基于不同控制器的太阳能追踪系统介绍与比较_陈子坚
光伏发电系统的太阳能追踪技术与控制
光伏发电系统的太阳能追踪技术与控制随着能源危机的加剧和环境保护意识的提高，太阳能作为一种绿色、可再生的能源，越来越受到重视。
光伏发电系统，作为一种利用太阳能进行能量转换的设备，其发电效率与太阳能的照射角度密切相关。
为了最大限度地提高光伏发电系统的发电效率，太阳能追踪技术应运而生。
本文将介绍太阳能追踪技术的原理和控制方式。
一、太阳能追踪技术的原理通过追踪太阳的位置，调整太阳能电池板的朝向，可以使太阳光垂直照射到光伏电池上，从而提高发电效率。
太阳能追踪系统通常由光敏电阻、控制器和执行机构三部分组成。
1. 光敏电阻光敏电阻是太阳能追踪系统的一个重要组成部分。
它能够感知到太阳光的方向和强度，并将这些信息传递给控制器。
2. 控制器控制器接收光敏电阻传来的信息，并根据预设的算法计算出太阳的位置。
然后，控制器通过控制执行机构的运动，将太阳能电池板始终保持在最佳的朝向。
3. 执行机构执行机构负责调整太阳能电池板的朝向。
根据具体的设计，执行机构可以采用电动的、液压的、气动的等多种方式。
二、太阳能追踪技术的控制方式太阳能追踪系统有两种主要的控制方式：单轴追踪和双轴追踪。
1. 单轴追踪单轴追踪系统只能在一个固定的轴线上进行追踪，一般为水平方向或垂直方向。
水平单轴追踪是将太阳能电池板绕垂直于地面的轴线旋转，使其始终朝向太阳，这种方式适用于低纬度地区。
垂直单轴追踪是将太阳能电池板绕与地平面平行的轴线旋转，以使其始终朝向太阳。
这种方式适用于高纬度地区。
2. 双轴追踪双轴追踪系统可以同时在水平和垂直两个方向上进行追踪。
它可以根据太阳的位置进行精确调整，以获得最佳的太阳能照射角度。
双轴追踪系统的优点是能够适应不同纬度和季节的变化，提高能量利用率。
三、光伏发电系统的太阳能追踪技术应用前景太阳能追踪技术可以提高光伏发电系统的发电效率，使其在不同地区和季节都能获得更多的太阳能。
随着技术的不断发展，太阳能追踪系统的成本逐渐降低，应用前景广阔。
太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究
太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究1.引言近年来，由于环境污染和化石能源的消耗，太阳能作为一种清洁、可再生的能源逐渐受到了广泛关注。
太阳能电池板作为太阳能利用的重要组成部分，具有将阳光能转化为电能的能力。
然而，由于太阳的运动轨迹以及天气等因素，太阳能电池板的效率常常受到一定程度的限制。
因此，设计一种能够实现自动追踪太阳的系统，成为提高太阳能电池板效率的有效途径。
2.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通过控制电机的转动，使太阳能电池板始终朝向太阳。
系统主要由光敏电阻、测量装置、控制器和电机组成。
当太阳光照射到光敏电阻上时，光敏电阻产生电信号，并通过测量装置转换为相应的角度信息。
控制器通过比较实际角度与太阳位置的偏差，控制电机旋转，使太阳能电池板调整到正确的角度。
3.系统参数设计与优化为确保系统的准确性和稳定性，需要对系统的参数进行设计与优化。
首先需要选取合适的测量装置，以确保可以准确地测量太阳能电池板的角度。
传感器的选取应考虑其分辨率、精度和抗干扰能力等因素。
其次，需要合理设计控制器的算法，以保证系统的精度和灵敏度。
控制器应对太阳位置变化做出快速而准确的响应，从而实现对太阳能电池板运动的精确控制。
最后，还需对电机的选型和驱动方式进行优化，以确保电机可以在恶劣环境下稳定运行。
4.系统性能测试与分析在完成系统参数设计与优化后，需要进行系统性能测试与分析。
测试时可以在不同天气条件下观测太阳能电池板的追踪效果，并对实际追踪角度与理论角度之间的差异进行比较。
此外，还可通过测试太阳能电池板的电能输出情况，以评估系统的效率和稳定性。
通过对测试结果的分析，可以进一步改进系统设计，提高追日自动跟踪系统的性能和可靠性。
5.应用前景与展望太阳能电池板追日自动跟踪系统具有重要的应用前景和发展空间。
随着太阳能的广泛应用，对太阳能电池板效率的要求也越来越高。
追日自动跟踪系统可以帮助太阳能电池板始终追踪太阳，最大程度地提高电能转换效率，从而提高整个太阳能发电系统的综合效能。
基于单片机的太阳能电池自动跟踪系统的设计-图文(精)
基于单片机的太阳能电池自动跟踪系统的设计-图文(精)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第24卷第3期V ol 124 N o 13长春师范学院学报(自然科学版Journal of Chang Chun T eachers C ollege (Natural Science 2005年8月Aug 2005基于单片机的太阳能电池自动跟踪系统的设计薛建国(福建莆田学院电子信息工程系,福建莆田351100[摘要]本系统以单片机为核心,构建了由光电二极管检测和比较,方位角和高度角双轴机械跟踪定位系统组成的自动控制装置,设计出一套自动使太阳能电池板保持与太阳光垂直的自动跟踪系统。
