费了大量的水资源，据统计采用人工漫灌会造成80%的水资源浪费。
近年来，很多城市采用了管网供水或者喷灌，有些较高级的场所使用滴灌，但是这些灌溉方式仍然会造成40%-60%的水资源浪费，这种方式虽然在某种程度上节约了一些水资源，但是仍然没有摆脱人工操作灌溉的方式。
随着科技的进步和发展，越来越多的灌溉方式从传统的方式向自动灌溉的方式进行转变，自动灌溉设备的供电方式仍然依赖市网提供的电能，尤其是在夏季会为许多发达城市的市网供电加重负荷且有些灌溉区域根本无法采用市网供电。
设计一款稳定、可靠、正常自动运转的自动灌溉装置已经成为农业和城市绿色化发展的重点需要解决的问题。
第二章光伏自动灌溉系统的工作原理2.1光伏自动灌溉系统的工作原理2.1.1 光伏发电系统的工作原理光伏发电系统根据其运行模式，分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。
光伏发电系统由光伏阵列、控制器、蓄电池组、逆变器、光伏发电系统的附属设施组成的供电主回路控制系统。
光伏发电系统的工作原理是利用太阳能电池中的经过串联封装以后形成大面积的太阳能电池组件中的半导体界面的光生伏打效应而将太阳能转化为电能，再通过系统中的逆变器和控制器等器件转换成负载可以用的电能。
根据光伏系统其运行模式又将光伏发电系统分为“独立光伏发电系统”和“并网光伏发电系统”。
秉持为本市市网用电减小压力的原则，我们的本次的课题选用了“独立光伏发电系统”来进行研究。
1-1独立光伏发电系统工作原理图2.1.2自动灌溉系统的工作原理自动灌溉系统一种用于农田灌溉的节水控制系统，以单片机芯片作为核心控制器，利用土壤湿度传感器对采集到的土壤湿度信息为依据，调节水泵的开度，从而实现自动灌溉的节水控制系统。
结合本文的文案，自动灌溉系统由温湿度传感器、单片机、水泵、液晶显示屏、电磁阀、灌溉喷头及若干水管组成。
1-2自动灌溉系统结构原理图2.2.光伏自动灌溉系统的工作原理2.2.1光伏自动灌溉系统相结合的工作原理上述分析可知，光伏自动灌溉系统由光伏发电系统和自动灌溉系统两个部分组成。
系统示意图如图2-1所示。
图2-1光伏自动灌溉系统结构示意图系统中的光伏独立供电系统为整个系统的负载提供电能，自动灌溉系统的灌溉和储能为整个绿地提供灌溉，通过系统的土壤温湿度传感器和水位测试传感器来获取土地的含水情况，通过A/D转化器将信息交给该系统的核心部件单片机来处理信息，控制模块获取信息并对系统下一步的操作进行决策。
第三章光伏自动灌溉系统的结构组成及分析光伏自动灌溉系统由光伏系统中的供电模块、光伏组件跟踪模块、自动灌溉系统中的传感器处理模块、单片机处理模块、显示模块、串口通信模块等模块组成，因此太阳能供电装置是数字化、智能化、模块化三位为一体的新兴产品，最近几年的发展很迅猛。
它可以为在市电供应不便的情况下为农业灌溉提供安全稳定的供电电源，利用光伏电池板向蓄电池组充电，然后蓄电池组为整个系统提供电能。
3.1光伏供电系统的结构组成及容量设计3.1.1光伏供电系统的结构组成本系统的供电模块包括光伏阵列、逆控一体机、蓄电池组、这三大部分组成。
结构如图1-1所示。
下面分别介绍各部分。
（1）光伏阵列光伏阵列是由一块块由多晶硅等材料制成的光伏板组成的。
它利用自身的光生伏打效应将光能转化为电能，并将其存入蓄电池中，该过程清洁环保，相较于火电和核电等拥有其自身的优势。
（2）逆控一体机逆控一体机是结合了逆变器和控制器的性能优点组成的，逆控一体机能够供应合适的充、放电流。
还可以防止对蓄电池过充或过放电，从而对蓄电池起到很好的保护和延长寿命的作用，并且具有升压、逆变的功能，将蓄电池输出的直流电转换为220V的交流电。
（3）蓄电池组蓄电池组是供电装置中唯一的储能部件，它将光伏板发出的电能保存下来，在需要时为系统中的设备提供能量。
蓄电池在过充电及过放电的情况下，循环使用次数骤减。
蓄电池组有许多的蓄电池结合而成，根据计算系统的各项需求可合理的配置蓄电池组，保证能满足系统的需求，又不过多浪费资源。
3.1.2光伏供电系统的容量设计光伏系统的容量设计是需要在了解当地的气象条件的情况下对光伏供电装置的容量进行设计。
之后综合各项设计从而达到理想高效的预期功能。
