自动跟踪太阳能光伏发电系统方案
STM32单片机太阳能电池板自动跟踪的研究与设计
STM32单片机太阳能电池板自动跟踪的研究与设计摘要如何解决能源危机，缓解环境压力，实现能源的可持续发展，已成为全球能源研究的热点。
由于其诸多优势，太阳能已逐渐成为一种新型的有潜力的新型能源，但是由于其本身存在的不足，制约了它的推广与推广。
日冕追踪该控制体系的研制对于我国光伏发电行业的推广和应用以及国家节能降耗等都有着积极的作用。
本论文是针对STM32的一种新型的太阳能电池板自动追踪装置进行了研究。
本文对STM32单片机的太阳能电池板的自动追踪控制进行了详细的论述。
关键词：STM32单片机；太阳能电池板；太阳能自动跟踪系统引言能源是人类发展和进步的重要资源，对能源的管理是我国国民经济发展的第一要务。
当今全球的主要消费是石油、天然气和煤炭等非再生能源，它们的储存量非常小，而且在使用过程中会产生大量的CO2，对生态环境的危害很大。
目前，我国面临的主要问题是，我国目前面临的主要问题是如何通过新的资源来实现资源的利用。
1 STM32单片机太阳能自动跟踪系统硬件设计1.1硬件总体设计方案根据国内外有关能源管理的经验，本文介绍了一种新型的太阳能自动跟踪控制器，并根据该系统的特点，实现了一种新型的太阳能自动跟踪控制器。
本发明既可有效地克服太阳电池的非平稳、间断现象，又可使压缩气体储存装置发热，从而改善其工作效能与效能，其详细的系统硬件结构见下图1-1。
图 1-1 系统硬件总体框图该仪器的各个部件，其主要的作用是：1）利用光电感应器来探测太阳的方向，纠正由观测日线轨道追踪而引起的累计偏差，以及对气象的晴好情况的判别；2.一种对光传感器所产生的弱电流进行采集与加工的信号进行处理，以完成电流转换和电压的放大；3. RTC即时时钟，用以将目前的日期及时刻资讯供给所述控制器；4. LCD液晶屏幕显示当地时间、日期和此时的日高角和方向信息；5. GPS模块的功能是：通过获取地理位置的数据，为观测轨道的计算提供经纬数据；6.采用STM32F103VET6为控制器，通过输出控制讯号，带动方向角马达及角度马达旋转，完成对日的追踪。
单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计
单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计引言：太阳能光伏发电已经成为可再生能源中最受关注的一种技术。
光伏发电效率受到太阳光照的影响，传统的固定光伏发电系统效率较低。
为了优化光伏发电系统的效率，设计了一种单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统，能够根据太阳位置自动调整光伏板的角度，最大限度地提高太阳能的利用效率。
一、系统工作原理：该单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统由光敏电阻、测量电路、控制电路和执行机构组成。
光敏电阻负责感应太阳光照强度，传递给测量电路进行电信号转换。
控制电路接收到转换后的信号，并与事先设定的峰值进行比较。
然后，根据比较结果来控制执行机构，使光伏板按需自动调整角度。
二、光敏电阻的选择：光敏电阻是该系统中最重要的一个元件，因为它直接影响到系统的准确度和稳定性。
在选择光敏电阻时，需要考虑以下因素：光敏电阻的特性曲线、光敏电阻的响应时间、光敏电阻的阻值范围等。
一般建议选择具有较高灵敏度和稳定性的光敏二极管。
三、测量电路设计：测量电路的作用是将光敏电阻的电信号转换为适合控制电路处理的电信号。
测量电路一般由信号放大器、滤波器和模数转换器构成。
信号放大器用于放大光敏电阻产生的微弱电信号，滤波器用于去除噪声和杂散信号，模数转换器用于将模拟信号转换为数字信号。
在设计过程中，需要合理设置放大系数和滤波参数，以确保测量电路的准确性和稳定性。
四、控制电路设计：控制电路是系统的核心部分，其功能是根据光敏电阻测量电路输出的信号，与事先设定的峰值进行比较，并根据比较结果来控制执行机构进行角度调整。
控制电路一般由比较器、运算放大器和逻辑电路构成。
比较器用于将输入信号与参考信号进行比较，运算放大器用于放大比较结果的差别，逻辑电路用于判断角度调整方向，并控制执行机构的运动。
五、执行机构设计：执行机构是该系统中最关键的部分，其功能是根据控制电路的指令，使光伏板按需自动调整角度。
常见的执行机构有两种：电动执行机构和气动执行机构。
光伏发电自动跟踪系统的设计
光伏发电自动跟踪系统的设计一、本文概述随着全球能源危机和环境问题的日益严重，可再生能源的开发和利用受到了越来越多的关注。
其中，光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式，具有广泛的应用前景。
然而，传统的光伏发电系统往往存在固定安装、无法有效跟踪太阳位置的问题，导致能量接收效率不高。
因此，本文旨在设计一种光伏发电自动跟踪系统，以提高光伏电池板的能量接收效率，从而推动光伏发电技术的发展和应用。
本文首先介绍了光伏发电的基本原理和现状，分析了传统光伏发电系统存在的问题和不足。
然后，详细阐述了光伏发电自动跟踪系统的设计原理和实现方法，包括硬件设计和软件编程两个方面。
在硬件设计方面，介绍了系统的主要组成部分，如传感器、电机驱动器等，并阐述了它们的工作原理和选型依据。
在软件编程方面，介绍了系统的控制算法和程序流程，包括太阳位置计算、电机控制等。
本文对所设计的光伏发电自动跟踪系统进行了实验验证和性能分析，证明了该系统的有效性和优越性。
也指出了该系统存在的不足之处和改进方向，为未来的研究提供了参考和借鉴。
通过本文的研究和设计，旨在为光伏发电领域提供一种高效、可靠的自动跟踪系统解决方案，推动光伏发电技术的进一步发展和应用，为实现可持续发展和环境保护做出贡献。
二、光伏发电原理及关键技术光伏发电是利用光生伏特效应将光能直接转换为电能的发电方式。
当太阳光照射到光伏电池上时，光子与光伏电池内的半导体材料相互作用，激发出电子-空穴对。
这些被激发的电子和空穴在光伏电池内部电场的作用下分离，形成光生电流，从而实现光能向电能的转换。