在晴天检测时能自动跟踪太阳并实时回存正确数据,消除因季节变化而产生的积累误差,在阴天时能自动引用晴天时的位置,控制精度高,具有广泛的应用潜力。
实现了追踪太阳的效果,达到提高发电效率的目的。
[关键词]太阳跟踪;光电检测;自动定位;单片机;设计[中图分类号]T N710 [文献标识码]A [文章编号]1008-178X (20[收稿日期]2005-06-05[作者简介]薛建国(1965-,男,福建莆田人,福建省莆田学院电子信息工程系高级讲师,从事多媒体、电子技术、单片机研究。
太阳能作为一种清洁无污染的能源,发展前景非常广阔,太阳能发电已成为全球发展速度最快的技术。
然而它也存在着间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题,这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求。
目前很多太阳能电池板阵列基本上都是固定的,没有充分利用太阳能资源,发电效率低下。
据实验,在太阳能光发电中,相同条件下,采用自动跟踪发电设备要比固定发电设备的发电量提高35%,因此在太阳能利用中,进行跟踪是十分必要的[1]。
本文提出一种新型的基于单片机的太阳光自动跟踪系统设计方案,该系统不仅能自动根据太阳光方向来调整太阳能电池板朝向,结构简单、成本低,而且在跟踪过程中能自动记忆和更正不同时间的坐标位置,不必人工干预,特别适合天气变化比较复杂和无人值守的情况,有效地提高了太阳能的利用率,有较好的推广应用价值。
太阳能双轴自动跟踪系统设计与研究
太阳能双轴自动跟踪系统设计与研究太阳能是一种清洁、可再生的能源，越来越多的人开始关注和使用太阳能发电系统。
太阳能发电系统中，太阳能电池板的角度对能量转换效率影响很大。
为了使太阳能电池板能够始终面向太阳，保持最佳角度，研究和设计太阳能双轴自动跟踪系统是非常必要的。
首先，系统设计方面。
太阳能双轴自动跟踪系统主要由太阳能电池板、运动控制系统和传感器系统组成。
太阳能电池板负责转换太阳能为电能，是整个系统的核心部件。
运动控制系统根据传感器系统实时采集到的太阳位置数据，控制太阳能电池板的角度调整。
传感器系统包括光敏传感器和方位传感器，负责检测太阳的位置并将数据传输到运动控制系统。
在太阳能双轴自动跟踪系统的研究中，需要考虑以下几个问题。
首先是数据采集问题。
传感器系统需要实时采集太阳的位置数据，以便运动控制系统进行调整。
传感器系统应该具备高精度、快速响应的特点，以确保数据的准确性和系统的灵敏度。
其次是运动控制问题。
运动控制系统需要精确地控制太阳能电池板的角度调整，以达到最佳转换效率。
运动控制系统应该具备稳定性和高精度的特点，以确保太阳能电池板能够准确地跟踪太阳的位置。
此外，系统的安全性和稳定性问题也需要考虑。
例如，对于极端天气条件下的系统运行，系统应该具备抗风、抗雨和抗震能力。
太阳能双轴自动跟踪系统的研究还可以从以下几个方面展开。
首先是材料和结构的研究。
太阳能电池板的材料和结构对于系统的效率和稳定性有着重要影响。
通过研究和优化太阳能电池板的材料和结构，可以提高系统的效率和稳定性。
其次是算法和控制的研究。
根据实时采集到的太阳位置数据，运动控制系统需要精确地计算调整角度，并控制太阳能电池板的运动。
通过研究和优化算法和控制策略，可以提高系统的精度和响应速度。
综上所述，太阳能双轴自动跟踪系统的设计与研究非常重要。
通过合理设计系统的结构和算法，并优化材料和控制策略，可以提高太阳能发电系统的转换效率和稳定性。
这将对太阳能发电系统的普及和应用起到积极的促进作用，推动可持续能源发展。
可移动式太阳能发电系统的设计与分析
现有 的太 阳能发 电实训 设备 主要 问题在 于使 用模 拟光 源来 模 拟太 阳的照 射 而非 实 际太 阳的照 射 ； 现 有 的太 阳能发 电实训设 备具 有 自动和 手动 的追 日功能 ， 但 没有 精确 到角度 ， 无法 进行不 同地 区最佳 倾 角下 的太 阳能发 电实 训 ； 现有 的太 阳能发 电实训设 备多 使用 非标光伏 组件 ， 无法 满足学 生对 于实 际太 阳能发 电系统 工程 的实训 需求 。
・
９ ０ 。
源， 蓄电池 安装 在移 动框架 内部 ， 滚 轮安 装在 移动 框架 的底 部 。控 制柜 、 开 关 盒都 安 装在 移 动框 架 表