（1）气象参数衢州市位于东经118°08′—119°20′北纬28°14′—29°30′年平均气温15.8℃；倾斜面年辐射量1254.88kw.h/m2水平面年辐照量Q：4258.8KJ/m2，峰值日照时数T：5.36/h年平均降雨日数为157天（2）用电需求分析本文太阳能光伏绿地自动灌溉系统的灌溉对象为70平方米左右的城市绿地，其负载用电全部由太阳能独立供电的部分来提供的。
主要的用电负荷有：自动跟踪装置、直流水泵、电磁阀、供电控制电路、自动灌溉控制部分，供电控制电路和自动灌溉控制部分包括了单片机和各种传感器等控制系统模块，为了满足各负载各种需求工作我们将电流选用的是最大值，具体的用电情况如下表格3-1各类负载用电参数所示。
表3-1各类负载用电参数根据表3-1中的各类参数可知，系统负载电压类型为：5V、12V、24V，电源类型全部为直流。
系统总功率为240+240+201.6+14.4+28.8+86.4+7.8+2.4+41.04=862.44WH(3)光伏电池阵列容量计算：衢州1月份的太阳辐射总量2.4×10J/m2，日照115.4小时，是一年太阳辐射量最少的月份。
因此，以1月份的太阳辐射量来确定太阳能电池阵列的容量，那么该容量一定能满足一年中的其他月份。
计算如下：1）衢州市1月份每天的峰值日照时数衢州1月份的日平均辐射量为7.154×106J/m2，转换为固定倾角表面上的辐射量，需乘以1.2，则日最小平均辐射量为2.389KW.h/m2，峰值日照时数小时2.389h。
2）日耗电量估算（1月份）见表3-1 ，单片机、传感器、控制器系统按照每天工作24小时计算，水泵按照每天工作2小时计算，电磁阀按照每天工作10分钟计算，估算日耗电量为862.44wh。
3）系统总效率光伏系统主要有：灰尘、线路、蓄电池充放效率、光伏电池阵列损耗系数综合上述的因素，总效率取经验值0.658。
4）太阳能电池容量计算太阳能面板容量和负载日耗电量的关系如下：P0=Q/Hη其中：P0:标准状态下太阳能电池阵列的输出功率（kw）;Q:负载日消耗电量（kwh）；η：系统总效率；H:峰值日照时数；将上述数据的值带入到公式当中，可得太阳能面板额定功率为：P0=548.5（Wp)根据计算出的太阳能电池阵列的容量，可以确定需要的太阳能面板的数量。
同时，由于1月份的太阳光辐射强度是全年中最低的，所以取发电系统电池阵列功率为120W，足以满足其他月份的用电需求，故选择额定功率的太阳能面板5枚。
（4）蓄电池组容量计算蓄电池的容量需要考虑系统的自给天数、负载日用电量和蓄电池放电深度负载一年四季工作时间不同，故用电量也不同。
与计算太阳能电池容量类似的原则，选择负载在一月份的日用电量作为参考。
计算过程如下：1）自给天数自给天数是系统不再产生新的能源，而仅靠蓄电池组支持的情况下，负载正常工作的天数。
一般来说，自给天数的确定通常是要考虑两个因素的：一个是负载对电池的要求程度和当地的气象条件有很大的关联，即一年中连续阴雨天数。
简单的做法是把当地最大连续阴雨天数作为系统的自给天数。
此外还要考虑的因素是负载对电池的要求，对于负载要求不是很严格的光伏应用系统，在设计过程中通常取自给天数为3-5天左右。
对于负载对光伏系统要求很严格的，在设计过程中通常取自给天数为7-14天左右。
考虑到衢州一月份的天气，阴雨的天数不会持续太长的时间，所以本文取自给天数为N=4。
2）负载日耗电量由于在晴天光照条件良好的情况下，系统能产生新的电能，所以对蓄电池的容量没有太多的要求，而在连续阴雨的情况下，系统只能依靠蓄电池来工作了，所以阴雨天的负载日耗电量作为蓄电池的容量设计参考比较合理。
阴雨天水泵的工作量和可以相应的调整和减少，电磁阀也可以减少开关次数，故阴雨天系统日耗电量P估算为775.6wh。
3）最大放电深度不同类型的蓄电池最大放电深度也不一样。
本课题研究的小型光伏电池系统使用的铅酸蓄电池，放电深度为80%。
4）容量计算公式C=PN/DUK1K2式中各个符号所代表的含义如下：C：要计算的蓄电池的容量；P：负载日耗电量；D：放电深度；N：自给天数；U：蓄电池的工作电压，12V；K1：蓄电池放电过程中的损耗因素，取经验值0.9；K2：温度因素对放电深度的影响，取经验值0.85；由上述值可得蓄电池容量C：C=528(AH)3.2光伏跟踪系统的结构组成3.2.1光伏组件跟踪系统的结构光伏方位跟踪装置结合了光电跟踪和太阳轨迹跟踪两种跟踪方式，是开环控制和闭环控制的有机结合。
其工作流程如下：设定跟踪间隔时间，启动跟踪，首先通过太阳运动轨迹公式计算当前的太阳高度角和方位角，驱动二维电机作为一次跟踪，此时面板已经基本垂直太阳光的入射方向。