光伏发电的关键技术主要包括光伏电池材料的选择、光伏电池的结构设计、光电转换效率的提升以及系统的集成与优化。
光伏电池材料是光伏发电的基础，常用的材料有单晶硅、多晶硅、非晶硅以及薄膜光伏材料等。
不同材料具有不同的光电转换效率和成本，因此在选择时需要综合考虑性能和经济性。
光伏电池的结构设计也是影响光伏发电效率的重要因素。
自动跟踪式独立太阳能光伏发电系统
自动跟踪式独立太阳能光伏发电系统摘要：随着我国经济的高速发展，我国各行各业也呈现出良好的发展趋势。
太阳能的能源动力相当的巨大，其所能产生的能源动力也是可以循环使用的，但是目前来看太阳能的利用效率远远不够，其根本没有得到很好利用，其主要的原因正是由于采集这些能源的技术不够成熟，因此，对于太阳能的利用效率就比较低下，所以，本文就是研究如何更好的提升太阳能的利用效率，首先自动跟踪系统的基本原理及相关应用，以便能够最大限度的提升太阳能的利用效率，最终能够实现太阳能资源的广泛使用。
关键词：自动跟踪；太阳能；光伏发电引言随着世界经济的迅速发展，人类对于能源的需求量越来越大，这使得不可再生能源（煤、天燃气等）变得日益短缺。
当前，世界各国对于新的可再生能源的研发重视程度日益提高，太阳能作为绿色无污染能源且具有适合长期可持续发展的独有优势受到人们热捧。
我国幅员辽阔，具有丰富的太阳能资源，提高太阳能的利用率，可为我国经济的可持续发展提供强有力的动力支援。
当前，如何提高太阳能的接收效率成为研发的重点。
1太阳能光伏自动跟踪系统的定义和特征根据太阳能光伏自动跟踪系统基本功能，其定义如下:指在太阳有效光照时间内，能使太阳光线始终垂直照射到太阳能光伏组件的阵列面上，使光伏组件在有效光照时间内都能最大限度地获取太阳能的装置系统。
该系统的最主要部分通常由控制部件和转动调级部件组成。
控制部件的作用是将太阳即时位置坐标参数直接或间接输出给转动调级部件。
转动调级部件的主要作用是将控制部件给出的信号经过调级处理或分解后用于驱动光伏组件的阵列面始终与太阳光线垂直。
2太阳能光伏自动跟踪系统的控制类型当前的太阳能光伏自动跟踪系统的控制类型还是比较单一的，根据跟踪的原理的差异性，主要有2种跟踪方式，一种是被动跟踪，即按依据论太阳运动轨迹的跟踪，另外一种是主动跟踪，即采用的光电感应的跟踪方式。
太阳运动轨迹跟踪方式对于太阳运动的跟踪，是依据天文算法计算出太阳能光伏系统所在位置任意时刻的太阳高度角和方位角，然后根据系统自身的几何特征，计算出该时刻的跟踪角度。
太阳能自动跟踪发电控制系统开发与设计
太阳能自动跟踪发电控制系统的开发与设计摘要：当前,由于技术条件限制,光伏发电的转换效率很低,严重制约了太阳能发电的发展与普及,因此,在现有条件下,寻求一种实用的方式去提高太阳能的发电效率是非常必要的。
实践证明,太阳能的发电效率和太阳能电池板与太阳光线的角度有很大关系,太阳能发电中,太阳能电池板实时和太阳光线保持垂直能在很大程度上提高太阳能的发电效率。
本文针对如何提高太阳能发电效率的问题,提出了采用自动跟踪的方法,让自动跟踪系统对太阳的运动轨迹作出实时判断,从而使太阳能电池板实时和太阳光线保持垂直,提高光伏转换效率。
关键词：太阳能；自动跟踪；发电控制系统；开发与设计中图分类号：tk511 文献标识码：a 文章编号：1.引言地球上，无论何处都有太阳能，可以就地开发利用，不存在运输问题。
同时，太阳能也是一种洁净的能源，在开发和利用时，不会产生废渣、废水、废气，也没有噪音，更不会影响生态平衡。
但是，太阳能的利用有它的缺点：一是能流密度较低，日照较好的，地面上1平方米的面积所接受的能量只有1千瓦左右。
往往需要相当大的采光集热面才能满足使用要求，从而使装置地面积大，用料多，成本增加。
二是受大气影响较大，给使用带来不少困难。
本文设计一种基于gps定位及太阳方位计算的的太阳自动跟踪装置，该装置能自动跟踪太阳的运动，保证太阳能设备的能量转换部分所在平面始终与太阳光线垂直，提高设备的能量利用率。
与此同时加以风力发电机辅助发电给蓄电池充电，进而在夜间给路灯提供电源。
2 太阳能自动跟踪系统硬件设计2.1 太阳能自动跟踪系统的机械构成及工作原理太阳能自动跟踪系统的机械结构由太阳能电池板、减速电机、齿轮传动机构、基座等构成。
基座主要支撑和固定太阳能自动跟踪器。
当太阳照射角度发生变化时，垂直方向（y）和水平方向(x)的减速电机就会相应的通电转动，通过齿轮机构传动使太阳能电池板始终与太阳光线垂直，即获取到最大的太阳光照能量。
整个装置由机械部分和控制部分组成。
光伏发电双轴智能跟踪系统设计
光伏发电双轴智能跟踪系统设计摘要：随着经济与技术的共同发展，人们对于能源的需求越来越大，使得目前对于能源的消耗量逐渐增长，但是目前大多数能源还都是采用以往的化石燃料焚烧的方法来都得到。
因此，为了能够使得能源进行一定的优化与改善，就需要不断的探索并开发出新能源。
通过光伏发电双轴智能跟踪系统的应用，能够有效的实现将太阳能转化为电能，在该系统中采用了单片机、锂电池、光电传感器、电机等设备，通过这些设备的应用能够实现智能化的跟踪光源，充分的获取所需的太阳能，并将其合理的利用，有效的发挥该系统的作用。
本篇文章就对于光伏发底单双轴智能跟踪系统进行研究与分析，从而促进该系统的推广与应用，实现新能源的开发与应用。
关键词：光伏发电；智能跟踪系统；在光伏发电的实际应用过程中，其太阳能的有效利用成为了一大难题，因此，为了能够有效的获取充足的太阳能，并且提高电能生产的效率，需要对发电效率以及光能的获取这两项内容进行研究与分析。
对于地球而言，其每个地方所受到太阳照射的时间、程度都是不一样的，且其变化的速度非常快。
因此，为了能够保证光伏发电能够不受该问题的影响，能够获取充足的光能，需要设计出一种特殊的光伏发电系统，并且保证该系统的应用过程中太阳的位置光能发电板的位置能够相互匹配，提高光能的收集效率。
根据相关的研究发现，采用追踪模式能够有效的追踪光能的位置，从而提高光能获取的效率，因此光伏发电双轴智能跟踪系统的研发与应用是非常必要的。