面 。光伏 组件 工作 时 ， 太 阳光 投射 在 光 伏 组件 上 ， 被光 伏 电池 片 吸 收 听过 光 生 伏 特效 应 并 转 化成 电 能 。模 拟 光源 由 １ ５个 卤灯组 成 ， 其 主要 作用 是用 来模 拟太 阳光 ， 卤灯 发光 后模 拟太 阳光 ， 模 拟光 源可 拆除 。蓄 电池 用于储 存 由光伏 组件 产 生的 电能 。滚轮 使 本 系统 具 有可 移 动性 ， 这 大 大 提高 了了本 系 统 的环境 适应性 。通过调 节 支架 和量 角器来 调节 支撑 杆 ， 从 而改 变光 伏组 件 的倾 角 ， 可实 现光伏 组件
第１ ８卷
第１ １期
天津职 业院校 联合 学报 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｖ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｓ
Ｎｏ ． １ １ Ｖ０１ ．１ ８
太阳跟踪自动化控制系统设计
太阳跟踪自动化控制系统设计
王东江;刘亚军
【期刊名称】《数字技术与应用》
【年(卷),期】2010(000)007
【摘要】随着太阳能不断被人类发现利用,如何应用自动控制系统有效捕捉太阳能更是当前自动化业界所面临的最新课题,本次设计就是利用自动控制技术实现了对太阳能的最大化合理应用.本系统阐述了自动化控制系统的设计过程以及软硬件部分的设计,系统采用AT89S52单片机作为整个系统的控制核心,系统采用了两种追踪模式:光电检测追踪模式和太阳角度追踪模式.晴天时系统采用光电检测追踪模式,而阴天时系统进入太阳角度追踪模式.在光电检测追踪模式下,光电检测部分采用光电二极管作为光电传感器,利用硬件装置通过光电二极管的比较电路来判断太阳的方位,从而达到了迫踪太阳的目的.在太阳角度追踪模式下,要是通过软件计算当时当地太阳高度角和太阳方位角,再配合硬件来实现对太阳的追踪.系统的软件和硬件采用模块化设计思想,完成了系统的制作.
【总页数】8页(P19-26)
【作者】王东江;刘亚军
【作者单位】天津市电视技术研究所,天津,300191;天津市电视技术研究所,天津,300191
【正文语种】中文
【中图分类】TN304
【相关文献】
1.太阳跟踪自动化控制系统设计 [J], 王东江;刘亚军
2.基于STM32的太阳跟踪微控制系统设计 [J], 张宇思;时维铎;徐磊;丁锐
3.基于光强感知的太阳跟踪系统设计 [J], 顾俊林;张同杰;王梓毅;杜祎倩
4.光纤导光照明装置太阳跟踪系统设计 [J], 宁存岱;潘冬喜
5.我国《平单轴太阳跟踪系统设计鉴定》国际标准提案成功立项 [J],
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设计与实现基于帆板控制系统的太阳能跟踪与收集系统
设计与实现基于帆板控制系统的太阳能跟踪与收集系统太阳能跟踪与收集系统是一种利用太阳能充电并跟踪太阳位置的系统。
为了设计与实现基于帆板控制系统的太阳能跟踪与收集系统，我们需要考虑以下几个方面：帆板控制、太阳能充电和跟踪系统、能量储存和管理系统。
首先，帆板控制是系统的核心。
帆板控制系统应能实现帆板的准确定位和转向，以便充分利用太阳的辐射能。
可以采用传感器来检测太阳位置，并通过控制器实时计算太阳位置与帆板位置的偏差，然后驱动电机或执行器实现帆板的精确控制。
其次，太阳能充电和跟踪系统是系统的关键组成部分。
太阳能光伏板是主要的能源收集器，其负责将太阳光转化为电能。
在设计该系统时，需要选择高效率的光伏板，并考虑适当的电源管理电路，以确保电能的有效收集和转换。
此外，应设计一个跟踪系统来保证光伏板始终与太阳保持最佳角度，以提高能量收集效率。
第三，能量储存和管理系统是系统的重要组成部分。
由于太阳能是一种间歇性的资源，需要设计一个能够储存和管理电能的系统，以便在夜间或阴天继续供电。
常见的储能方式包括蓄电池，电容器和超级电容器。
这些储能设备需要与系统的其他组件相配合，以实现稳定可靠的电能供应。
此外，为了提高系统的可靠性和安全性，还应考虑添加一些辅助功能。
例如，应设计适当的防护措施来保护系统免受恶劣天气条件的影响，如风暴或冰雹。
还可以考虑添加温度和湿度传感器，以实时监测系统的工作环境，并相应地调整帆板的位置或电源管理策略。
最后，为了提高系统的使用便利性，可以考虑添加远程监控和控制功能。
用户可以通过智能手机应用程序或网络接口远程访问系统，以监控能量产生和使用情况，并根据需求进行调整。
总结而言，设计与实现基于帆板控制系统的太阳能跟踪与收集系统需要综合考虑帆板控制、太阳能充电和跟踪系统、能量储存和管理系统，以及相关的辅助功能。
通过合理的设计和实施，这样的系统可以充分利用太阳能资源，提供持续的电能供应，从而实现可持续、清洁的能源利用。
太阳能跟踪系统
全天候太阳能跟踪系统设计摘要全天候太阳能跟踪系统是针对太阳能空调、太阳能制氢、太阳辐照度测量、材料老化实验、高效太阳能光伏发电、高效太阳能热水器等需要对太阳进行实时跟踪的应用领域而设计的。
