太阳光自动跟踪设计_图文(精)

摘要

通过分析全国日照时数表得出:开环系统在太阳能光伏工程中效率不高而并不适合采用。为合理地利用太阳能,提高其跟踪效率而采用混合控制系统。文中着重分析了双轴跟踪的原理,提出了手动式方位角跟踪和自动式八方位高度角跟踪,引出了分级接收跟踪原理,设计了软件流程并和一套任意方位跟踪系统。运行结果表明,该系统能实现太阳光任意方位检测并迅速跟踪,有效降低系统运行功耗,减少机械结构损耗,跟踪精度可调,可望在太阳能光伏工程中获得应用。并促进太阳光的接收效率。

【关键词】太阳能跟踪系统；时空控制；光强控制；跟踪传感器

Abstract

The open system is not suitable for adoption in solar photovoltaic engineering because of its inefficiency through analyzing the national sunshine duration ing the mixture control system can enhance its track efficiency and make full use of solar energy reasonably.The paper analyzed the two axle track principle emphatically,then proposed the manual azimuth tracking and the automatic altitude angle tracking of 8

positions,educed hierarchical receive track principle,designed the software flow and a suit of arbitrariness azimuth track system.Running results indicated that the system can accomplish solar arbitrariness azimuth detection and tracking rapidly,fall running power consume efficiently,reduce consume of mechanical structure,and have adjustable tracking precision.It may obtain applications in solar photovoltaic engineering.

【Key words】 solar Automatic tracking system；time and space control；light intensity control；solar tracking sensor

目录

第一章引言 1

1.1 综述1

1.2 太阳能自动跟踪系统现状1

1.2.1 压差式太阳能跟踪器 (1)

1.2.2 时钟式跟踪器 (1)

1.2.3 控放式太阳能跟踪器 (2)

1.3我国光伏太阳能发电前景2

第二章自动跟踪器的结构与原理 4

第三章机械控制部分 7

3.1 主要结构7

3.1.1 探测头 (7)

3.1.2 跟踪控制器(LM339及

89C51 (7)

3.1.3 机械传动机

构 (8)

3.2机械系统的组成8

3.3机械系统的安装8

3.3.1电机的固定 (8)

3.3.2 电机的摆

放 (9)

3.3.3 电机的平

衡 (9)

3.3.4 双轴跟踪系

统 (9)

第四章电子控制部分 11

4.1电路主要组成部分 11

4.2软件设计11

附录 13

参考文献 16

致谢 18

第一章引言

1.1 综述

随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，太阳能这个清洁的可再生能源，已受到许多国家的高度重视和利用。我国是一个太阳能资源较为丰富的国家，且分布范围较广，因此充分利用太阳能资源，有着深远的能源战略意义。由太阳能电池板的特性可知，它的发电量与照射到它上面的光照强度成正比，而接受太阳的直射光，可以得到太阳的最大光照强度。试验证明，采用相同功率的太阳电池板，自动跟踪式光伏发电设备要比定式光伏发电设备提高发电量至少在25%以上，成本下降20％。由于太阳的位置每时每刻都在变化，若想在太阳能电池板上得到最大输出功率，就必须要太阳能电池板随时跟随太阳的运动轨迹运动，才能保证太阳光始终垂直照射到太阳能电池板上。为实现太阳光始终垂直照射到太阳能电池板上这一目的，就需要用太阳光自动跟踪控制系统。

发展该系统有助于太阳能的充分利用，符合我国构建和谐社

会，发展集约型社会的根本要求。

1.2 太阳能自动跟踪系统现状

目前，我国国内的跟踪器基本有两大类：一类是纯机械式的跟踪器；一类是机电一体化的跟踪器。

1.2.1 压差式太阳能跟踪器

压力差式跟踪器的原理是：当入射太阳光发生偏斜时，密闭容器的两侧受光面积不同，会产生压力差，在压力的作用下，使装跟踪器重新对准太阳。根据密闭容器内所装介质的不同，可分为重力差式，气压差式，和液压式。该机构结构简单，制作费用低，纯机械控制，不需电子控制部分及外接电源。但是，该机构只能用于单轴跟踪，精度很低 [1]。

1.2.2 时钟式跟踪器

时钟式跟踪器是一种主动式的跟踪器，有单轴和双轴两种形式。其控制方法是定时法：根据太阳在天空中每分钟的运动角度，计算出太阳光接收器每分钟应转动的角度，从而确定出电动机的转速，使得太阳光接收器根据太阳的位置而相应变动。其特点是电路简单，但由于时钟累积误差不断增加，系统的跟踪精度很低；同时需外接电源，日夜不停的运转，浪费能源[1]。

1.2.3 控放式太阳能跟踪器

控放式太阳能跟踪器在太阳能接收器的西侧放置一偏重，作为太阳光接收器向西的转动力，并利用控放式自动跟随装置对此动力的释放加以控制，慢慢释放此转动力，使太阳光接收器向西偏转运动。该机构成本低廉，纯机械控制，不需电子控制部分及外接电源。但是该机构不能自动复位，不能满足昼夜更替之后的跟踪需求，除非另外加复位机构；而且该跟踪器只能用于单轴跟踪，精度低[2]。

1.3 我国光伏太阳能发电前景