1双轴智能跟踪系统的作用原理在双轴智能跟踪系统的应用过程中，需要相关设备及装置的支持，其中双轴智能跟踪装置发挥重要的作用，在该装置的内部通过应用两个同种类型的电机，能够实现对于高度以及角度的控制，从而保证光伏发电所使用的发电板能够时刻与太阳照射之间的角度保持在90度，在应用的过程中电机通过旋转来时刻的追踪太阳位置的变化情况。
在光伏发电双轴智能跟踪系统中还会利用光电传感器设备，通过该设备的应用能够有效的将光信号转化为电信号。
光伏发电双轴自动跟踪控制系统的设计与应用
及 方 位 角 ％。该 数 据 值 由 天 文 算 法 [M)计 算 得 到 ：
sin y 0 = sin^?sin5 + cos^cos^cosw
( 1)
sin^?siny0 - sin5
c o s r〇= ------------------------
(2)
cos^>cosy0
式中:％ 为太阳光初始高度角； 为太阳光初始方位
本文的研究对象是新型光伏电池板双轴跟踪系 统 其 系 统 外 观 结 构 如 图 1 所示。
图 1 中 ：电 机 1 控 制 电 池 板 的 水 平 方 向 （东 、西方 向 ）转 动 ，跟 踪 太 阳光的方位角；电 机 2 控制光伏电池 板垂直方向（南 、北 方 向 ）转 动 ，跟 踪 太 阳 光 的 高 度 角 ， 最 终 使 得 电 池 板 平 面 与 太 阳 光 实 时 保 持 垂 直 ，提 升 光 伏电站的发电量。该 双 轴 跟 踪 支 架 结 构 设 计 简 单 、巧 妙 ，具有控制灵活、精度高的优点。 1 . 2 系统工作原理
A b stra c t：With the continuous development of photovoltaic industry, in order to improve the power generation of photovoltaic panels and power stations, the tracking control system based on field programmable gate array ( FPGA) control chip is proposed based on a new type of photovoltaic panel dual axis automatic tracking bracket. The azimuth and altitude angles of sunlight are calculated by astronomical calculation method and photoelectric sensor analog correction method. Then, according to the mathematical relationship between the positions of photovotaic ( P V ) panel and feedback, three phase pulse control signal is obtained. The forward and reverse rotation of the two motors are controlled by time sharing in the working process. The sunlight is always perpendicular to the plane of the panel, which realizes the real-time tracking of the sunlight angle. Finally, a project in Xinjiang is taken as an example, the measured data results are compared with the simulation results based on PVsyst software. The Comparison results show that the control system can accurately track the sunlight, which verifies the effectiveness of the system design. Compared with the fixed mode, the photovoltaic power generation can be increased by more than 30% using the dual axis automatic tracking system. The system can be applied in the following engineering projects, and can increase the revenue of photovoltaic power station. Keywords ：Field programmable gate array ( FPG A ) ； Photoelectric sensor; Time sharing control； Propotion integral ( PI ) regulator；Pulse width modulation( PWM) ；Three phase full bridge circuit；PVsyst；Dual axis automatic tracking system
嵌入式太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计
第 ３期
桂 林 电 子 科 技 大 学 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｉｉ ｉｅ ｓｔ ｆＥｌｃ ｒ ｎｃＴｅ ｈｎ ｌｇ ｏ ｒ ａ ｆＧｕｌｎ Ｕｎｖ ｒｉｙｏ ｅ ｔｏ ｉ ｃ ｏｏ ｙ
Ｖ０ ． Ｏ， ． １ ３ ＮＯ ３
２１ ０ ０年 ６月
Ｊ ｎ ２ １ ｕ ．００