太阳能跟踪系统的设计是综合运用物理学、光学，运动学、控制理论等学科体现，是当前国内外研究的热点问题之一。
太阳能既是一次能源，又是可再生能源。
它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。
为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。
所以实现对太阳全天候跟踪，是提高对太阳能运用，利用率有重大意义。
本人制作全天候太阳能跟踪系统，该系统可以对太阳全方位跟踪，具有两个自由度的跟踪能力。
经过黑夜或阴天后，只要太阳一出即可跟踪，工作可靠稳定。
该系统运用ATMEL公司AT89C52控制芯片，通过对运放器LM354N,LM358组成比较模块对光敏电阻对光线的感应强度和设定基准电压比较结果的检测，并对检测结果进行逻辑运算后，对负责方位角和高度角的步进电机进行控制，从而实现对太阳全方位跟踪。
1602液晶显示模块，显示系统当前的工作状态及时间。
在该论文中详细阐述了控制系统的组成结构和工作原理。
该方法利用九个光敏电阻对当前环境光线强度进行感应，在不同强度亮度下，光敏电阻的阻值不一样，所以比较器的正输入电压也不同。
如果跟踪板不是正对的太阳，那么九个光敏电阻的阻值也不一样，比较器正输入的电压也不一样，如果正输入电压高于设定的基准电压，比较器将输出一个信号给单片机，单片机根据比较器输入的信号进行逻辑运算，然后控制相应步进电机旋转，直到九个光敏电阻感应光线强度一样。
在接受控制电路中引入单片机，通过充分利用其软、硬件资源，使系统具有优异的智能性、可扩展性、可升级性和操作方便，为对太阳全天候跟踪提供了合理、廉价的解决方案等特点。
最后进行了系统联合调试，结果表明：系统的软、硬件设计合理可行，为后续的研究工作奠定了基础。
《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、引言随着人类对可再生能源的依赖性日益增强，太阳能作为清洁、无污染的能源受到了广泛的关注。
而太阳能电池板作为太阳能转换的核心设备，其效率和稳定性对提高整体能源利用率至关重要。
本文着重探讨了一种提高太阳能电池板能量采集效率的方法——追日自动跟踪系统。
该系统能够根据太阳的运动轨迹，实时调整太阳能电池板的角度，以达到最佳的日照效果。
二、太阳能电池板追日自动跟踪系统的基本原理太阳能电池板追日自动跟踪系统主要通过传感器检测太阳的位置，然后通过驱动装置调整太阳能电池板的角度，使其始终保持与太阳的最佳角度。
这一过程是通过一系列的传感器、控制器和执行器共同完成的。
三、系统组成及工作原理1. 传感器部分：包括太阳位置传感器和光强传感器。
太阳位置传感器用于检测太阳的实时位置，光强传感器则用于检测太阳光的强度。
这些传感器将收集到的信息传递给控制器。
2. 控制器部分：是整个系统的“大脑”，负责接收传感器传递的信息，并根据这些信息计算出最佳的角度，然后向执行器发出指令。
3. 执行器部分：包括电机和传动装置。
电机接收到控制器的指令后，通过传动装置驱动太阳能电池板进行角度调整。
四、系统实现的关键技术1. 传感器技术：选择高精度、高稳定性的传感器是保证系统准确性的关键。
2. 控制算法：采用先进的控制算法，如PID控制、模糊控制等，使系统能够根据太阳的运动轨迹实时调整角度。
3. 驱动技术：选择合适的电机和传动装置，确保系统在各种环境下都能稳定运行。
五、系统性能及优势1. 提高能量采集效率：通过实时调整太阳能电池板的角度，使系统始终处于最佳工作状态，从而提高能量采集效率。
2. 延长设备使用寿命：减少因光照不均或角度不当造成的设备损耗，延长设备的使用寿命。
3. 自动化程度高：系统可实现自动检测、自动调整，减少人工干预，提高工作效率。
4. 适应性强：系统可适用于各种环境，如平原、山区、海边等不同地域和气候条件。
一种太阳能跟踪控制系统[实用新型专利]
![一种太阳能跟踪控制系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/6373f9326f1aff00bfd51e4f.png)
专利名称：一种太阳能跟踪控制系统专利类型：实用新型专利
发明人：王亚坤,李卫,李林芳
申请号：CN201220068409.3
申请日：20120725
公开号：CN202711071U
公开日：
20130130
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种太阳能跟踪控制系统，包括仰角伺服控制器、方位角伺服控制器、光电传感器、PLC控制器和GPRS系统，PLC控制器通过天体太阳运动方程并结合GPRS系统计算出太阳的运动角度，计算太阳角度所对应的方位角和仰角的脉冲数量，形成信号，并将信号传给方位角伺服控制器和仰角伺服控制器，完成方位角旋转和仰角旋转，所述的光电传感器接收太阳能辐照度，并转换为光敏信号，通过PLC控制器控制方位角伺服控制器和仰角伺服控制器的方位角和仰角进行微调。
