太阳能自动跟踪控制器电路
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。
太阳能自动跟踪系统的设计
太阳能自动跟踪系统的设计解决方案：跟踪系统驱动器接口电路步进电机驱动电路限位信号采集电路太阳能是已知的最原始的能源，它干净、可再生、丰富，而且分布范围广，具有非常广阔的利用前景。
但太阳能利用效率低，这一问题一直影响和阻碍着太阳能技术的普及，如何提高太阳能利用装置的效率，始终是人们关心的话题，太阳能自动跟踪系统的设计为解决这一问题提供了新途径，从而大大提高了太阳能的利用效率。
跟踪太阳的方法可概括为两种方式：光电跟踪和根据视日运动轨迹跟踪。
光电跟踪是由光电传感器件根据入射光线的强弱变化产生反馈信号到计算机，计算机运行程序调整采光板的角度实现对太阳的跟踪。
光电跟踪的优点是灵敏度高，结构设计较为方便；缺点是受天气的影响很大，如果在稍长时间段里出现乌云遮住太阳的情况，会导致跟踪装置无法跟踪太阳，甚至引起执行机构的误动作。
而视日运动轨迹跟踪的优点是能够全天候实时跟踪，所以本设计采用视日运动轨迹跟踪方法和双轴跟踪的办法，利用步进电机双轴驱动，通过对跟踪机构进行水平、俯仰两个自由度的控制，实现对太阳的全天候跟踪。
该系统适用于各种需要跟踪太阳的装置。
该文主要从硬件和软件方面分析太阳自动跟踪系统的设计与实现。
系统总体设计本文介绍的是一种基于单片机控制的双轴太阳自动跟踪系统，系统主要由平面镜反光装置、调整执行机构、控制电路、方位限位电路等部分组成。
跟踪系统电路控制结构框图如图1所示，系统机械结构示意图如图2所示。
任意时刻太阳的位置可以用太阳视位置精确表示。
太阳视位置用太阳高度角和太阳方位角两个角度作为坐标表示。
太阳高度角指从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角。
太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。
系统采用水平方位步进电机和俯仰方向步进电机来追踪太阳的方位角和高度角，从而可以实时精确追踪太阳的位置。
上位机负责任意时刻太阳高度角和方位角的计算，并运用软件计算出当前状况下俯仰与水平方向的步进电动机运行的步数，将数据送给跟踪系统驱动器，单片机接收上位机送来的数据，驱动步进电机的运行。
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。
太阳能跟踪控制器硬件设计
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图 ３ １ 系统 总 体框 图 ．
图 ３ ３ 电源供 电 电路 ．
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１２ — ８
计算 机光盘 软件 与应用
２１ ０ １年第 ｌ ６期