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｏ ａ ｓ ｇ ｆ ｓ ｌ ｒ ＰＶ ｕｔ ａ ｏｍ ａ ｉ ｒ ｃ ｎｇ ｔｃ ｔ ａ ｋｉ ｃ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｓ ｄ ｏ ｍ ｂ ｄｄｅ ｙ ｔ ｍ ｏｎ ｒ ｌ ｓ ｓ ｅ ｂａ ｅ ｎ ｅ ｅ ｄ ｓ ｓｅ
Ｚ ａ ｇ Ｊａ ｂ ｈ ｎ ｉｎ ｏ，Ｙｉ ｎ ｎＱｕ
ｓ ｓ ｅ Ｓ ｓ ｎ ｔ ａ ｋ ｎ ｅ ｉｅ ｂ ｘ ｒ ｃ ｉ ｇ ＧＰ ａ ａ ｔ ａｃ ｌ ｔ ｈ ｏ ａ ｌｉｕ ｅ ａ ｄ ａ ｉ ｔ ｙ ｔ ｍ’ ｕ —ｒ ｃ ｉ ｇ ｄ ｖ ｃ ｙ ｅ ｔ ａ ｔｎ Ｓ ｄ ｔ ｏ ｃ ｌ ｕ ａ ｅ ｔ ｅ ｓ ｌ ｒ ａ ｔｔ ｄ ｎ ｚｍｕ ｈ，ｔ ｅ ｒｖ ｔ ｒ ｈ ｎ ｄ ｉｅ ｍｏ ｏ
阳能的利用率。
关 键 词 ： 入 式 系 统 ； 阳跟 踪 器 ； 维 平 面 支 架 控 制 器 ；ＭＰ Ｔ； Ｗ Ｍ ； Ｓ 嵌 太 二 Ｐ Ｐ ＧＰ 中 图分 类号 ： Ｍ６ ５ Ｔ １ 文献标识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：１ ７ －０ Ｘ（０ ０ ０ －２ ７０ ６ ３８ ８ ２ １ ） ３０ ４— ３
（ ． Ｏｘ ｒ ｇ ｏ ｌｇ １ ｂ ｉ ｅＣ ｌ ｅ，Ｋｕ ｍｉ ｇ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｙｕ ｎ ｎ ６ ０ ０ ， ｉａ ｄ ｅ ｎ ｎ ｉｅ ｓ ｙｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ・ ｎ ａ ５ １ ６ Ｃｈｎ ｔ ２ Ｓ ｈｏ ｆ ｐ ｌ ｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ． ｃ ｏ ｌ ｐ ｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙ，Ｋｕ ｍ ｉｇ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｆ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｙｕ ｎ ｎ ６ ０ ９ ， ｉａ ｏ Ａ ｅ ｎ ｎ ｉｅ ｓ ｙｏ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ， ｎ ａ ５ ０ ３ Ｃｈ ｎ ） ｔ Ｓ ｇ
太阳光自动跟踪系统课程设计
太阳光自动跟踪系统课程设计太阳光自动跟踪系统，听起来是不是有点高大上？其实说白了，就是一个能自动跟着太阳转的设备，简单点说，就是“阳光大追踪”。
你是不是已经想象到那个阳光照射下来，跟着阳光走，一直不离不弃的场景了？其实这就是太阳能发电的一个重要环节，咱们把它搞得聪明一点，让它自己动起来，追着太阳走，这样能更好地吸收阳光，提高发电效率。
不信？你往下看，保证让你眼前一亮。
咱得知道，太阳能发电要靠阳光。
你想呀，太阳一出来，咱们就等着吸收它的能量，但光照强度不同的时候，怎么能最有效地利用太阳能呢？这时候，咱们就得用太阳光自动跟踪系统了。
这个系统呢，通俗点说，就是给光伏电池板装上一双“眼睛”，让它能看到太阳，然后根据太阳的位置，自动调整角度。
就像咱们平常看电影的时候，电视遥控器能调节角度一样，太阳光自动跟踪系统就能调整光伏板的方向，使其始终对准太阳，保证最大限度地吸收太阳能。
你要是问，为什么不直接让太阳能板朝一个固定的方向就行了呢？唉，这问题可难不倒我。
因为太阳从早到晚的路径是不一样的。
早上从升起，下午落到西方，你要是把光伏板固定不动，太阳照射的角度就会一直变化，结果呢，电池板吸收的太阳能就不够多，效率也就大打折扣了。
对吧？就像你一整天都对着太阳背面站，怎么可能晒到好太阳？不过，太阳光自动跟踪系统就不同了，它能通过一系列巧妙的装置，全天候调节板子的角度，始终保持最优的光照位置。
这一切的核心其实就是那些传感器。
别看它们个头不大，作用可不小。
它们会感应太阳的位置，然后通过控制系统计算出光伏板应该转到什么角度。
然后，电机一启动，板子就开始转动，跟着太阳跑。
这过程啊，看着真是简单，实际操作起来，可是有一套复杂的技术在里面。
你想想，传感器得精确，电机得有劲，还得考虑到各种环境因素，比如风速、温度啥的。
这就像是在和太阳斗智斗勇，你追我赶，谁也不愿意掉队。
其实你仔细想想，太阳光自动跟踪系统就像是一个忠实的小跟班。
它总是默默地执行着它的任务，似乎没什么大不了的，但它的努力却决定了电池板的吸收效率。
光伏发电自动跟踪系统集控方案分析与设计
一
年 中每 一天 不 同时刻 太 阳的位 置 。为 了确定 太 阳
（ ） 平坐 标 系 １地 地 平 坐标 系是 人 在 地 球 上 观 看 空 中 的 太 阳相
．
、 ＼
・ 一 … ～ ～ ～
一
的位 置 。 们 引入地 平坐 标 系 。 我
对 地 平 面的位 置 ， 图 １ 如 所示 。
某 一 时 刻 太 阳 相 对 于 自动 跟 踪 系 统 的 地 理 坐 标 的相对 位置 用太 阳的方位 角 与高 度角来 表 示 。所 谓 的方 位 角 ， 的是 地平 面 上 正南 方 向线 与太 阳光 指 线 在 地 平 面上 投 影 间 的夹 角 ， 它表 示 太 阳光 线 的水
的 自转并 不 是 均 匀 的 ， 每天 并 不都 是 ２ ４小 时 ， 时 有
所 谓 时 角 是 指 地 面上 任 意一 点 与地 心 连线
在赤 道 平 面 上投 影 与 当地 ｌ ２点 钟 的太 阳至 地 球 中 心连 线在 赤道 平 面上 投影 之 间的 夹角 。时角描 述 因
地球 自转 而 引起 的太 阳 与地球 相对 位 置的 变化 。
图 １ 地 平 坐 标 系
阳赤纬 角ｆ 或称太 阳赤 纬）它 描述 地球 以一定 的倾 斜 。
度 绕太 阳公转 而引起 二者 相对 位置 的变化 。 年 中 ， 一 太 阳光线 在地 球表 面上 的垂 直 照射点 的 位置在 南 回
归线 、 赤道 和北 回归线 之问往 复 运动 ， 使该 直 射点 与