本系统可以适应全天候的环境下精确运行，实现全方位全气候的精确控制，从而满足和提高了双轴跟踪的精度和发电量。
申请人：河南天创新能源设备有限公司
地址：454950 河南省焦作市武陟县城东工业集聚区
国籍：CN
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《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，其利用和开发已成为全球关注的焦点。
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。
其中，追日自动跟踪系统作为一种提高太阳能电池板发电效率的有效手段，近年来得到了广泛的研究和应用。
本文旨在深入探讨太阳能电池板追日自动跟踪系统的原理、设计及其应用。
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主要通过传感器和控制系统，实现对太阳运动轨迹的实时监测和追踪。
该系统主要由以下几部分组成：1. 传感器部分：负责实时监测太阳的位置和运动轨迹，通常采用光电传感器或太阳位置传感器。
2. 控制部分：根据传感器采集的数据，控制电机或液压系统，驱动太阳能电池板进行追日运动。
3. 执行部分：主要由电机或液压系统组成，负责驱动太阳能电池板进行追日运动。
三、太阳能电池板追日自动跟踪系统的设计设计一个高效的追日自动跟踪系统需要考虑多个因素，包括系统的结构、控制策略、传感器选择等。
以下为设计过程中的关键步骤：1. 系统结构选择：根据实际需求和场地条件，选择适合的追日自动跟踪系统结构，如单轴跟踪和双轴跟踪。
2. 传感器选择：选择灵敏度高、精度高、稳定性好的传感器，如光电传感器或太阳位置传感器。
3. 控制策略设计：根据传感器采集的数据，设计合理的控制策略，实现太阳能电池板的精准追日运动。
4. 执行系统设计：选择合适的电机或液压系统，实现太阳能电池板的快速、平稳运动。
四、太阳能电池板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在提高太阳能利用效率方面具有显著的优势，其应用范围广泛。
以下是几个典型的应用场景：1. 家庭光伏发电系统：通过追日自动跟踪系统，提高家庭光伏发电系统的发电效率，降低能源消耗成本。
2. 农业领域：利用追日自动跟踪系统，为温室或大棚提供稳定的能源供应，同时为植物生长提供适宜的光照条件。
《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、引言随着全球对可再生能源的日益关注，太阳能作为一种清洁、无污染的能源，其应用日益广泛。
太阳能电池板作为太阳能利用的核心设备，其效率的提高对于推动太阳能产业的发展具有重要意义。
其中，太阳能电池板追日自动跟踪系统作为一种提高太阳能利用率的技术手段，受到了广泛关注。
本文旨在研究太阳能电池板追日自动跟踪系统的原理、设计及其应用，以期为相关研究与应用提供理论支持。
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主要通过传感器、控制器和执行机构等部件，实现对太阳位置的实时追踪。
系统通过传感器检测太阳的位置，控制器根据检测结果控制执行机构，使太阳能电池板始终面向太阳，从而提高太阳能的利用率。
三、系统设计1. 传感器设计：传感器是追日自动跟踪系统的关键部件，主要负责检测太阳的位置。
常用的传感器包括光电传感器、GPS定位传感器等。
其中，光电传感器通过检测太阳的光线强度来确定太阳的位置，具有成本低、安装方便等优点。
2. 控制器设计：控制器是系统的“大脑”，负责接收传感器的数据并作出相应的控制决策。
控制器采用高性能的单片机或微处理器，具有高精度、高速度的数据处理能力。
3. 执行机构设计：执行机构负责根据控制器的指令，驱动太阳能电池板进行追日运动。
常用的执行机构包括电机、液压驱动器等。
其中，电机具有结构简单、运行可靠等优点，是追日自动跟踪系统中常用的执行机构。
四、系统应用太阳能电池板追日自动跟踪系统广泛应用于太阳能发电、太阳能热水器等领域。
在太阳能发电领域，追日自动跟踪系统可以提高太阳能的利用率，从而提高发电效率。
在太阳能热水器领域，追日自动跟踪系统可以使热水器始终面向太阳，提高热水的产量和质量。
此外，追日自动跟踪系统还可以应用于农业领域的光伏温室等场景，为农业发展提供可持续的能源支持。
五、研究展望未来，太阳能电池板追日自动跟踪系统将朝着高精度、高效率、低成本的方向发展。
《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、引言随着科技的飞速发展，太阳能作为清洁可再生能源的重要性日益凸显。