地 心连线 在赤 道面上 的夹 角也 随之 重复 变化 。 赤 纬 角 每 天 有 固 定 的 值 ，工 程 实 际 中 根 据 Ｃ ｏｅ ｏｐ ｒ国际通用 算法 近似 计算 得 到 ， 见公 式 （ ） １ ，不
太阳追踪器控制系统设计
南京信息职业技术学院毕业设计论文系部专业题目太阳追踪器控制系统设计指导教师评阅教师完成时间： 20**年 4月19日毕业设计(论文)中文摘要毕业设计(论文)外文摘要目录一绪论 (1)二太阳能自动追踪器的现状 (2)2.1 压差式太阳能跟踪器 (2)2.2 控放式太阳追踪器 (2)2.3 时钟跟踪器 (2)2.4 比较控制式太阳跟踪器 (2)三太阳能自动跟踪器存在的问题 (4)四结构设计 (5)五传感器 (6)5.1高精度传感器 (6)5.2大角度传感器 (7)六控制策略及程序设计 (8)七触摸屏控制界面设计 (10)结论 (12)致谢 (13)参考文献 (14)附件1：PLC控制程序 (15)一绪论太阳能光伏发电是改善生态环境、提高人类生存质量的绿色能源之一，研究太阳能发电技术意义重大。
如何提高太阳能电池光电转换率则是光伏发电能否推广应用的根本所在。
太阳能是一种低密度、间歇性、空间分布不断变化的能源，与常规能源有本质上的区别。
这就对太阳能的收集与利用提出了更高的要求。
提高太阳能电池光伏电池最大功率，可以从太阳能电池的材质上入手，或从逆变电源设计上入手[1]；另一途径是让太阳能电池跟着阳光旋转，使太阳能电池与阳光入射角保持垂直，以达到光能最大获取率[2]。
这要依靠太阳跟踪器来实现。
太阳跟踪器[3~5]，故名思意，基本功能就是使光伏阵列随着太阳而转动。
太阳能跟踪器根据结构和控制原理不同有单轴控制和双轴控制。
一般双轴系统可提高发电量35%左右，单轴系统可提高2O%左右，聚光型跟踪系统会更高[6]。
本文主要阐述一种双轴太阳跟踪器控制系统的设计方案。
二太阳能自动追踪器的现状2.1 压差式太阳能跟踪器压差式跟踪器的原理是：当入射太阳光发生偏射时，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，不需要电子控制部分及外接电源。
基于S71200PLC的太阳自动跟踪光伏发电系统设计
2019.02瀾试工具与解决方案基于S7-1200PLC的太阳自动跟踪光伏发电系统设计李龙(辽宁轨道交通职业学院，辽宁沈阳，110〇23)摘要：设计了一种太阳自动跟踪光伏发电装置，可以运行在传感器控制和时间控制模式下，在气象条件好时采用光控模 式，在多云天气采用时控模式,根据不同时刻确定双轴追日支架的倾角和东西旋转角度，保证光伏组件始终垂直太阳，达到最大发电功率。
主要进行了控制系统的硬件和软件的设计。
经过实验验证，双轴追日光伏发电系统的发电效率较传 统固定角度的发电系统的发电效率高30%左右。
关键词：光伏发电；太阳追踪；控制器设计Design of Sun-tracking photovoltaic power system based on S7-1200PLCLi Long(Guidao jiaotong Polytechnic Institute,Shenyang Liaoning,110023) Absrtact:A solar automatic tracking photovoltaic power generation device is designed,which can run under sensor control and time control mode,light control mode in good weather conditions,time control mode in cloudy weather.The inclination angle and east-west rotation angle of the two- axis sun-pursuing bracket are determined according to different times,so as to ensure that the photovoltaic module is always vertical to the sun and achieve maximum power generation.The hardware and software of the control system are designed.The experimental results show that the power generation efficiency of the two-axis sun-tracing photovoltaic system is about 30% higher than that of the traditional fixed-angle power generation system.K e y w o r d s:photovoltaic power generation;solar tracking;controller design〇引言随着石油能源等传统能源的枯竭[i]及环保的压力，新能 源的快速发展提上了日程，中国已经成为光伏应用和生产的 第一大国。
太阳光自动跟踪仪系统设计论文
太阳光自动跟踪仪系统设计论文内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题目：太阳光自动跟踪仪系统设计以常规能源为基础的能源结构随着资源的不断耗用将愈来愈不适应可持续发展的需要，加速开发利用以太阳能为主体的可再生能源己成为人们的共识。
光伏发电系统可以直接将太阳光能转换为高品位能源—电能。
由于太阳在天空中的位置是不断变化的，为此本文采用了自动跟踪系统。
介绍了目前国内太阳跟踪器的发展现状，各类跟踪器的性能特点。
对目前跟踪器存在的问题进行了分析，提出了新型自适应复精度太阳跟踪平台和通过单片机控制步进电机的太阳跟踪平台的系列方案。
关键词：太阳能自动跟踪摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论太阳能光伏发电概述 (1)1.1 开发新能源的迫切需要 (1)1.2 光伏发电的特点 (1)1.3 光伏发电的现状及发展前景 (2)1.4 光伏发电系统的简单介绍 (4)1.5 本课题研究目的及所做的工作 (5)第二章光伏电池的研究与分析 (6)2.1 光伏电池的原理 (6)2.1.1 光伏电池的光伏效应 (6)2.1.2 光伏电池的物理模型 (7)2.2 光伏电池的输出特性及其影响因素 (9)2.2.1 光伏电池的I-V和P-V特性曲线 (9)2.2.2 光伏电池的主要参数 (10)2.2.3 太阳的光照强度对光伏电池转换效率的影响 (11)2.2.4 温度对光伏电池输出特性的影响 (12)第三章光伏发电系统中聚光器的研究与设计 (13)3.1 聚光比 (13)3.2 典型聚光器的性能分析 (14)3.2.1抛物面反射镜的聚光性能 (14)3.2.2复合抛物面（CPC）聚光器 (16)3.2.3折射式菲涅尔聚光器 (17)3.3 聚光器的选择和开发 (19)3.3.1 聚光器的选择 (19)3.3.2 CPC聚光器的实际应用设计 (20)第四章光伏电池最大功率点的跟踪 (22)4.1 最大功率点跟踪及其实现目标 (22)4.2 常用最大功率点跟踪方法比较 (22)4.2.1 电压反馈法 (22)4.2.2 扰动法 (23)4.2.3 电导增量法 (25)4.3 最大功率点控制方法的选择及改进—断续扰动法 (26)第五章自动跟踪系统 (27)5.1 自动跟踪器的研究概况 (27)5.1.1 国内太阳能自动跟踪器的研究现状 (27)5.1.2 目前太阳能自动跟踪器所存在的问题 (29)5.1.3 新型跟踪平台的开发 (31)5.2 自适应复精度太阳跟踪平台 (31)5.2.1 太阳位置探测单元 (32)5.2.2 信号处理与控制单元 (34)5.2.3 动力单元 (37)5.2.4 实际电路 (39)5.3 通过单片机控制步进电机的太阳跟踪平台 (41)5.3.1 自动跟踪系统的工作原理 (41)5.3.2 传感器光敏二极管的工作过程 (41)5.3.3 步进电机及其特性 (44)5.3.4 基于单片机ADμC812控制的驱动电路 (46)5.3.5 自动跟踪的控制电路 (54)5.3.6 软件流程 (54)第六章蓄电池 (56)6.1 蓄电池的概念 (56)6.2 光伏发电系统蓄电池的选用 (56)6.3 铅酸蓄电池的电池反应 (57)6.4 铅酸蓄电池的充放电特性 (58)6.5蓄电池容量的设计及其充电特性 (60)6.5.1 蓄电池容量的设计 (60)6.5.2蓄电池的充电特性 (61)第七章结论 (62)参考文献 (63)致谢 (64)第一章绪论太阳能光伏发电概述1.1开发新能源的迫切需要人们很难想象，如果没有电人类的生活会变成什么样子。
《2024年太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究》范文
《太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究》篇一一、引言随着科技的不断进步和环保意识的日益增强，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，其利用和开发受到了广泛关注。
太阳能电池板作为太阳能利用的核心设备，其效率和性能的优化显得尤为重要。
本文将着重研究太阳能电池板追日自动跟踪系统，探讨其原理、优势及其在太阳能利用中的应用。
二、太阳能电池板追日自动跟踪系统的原理太阳能电池板追日自动跟踪系统是一种利用传感器和控制系统，使太阳能电池板能够根据太阳的运动轨迹进行自动调整的系统。
该系统通过传感器实时检测太阳的位置，然后通过控制系统驱动电机，使电池板面向太阳，从而提高太阳能的利用率。
三、追日自动跟踪系统的优势1. 提高太阳能利用率：通过自动跟踪太阳的运动轨迹，太阳能电池板能够始终保持最佳的角度接收太阳光，从而提高太阳能的利用率。
2. 增加发电量：由于电池板能够实时调整角度，使得其在一天中能够接收更多的太阳光，从而增加发电量。
3. 延长电池板使用寿命：自动跟踪系统能够减少因阴影、灰尘等因素导致的电池板效率降低的问题，从而延长电池板的使用寿命。
四、追日自动跟踪系统的实现方式目前，追日自动跟踪系统主要有单轴和双轴两种实现方式。
1. 单轴追日自动跟踪系统：该系统只有一个旋转轴，只能进行单方向的旋转。
通过在东、西两个方向上进行旋转，使电池板始终面向太阳。
这种实现方式相对简单，成本较低。
2. 双轴追日自动跟踪系统：该系统具有两个旋转轴，能够在水平和垂直两个方向上进行旋转。
通过精确控制两个轴的旋转，使电池板能够精确地跟踪太阳的运动轨迹。
这种实现方式虽然成本较高，但能够提高太阳能的利用率和发电量。
五、追日自动跟踪系统的应用太阳能电池板追日自动跟踪系统已广泛应用于太阳能电站、光伏发电站、太阳能热水器等领域。
在太阳能电站中，通过使用追日自动跟踪系统，可以提高发电量，降低发电成本，提高经济效益。
在光伏发电站和太阳能热水器中，通过使用追日自动跟踪系统，可以提高设备的性能和寿命，降低维护成本。
光伏发电中的追日系统方案
目录1设计任务和要求 (1)2设计应用背景 (1)2.1能源现状及发展 (1)2.2提高太阳能的利用率 (1)2.3跟踪技术国外现状 (1)2.4目前跟踪太阳的方式 (2)3难点分析 (2)4实施方案 (2)4.1整体跟踪设计 (2)4.1.1系统组成 (3)4.1.2系统总体流程 (4)4.1.3光电跟踪的原理分析 (4)4.1.4光电跟踪的具体实施方法 (5)4.2检测电路的传感器选择 (6)4.3优缺点分析以及成本 (7)5收获与体会 (8)参考文献 (9)光伏发电中的追日系统1设计任务和要求在太阳能光伏发电系统中，为实现最大的发电效率，要求太阳能电池板与日光投射方向垂直。
设计一个满足上述要求的追日系统，确保太阳能电池板有最佳的工作角度。
2设计应用背景2.1能源现状及发展随着人类无止境的开发地球能源，人类所面临的资源枯竭危机不断加深，加上地球生态环境的不断恶化，进入新世纪以来，人类已经遭遇了前所未有的生存危机。
人类只有一个地球，其生态系统是不可能再造的。