太阳能电池板作为利用太阳能的关键设备，其效率和性能的优化显得尤为重要。
为了进一步提高太阳能的利用率，太阳能电池板追日自动跟踪系统应运而生。
本文将深入探讨太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究内容、目的及意义。
二、太阳能电池板追日自动跟踪系统的概述太阳能电池板追日自动跟踪系统是一种能够根据太阳的移动轨迹，实时调整太阳能电池板的角度和方向，以最大化地接收太阳光能的装置。
该系统主要由传感器、控制系统和电机驱动等部分组成，通过精确的算法和高效的控制系统，实现对太阳的实时追踪。
三、研究内容（一）系统组成研究太阳能电池板追日自动跟踪系统主要由传感器、控制系统和电机驱动等部分组成。
传感器负责检测太阳的位置和角度，控制系统负责根据传感器数据计算最佳角度和方向，并控制电机驱动系统进行相应的调整。
（二）算法研究算法是太阳能电池板追日自动跟踪系统的核心。
本文将研究基于太阳运动轨迹的预测算法、角度计算算法以及电机控制算法等。
通过优化算法，提高系统的追踪精度和效率。
（三）系统性能测试为了验证系统的性能和效果，本文将进行系统的性能测试。
测试内容包括系统的追踪精度、响应时间、稳定性等指标。
通过测试数据，评估系统的性能和效果。
四、研究目的及意义（一）提高太阳能利用率通过太阳能电池板追日自动跟踪系统，能够实时调整太阳能电池板的角度和方向，最大化地接收太阳光能，从而提高太阳能的利用率。
这对于缓解能源短缺、降低环境污染具有重要意义。
（二）推动相关领域发展太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究将推动相关领域的发展，包括传感器技术、控制技术、电机驱动技术等。
这些技术的发展将有助于提高整个社会的科技水平和技术创新能力。
（三）具有广泛的应用前景太阳能电池板追日自动跟踪系统不仅适用于家庭太阳能发电系统，也适用于大型光伏电站。
该系统的应用将推动可再生能源的广泛应用，对于实现可持续发展具有重要意义。
基于LabVIEW和单片机的太阳自动跟踪监控系统
基于LabVIEW和单片机的太阳自动跟踪监控系统摘要：太阳能利用是当前可再生能源领域的重要探究方向之一。
太阳能跟踪系统可以提高太阳能电池板的能量转化效率，但是传统控制方法存在复杂、费时等问题。
本文基于LabVIEW和单片机设计了一种太阳自动跟踪监控系统。
通过对太阳能的监测与分析，利用PID算法控制电机驱动太阳能电池板的转动，实现对太阳的自动跟踪。
经过试验验证，本系统能够准确抓取太阳光的位置，并实现对太阳能电池板的自动调整，最大程度地提高了太阳能的吸纳效率。
关键词：太阳能；自动跟踪；监控系统；LabVIEW；单片机1. 引言随着能源危机与环境污染等问题日益严峻，太阳能作为一种绿色、清洁的能源，受到了广泛的关注。
太阳能跟踪技术可以使太阳能电池板始终面对太阳，从而最大化地吸纳太阳能，并提高太阳能电池板的发电效率。
然而，传统的太阳能跟踪系统通常由复杂的机械装置和控制系统组成，造价昂贵且安装维护困难。
为了解决这些问题，本文设计了一种。
2. 系统设计2.1 硬件设计本系统的硬件主要由太阳能电池板、光敏电阻、直流电机及控制电路、LabVIEW控制接口和单片机等组成。
太阳能电池板负责接收太阳能，并将其转化为电能。
光敏电阻用于感知太阳光的强度，通过传感器将信号发送给单片机。
直流电机负责转动太阳能电池板，使其始终面对太阳。
LabVIEW控制接口负责与单片机进行数据通信和控制指令的传输。
2.2 软件设计本系统的软件设计主要基于LabVIEW和单片机的编程。
LabVIEW用于图形化界面的设计和控制命令的生成，通过数据采集模块得到光敏电阻的输入信号，并将其传输给单片机。
单片机利用PID算法对光敏电阻信号进行处理，并输出控制信号给直流电机，实现对太阳能电池板的转动。
详尽算法的设计和实现则依据试验需要进行调整。
3. 系统实现本系统的实现主要包括光敏电阻校准、PID参数调试和跟踪试验。
起首，通过对光敏电阻测量试验得到太阳光照强度与电阻值的干系曲线，并依据曲线进行校准，使得系统能够准确获得太阳光的强度。
基于不同控制器的太阳能追踪系统介绍与比较
基于不同控制器的太阳能追踪系统介绍与比较
陈子坚;杨华栋
【期刊名称】《实验室科学》
【年(卷),期】2014(017)005
【摘要】随着太阳能的广泛应用,传统的固定式太阳能接收不能够实时有效地接受到最多的太阳能.太阳能追踪系统就能够弥补这一缺点.由于不同方式和不同控制器的控制追踪效果不同,所以选择一款最合适的太阳能追踪系统十分重要.首先介绍了三类不同的追踪方式,然后比较了一些常见的基于不同控制器的太阳能追踪系统,最后通过分析logo控制器、PLC和单片机的优缺点分别得出了一些结论.