早在17世纪初，人类就已经意识到这一问题，并在新能源探索上不断做出努力，特别是太阳能利用领域取得辉煌成就。
目前光伏发电居世界各国前列的是日本、德国和美国。
中国光伏发电产业于20世纪70年代起步，90年代中期进入稳步发展时期。
太阳电池及组件产量逐年稳步增加。
经过30多年的努力，已迎来了快速发展的新阶段。
在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，我国光伏发电产业迅猛发展。
太阳能是一种可再生能源，它具有广泛性、安全性、巨大性和长久性，且不受任何人的控制与垄断，是无私、免费、公平地给予人类的。
在常规能源供给紧和环保压力不断增大的背景下，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能的热潮，使太阳能的应用领域不拓展，已渗透到我们生活的每一个角落。
2.2提高太阳能的利用率太阳能是一种低密度、间歇性、空间分布不断变化的能源[1]，这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求。
光伏发电自动跟踪系统
内蒙古工业大学硕士学位论文光伏发电自动跟踪系统姓名：张嘉英申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：陈爱国20060601摘要以常规能源为基础的能源结构随着资源的不断耗用将愈来愈不适应可持续发展的需要，加速开发利用太阳能等可再生能源已成为人们的共识。
利用洁净的太阳光能，以半导体光生伏打效应为基础的光伏发电技术有着十分广阔的应用前景。
本课题主要论述了单轴太阳能自动跟踪系统的设计方法。
对自动跟踪控制系统的组成及其功能进行了详细的分析与研究，采用单片机C8051F310作为控制芯片，设计了整套自动跟踪装置。
所设计出的系统具有体积小、功耗低、成本低、抗干扰能力强等特点。
单轴太阳能自动跟踪系统通过单片机控制系统自动跟踪太阳方位角，高度角可手动进行调整,使太阳能电池保持较大的发电功率。
通过对单轴自动跟踪系统与双轴自动跟踪系统发电效率的比较,理论证明它的可行性。
本设计取消了用于检测太阳能电池板法线与太阳光线间夹角的传感器，而直接利用太阳能电池板发电量作为角度调节依据实现控制。
我国牧区大量使用的是无跟踪的光伏系统，太阳能发电效率较低。
本文所述的单轴跟踪系统，结构简单，性价比高，特别适宜在这些地区使用。
关键词：光伏系统；太阳角自动跟踪；单轴跟踪系统IAbstractWith the resources being used continuously, the energy structure based on conventional energy resources will not more and more adapt to requirement of sustainable development. So accelerating the exploitation and utilization of renewable resources that solar energy is principle part has been our common ideas. Using the clean solar light energy, the technology of photovoltaic generating electricity is very promising. The thesis presents a new optimal design method.This thesis mainly describes a method of single axis solar energy automatic tracing system. Every part of this automatic system and its function are analyzed in detail. A set of automatic tracing device is designed with Microcontroller C8051F310. This system has four characteristics, such as smaller cubage, lower power, lower cost, more robust despite strong interfere . Moreover, some programs are designed to debug the designed system, to test its reliability and the results of test are given.Single axis solar energy automatic tracing system follows the orientation angle with Microcontroller system.Height angle can be adjusted by hand ,it makes the solar cell keep the higher electricity power.The single axis solar energy automatic tracing system is compared with the double axis solar energy automatic tracing system,we testify its feasibility in theory . Double axis solar energy automatic tracing system consists of solar transducer,this device gets rid of transducer,it uses power of solar cell as angle regulation basis to realize controlling.In a pasturing area of our country, they