【总页数】6页(P55-59,62)
【作者】陈子坚;杨华栋
【作者单位】天津中德职业技术学院电气与能源学院,天津300350;天津中德职业技术学院电气与能源学院,天津300350
【正文语种】中文
【中图分类】TM615
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1.单克隆抗体研究进展——不同表达系统介绍与比较 [J], 张晓筱
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君
5.基于GPS定位算法的双轴轨迹自动太阳能追踪系统 [J], 冯月;王利强;王啸天;张明学
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时间，传感器会检测到不同光照强度，控制器会根据 传感器所检测的信号，控制系统进行追踪。但是，光 电追踪方式存在着严重的不足，由于一般的传感器 受环境影响比较大，如果是晴朗的天气，系统能够正 常工作，若有乌云对太阳光会产生遮挡，传感器所接 收到的太阳光强度就会发生改变，使系统无法正确 地追踪，使系统的接收率下降。如果是在没有太阳 光的阴天，系统也不能够做出正确的追踪。 1． 2 视日轨迹追踪
摘 要： 随着太阳能的广泛应用，传统的固定式太阳能接收不能够实时有效地接受到最多的太阳能。太阳能 追踪系统就能够弥补这一缺点。由于不同方式和不同控制器的控制追踪效果不同，所以选择一款最合适的太 阳能追踪系统十分重要。首先介绍了三类不同的追踪方式，然后比较了一些常见的基于不同控制器的太阳能 追踪系统，最后通过分析 logo 控制器、PLC 和单片机的优缺点分别得出了一些结论。 关键词： 单片机； PLC； 太阳能追踪系统； 光电检测追踪 中图分类号：TM615 文献标识码：A doi：10． 3969 / j． issn． 1672 － 4305． 2014． 05． 017
/ /中间的 0 号光敏
电阻是否正对光源
else
｛
/ /0 号光敏电阻没
有正对光源，则要根据四周的 4 个光敏电阻来判断电机应运
太阳能追踪系统如果按检测方式来分，主要分 为三大类：第一类是光电检测方式追踪，第二类是视 日轨迹追踪，第三类是光电检测和视日轨迹相结合 的追踪方式。 1． 1 光电检测追踪
光电检测追踪方式是一种闭环的随机系统。主 要是由光电传感器和控制器等构成，由光电传感器 对太阳光进行检测，经过对光信号处理后，转化为电 信号，再由控制器进行处理和控制追踪。在不同的
图 4 追踪部分程序图
设置，这 样 才 能 够 精 确 地 对 太 阳 进 行 追 踪。 BOO3 和 BOO4 能够保证系统在周定时器和模拟量比较器 同时作用在一个上才能发出信号使电机转动。
这套模拟系统能够在一般环境下正常的运行， 但是经常出现系统控制“失灵”情况，在没有太阳的 天气下，容易产生误动，使系统不能够正常追踪。系 统已经将限位开关设计到追踪器中，限位开关能够 在系统产生误动时对系统起到保护作用。
视日轨迹追 踪 方 式 属 于 开 环 控 制 系 统［2］。 视 日追踪方式又可以根据系统的轴数分为单轴和双轴 两种。
单轴追踪是单轴能够转动，能够在南北向或者 东西向转动。当转轴南北布置的时候，太阳能接收 器能够在东西方向的平面内转动，如图 1 所示。根 据当地的太阳角度变化，计算出电机转动的速度，使 接收器尽可能地接收到最多的太阳能。单轴追踪系 统的优点就是结构简单，但是由于系统不能够对太 阳进行全方位追踪，所以单轴追踪方式并不是理想 有效的追踪方式。
1 太阳能追踪系统简介与分类
在世界能源如此紧张的今天，开发和利用新能 源对创建能源节约型、环境友好型社会具有重要意 义。在目前和未来，太阳能的利用和发展是最具有 较好市场前景的。太阳能作为一种取之不尽、用之 不竭的免费能源，具有密度平均、间歇性及强度和方 向不确定等特点，给人类直接使用太阳能增加了很 大的难度［1］。
在没有出现高效率的太阳能吸收材料之前，能 够自动、精确地追踪太阳照射角度的太阳能追踪系 统能够大大地提高对太阳能的接收效率，提高对太 阳能的利用率。
太阳能自动追踪系统不仅仅只是应用在能源发 电传热方面，在气象侦测、高空检测等方面都有广泛 的应用领域。
传统的太阳光热能集热器和光伏发电系统大多 采用的是固定式安装，无法实现每时每刻都接收到
陈子坚，等：基于不同控制器的太阳能追踪系统介绍与比较
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作为控制器是远远不够的。 2． 2 基于单片机的太阳能追踪系统
近几年的研究中，单片机被广泛地使用到太阳 能追踪系统中。无论是从控制的灵活性还是从经济 方面考虑，单片机在所有控制器中占有很大的优势。
使用单片机作为追踪系统的控制器，需要对追 踪系统的各个模块进行设计，主要有：光电信号转换 模块、电机驱动模块、时钟模块、显示模块等等。
复杂的追踪运动过程，是一种较为理想的控制器。
其中追踪部分程序如下：
While（1）
｛
ADZHUAN（ ） ；
/ / 调用 AD 转换
子程序
if（ （ tmp［1］＆＆（ tmp［2］＞ tmp［0］＆＆（ tmp［3］＞ tmp
［0］） ＆＆（ tmp［4］＞ tmp［0］） ）
delayms（60000） ；
天气、云朵遮挡等外界因素的影响，使系统误动，当 追踪系统出现错误追踪时，能够及时地做出调整，这 样就能够大大提高太阳能追踪系统接收太阳能的接 收效率。
2 基于三种不同控制器的太阳能追踪系统
基于不同控制理论与控制器的太阳能追踪系 统，主要实验了三种追踪方式。 2． 1 基于 LOGO！ 的太阳能跟踪系统
图 1 单轴东西追踪
双轴追踪又可以分为两种：极轴式全追踪和高 度 － 方位角式追踪，这两种追踪方式精度都比较高， 结构相对单轴的较复杂。双轴追踪可以对太阳在各 个方位进行追踪，能够对太阳能的接收效率进一步 提高。 1． 3 光电检测和视日轨迹相结合追踪
与光电检测追踪相比较，视日轨迹追踪系统的 稳定性比较 好，这 种 方 式 不 受 天 气、光 线 强 度 的 影 响，都能够正常运转，但是由于各个地方的角度数据 不能够保证十分精确，对系统追踪的精确大打折扣。 如果将光电检测追踪和视日轨迹追踪相结合，取长 补短，这样既能够保证系统的灵活性又能够保证系 统的稳定性。两者相结合起来的追踪系统不会受到