use photovoltaic system without tracing device, solar electricity efficiency is lower, the tracing system we designed has better tracing effect ,its configuration is simple, the capability price ratio is high,it is adapt to be use there in particular.Key words:Photovoltaic system; Solar angle automatic tracing; Single axis tracing systemII原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
基于单片机的太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计
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自动跟踪太阳能光伏发电系统方案
方案需求
￭光伏发电管理急需精细化，降本增效。
￭传统光伏支架未能最大化利用太阳能，无法跟踪光照。
￭光伏板依靠本地维护人员巡检管理，人工成本高，且存在漏检现象。
方案介绍
宇飞太阳能自主研发的自动跟踪太阳能光伏发电系统，是一种能随着太阳角度变化，按照一定的算法，控制太阳能板转动，增加有效受光面积，从而增加电厂发电量带来更高收益的自动化控制系统，可以理解为“向日葵”。
自动跟踪太阳能光伏发电系统其实是一套负反馈控制系统，工控机采集角度传感器信息后，根据当前角度与目标角度的差异，下发控制指令驱动电机带动推拉杆运动使太阳能板旋转，直至采集回来的当前角度与目标角度吻合。
系统组成
自动跟踪太阳能光伏发电系统由：太阳能跟踪支架，太阳能组件，带监控模块的MPPT控制器，蓄电池，逆变器及连接线缆组成。
太阳能跟踪支架规格参数
1、立柱直径：φ220mm
2、立柱高度：650mm
3、安装容量：最大6块450W
4、光伏板倾角：25度角度固定
5、抗风能力：14级，带细钢丝绳斜拉结构；
6、材料：不锈钢材料
7、旋转精度：1度
8、旋转速率：12分钟旋转半圈
9、旋转角度：220度，
10、提高发电量：天气晴好情况下，冬季提高发电量15%；春秋季提高30%；夏季提高45%；综合全年提高25-35%（不同地区发电量提高有区别）
11、控制器电源：12V由光伏板输出供电（或者提供集中12V 直流供电）
12、控制方式：将光伏板固定好，并将追日控制器接好电源线后，天气晴朗条件下旋转立柱自动带着光伏板跟踪太阳；在天阴时，自动转入时控控制状态，每隔5分钟自动旋转1度；
13、而且每个旋转立柱内部都有同步控制系统，确保每台旋转立柱每次旋转的角度完全一致，光伏板以最强光强功率发电。
晚上天黑，自动回东。
14、由多个旋转立柱组成的各种规模的光伏电站，由于旋转立柱的东限位位置全部一致，旋转立柱内置机械同步装置，可以确
保由所有旋转立柱带动的大型光伏电站跟踪太阳的角度完全同步协调一致。
15、内置高强度自锁装置，东西限位保护等高强度机械保护装置。
16、内置1根400mm高度内管支撑，保证旋转立柱的高强度，高刚性，具有高达14级的超强抗风能力。
17、电机驱动力：130公斤.厘米
18、旋转立柱每天只工作24分钟，每年工作150小时，电机寿命4000-6000小时。
整体寿命20年有保障；
19、旋转立柱输出扭力：50牛米（6块）/32牛米（4块）；
20、安装极简易的旋转立柱，跟踪设备不需要您在现场拧一颗螺丝，固定好立柱即安装完毕，大幅度降低了安装的人工成本，综合成本极低；
带监控模块MPPT控制器
能够实时侦测太阳能板的发电功率，并追踪最高电压电流值(VI)，使系统以最大功率输出对蓄电池充电。
应用于离网光伏系统中，协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作，是离网光伏系统的核心控制部件。
采用液晶动态显示运行状态、运行参数、控制器日志、历史参数、控制参数等。
用户可通过按键查阅各项参数，并可根据
需要修改控制器参数以适应不同的系统要求。
控制器采用标准Modbus通信协议，方便用户自己扩展查看和修改系统的各项参数。
同时本公司提供免费监控软件，方便用户实现不同远程监控。
控制器内部具有全面的电子故障自测功能和强大的电子保护功能，可最大程度避免由于安装错误和系统故障而导致产品部件的损坏。
产品特点
◆先进的双波峰或多波峰追踪技术，当电池板有阴影遮挡或是部分电池板有损坏时，I-V曲线将出现多个波峰，控制器仍然能准确追踪到最大功率点。
◆内建最大功率追踪算法，能显著提高光伏系统的能量利用率,比传统PWM充电效率高15%~20%左右。
◆多种追踪算法相结合，能在极短的时间之内准确的追踪到I-V曲线的最佳工作点。
◆MPPT追踪效率最高可达99.9%。
◆采用先进的数字电源技术，电路能量转换效率高达98%。
◆支持胶体电池，密封电池，开口电池，用户自定义等不同类型电池充电程序
◆具有限流充电模式，当电池板功率过大，充电电流大于额定电流时，控制器自动降低充电功率，使其工作在额定充电电流。
◆可支持容性负载瞬间大电流启动。
◆支持蓄电池电压自动识别。
◆具有故障LED指示、液晶显示异常信息，方便用户确定系统故障。
◆支持历史数据存储，存储时间长达1年。
◆自带LCD屏显示功能，可以查看设备运行数据和状态，同时可支持控制器参数的更改。
◆支持标准modebus协议，满足不同场合通讯需求。
◆所有通信均采用电气隔离方式，客户可放心使用。
◆内置过温保护机制，当温度超过设备设定值时充电电流随温度线性下降、放电关闭，从而减小控制器的温升，避免控制器高温损坏。
◆具有外部蓄电池电压采样功能，通过外部蓄电池电压采样可以使得蓄电池采样不受线损的影响，控制更加精准。
◆具有温度补偿功能，自动调整充放电参数，提高蓄电池使用寿命。
◆具有蓄电池超温保护功能，外部蓄电池温度超过设定值会关闭充放电，以免温度过高损坏设备。