Introduction and comparison of solar tracking system based on different controllers
CHEN Zi － jian，YANG Hua － dong
（ College of Electric and Energy，Tianjin Sino － German Vocational Techniacal College，Tianjin 300350，China）
使用 LOGO！ 作为控制器只能在简单的追踪系 统中使用，在需要精确追踪的情况下，使用 LOGO！
图 6 传感器工作原理
由于单片机的编程比较灵活，所以使用单片机 作为控制器时，能够很容易地实现光电追踪和视日 轨迹追踪相结合。这样即使在太阳光不够强烈，光 敏电阻不能精确检测的时候也能够追踪到太阳的 方向。
图 2 LOGO！ 太阳能发电仿真系统
仿真系统由 LOGO！ 控制器、太阳能电池板、光 电传感器、直流电机等元器件组成。此系统主要采 用光电追踪。光电传感器对两个相反方向的光线进 行检测，由 LOGO！ 控制器控制直流电机，使太阳能 电池板进行追踪。
图 3 所示为太阳能追踪系统的流程图，由此流 程图可以通过 LOGO！ 程序编写出如图 4 所示的程 序图。LOGO！ 控制器能够设定系统的开机时间和 关闭时间，这样就可以避免在夜间由于灯光的影响 使系统误动。图 4 中的 BOO5 为周定时器，能够设 定系统的工作周期和时间，使系统只在设定时间内 工作，AI 代表模拟量输入，BOO1 和 BOO2 为两个模 拟量比较器，AI 的值即为光电传感器所检测到的 值，分别传给两个模拟量比较器进行处理。在程序 设计时，需要对模拟量比较器进行设置，设置不同， 系统检测太阳能的灵敏度就不同。在系统运行之前 需要做大量的实验，找到对模拟量比较器最合理的
钟模块的时间，读取当前位置的经纬度。利用这个
时间和经纬度来计算当时的太阳高度角和太阳方位
角，每隔一段时间读取一次，计算一次太阳角度值，
同时计算出角度差，利用这个角度差来计算电机的
转动时间。
系统在每天早晨开始检测追踪，直到傍晚太阳
落山后，系统自动恢复到早晨初始状态。夜晚系统
自动进入休眠状态。单片机控制的系统能够实现较
ISSN1672 － 4305 CN12 － 1352 / N
实验室科学 LABOＲATOＲY SCIENCE
第 17 卷 第 5 期 2014 年 10 月 Vol. 17 No. 5 Oct. 2014
基于不同控制器的太阳能追踪系统介绍与比较
陈子坚，杨华栋
（ 天津中德职业技术学院 电气与能源学院，天津 300350）
实验系统使用 SIEMENS 的 LOGO！ 作为系统 的控制器。LOGO！ 的主要特点是功能强、易于操 作。LOGO！ 控制器本身集成有显示器，能够显示基 本参数和编程控制，无需外加显示器，还集成了定时 器、数字量和模拟量标志等［3］。
图 2 所示为基于 LOGO！ 控制器开发的太阳能 发电仿真系统。该系统可以简单地模拟太阳能追踪 系统的工作环境以及工作过程，并且能够动态监测 系统各部分的运行状态参数。
使用单片机作为控制器除了程序需要优化设 计，传感器模块的设计也是非常重要的一部分［4 － 5］。 光电传感器采用普通的光敏电阻，这种光敏电阻对 于普通的追踪设计能够实现比较精确的追踪。需要 更精确的追踪可以选择更加灵敏的光电传感器。
传感器模块需要多个光敏电阻组成，如图 5 所 示。必须有一个作为检测白天和黑夜的，一个检测 阴雨天气的，还需要至少五个作为太阳的方位追踪。 增加光敏电阻的数量可以提高追踪的精确度。
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我们首先制定了程序流程图，如图 7 所示，然后 根据流程图运用 C 语言编写了追踪程序。追踪程 序主要是比较 AD 各通道采集的信号，光信号经处 理转化为数字信号，经过程序比较判断，使控制器能 够根据程序的处理结果控制电机运动。
图 7 程序流程图
当系统检测到不是晴天的时候，系统就会进入
视日追踪模式。在这个追踪模式下，系统读取到时
最强的太阳光，系统不能够实现对太阳能的充分利 用。在 1997 年，就有美国人研制出了单轴的太阳能 追踪装置。经过十几年的发展，已经实现了太阳的 全方位追踪。
有研究表明，太阳能接收系统上是否使用追踪 装置，接收太阳能的接受率相差 37． 1% ，精确的太 阳追踪可使集热器或光伏组件的太阳能接受率大大 提 the wide application of solar energy，the traditional fixed solar receiver can not be real － time effective acceptance to the maximum of solar energy． However solar tracking system can compensate for this shortcoming． Due to different methods and different control tracking effect，it is very important to choose the most suitable solar tracking system． First，it describes three different tracking methods，and then compares some common solar tracking systems based on different controllers，finally made some conclusions respectively by analyzing the advantages and disadvantages of logo controllers， PLC and SCM． Key words： SCM； PLC； solar tracking system； photoelectric detection tracking