Ｃ ｍ ｕ ｅ ＤＳ ｆ ｗ ｒ ｎ ｐ ｌ ｃ ｔｏ ｓ ｏ ｐ ｔ ｒＣ ｏ ｔａ ｅａ ｄＡ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ
ｃ ｎ ｇ ｒｔ ｎ８ｂｔａ ａｏ 。０ｄｇｔＩｃ ｎ ｅｔｒ ｓ ａ ｒｃ ｓｉｇ ｕ ｉ，ｈ ｔｄｏ ｅ ｉｔｎｉ ｉ ｕｔ Ｅ Ｒ ｏ ｆ ｕａｉ ，．ｉ ｎ ｌｇｔ．ｉｉ ｏ ｖ ｒ ｉ ｌｐｏ ｅ ｓ ｎｔ ｏｏ ｉｄ ｎｅ ｓ ｙ ｃｒ ｉＥ Ｐ ＯＭ ｉｃｉＬ ｉｄ ｓ ｉ ｏ ａ ｅ ｇ ｎ ｎ ｐ ｔ ｃ ， ｃｒｕｔ ＥＤ ｄｏ ｅ ，
ｏ ｔ ｕ ｗ ｅ． ｉ ｒｉｌ ｅ ｃ ｉｅ ｅ ｏａ ｒ ｃ ｎ ｙ ｔｍ ｏ ｔｏ ｈｅ ｒ ｎ ｔ ｅ ｙ ｔ ｍ ａ ｄ ｒ ｏ ｐ ｎｅ ｔ ｎ ｏ ｔｏ ｕ ｐ ｔｐｏ ｒＴｈＳ ａｔｃｅ ｄ ｓ ｒｂ ｓ ｔ ｓ ｌｒｔａ ｋｉｇ ｓ ｓｅ ｃ ｎｒ ｌｔ ｏ ｙ ａ ｄ ｓ ｓｅ ｈ ｒ ｗａ ｅ ｃ ｍ ｏ ｎ ｓ ａ ｄ ｃ ｎ ｌ ｈ ｈ ｒ ａｇ ｒ ｈ ． ｅ ｄ ｓｇ ｆ ａ ｔａ ｋｎ ｎ ｉ ｌ ｔ ｃｕ ｅ ｎ ｅｉｂ ｅ ｃ ｎ ｏ ｆ ｄ ａ． ｘ ｓ ｓ ｌｒｔａ ｋ ｎ ｙ ｔｍ ｒ ｖ ｓ ｔｅ ｌ ｏ ｉ ｍｓ功 ｅ ｉ ｎ ｏ ｒ ｃ ｉ ｇ ａ ｄ ｓ ｔ ｍｐｅ ｓ ｕ ｔｒ ｄ ｒ ｌ ｌ ｏ ｔ ｌ ｏ ｕ １ ｉ ｏ ａ ｒ ｃ ｉｇ ｓ ｓｅ ｉ ｏ ｅ ｒ ａ ａ ｒ ａ ｍｐ ｈ
软件 设计 开 发
电路 实时采 样得 到 的光 强数 据 ，即两 个 Ａ ６０仪用 放大器 采样 到 Ｄ２ （ ）电源供 电电路 三 Ｄ ００ 模 Ｐ 电路外 接 电源 从 Ｊ 输 入 ，整流二 极管 Ｉ４ ０ 起 到 防止 电源 的 电压 差值 ，通 过 Ａ Ｃ８ ９ 数转 换传入 ＣＵ之后 ，显示 到液 晶 ９ Ｎ ０７ 反 向 ， 以及 给 外 加 电源 滤 波 的 作 用 ， 紧 接 着 接 入 三 端 稳 压 器 屏 上 ，这样 可 以对 两路 光 强信 号进 行 实时 了解 。 Ｍ ７０ Ｔ的 Ｖ ｎ ，三端 稳压器 电压输入 端 Ｖｎ需 要一个 ｃ Ｃ８ ５ ｉ端 ｉ ３电容 （ ）模数 转换 电路 六 ｌｕ Ｏ Ｆ的 电容 进行滤 波 ，ＧＤ管脚接 地 。 Ｎ 本 设计 采用 的模数 转 换器件 是 Ａ Ｃ ８ ９ 它 是 Ｃ Ｏ 的 ８ Ａ Ｄ Ｄ０ ０ ， ＭＳ 位 ／ 转换器 ，片 内有 ８路模拟 开关 ，可控 制 ８ 个模 拟量 中 的一个进 入 （ 四）光 电检 测 电路 本设计使用 两个光敏二极 管作为光强 的检 测元件 ，每个 光敏二 转 换器 中。 Ｄ ０ ０ Ａ Ｃ８ ９的分辨 率为 ８位 ， 换 时间约 ｌＯｓ 转 Ｏｕ ，含锁存 极管分别接一个 总阻值 为 １Ｋ Ｏ 大小 的可 调 电阻 以及 ５ Ｖ电压， 作为一 控 制 的 ８ 多路 开关 ，输 出有三态 缓 冲器控 制 ，单 ５ 路 Ｖ电源供 电 。 Ａ Ｃ ８ ９引 脚连接 Ｄ ００ 路 光强检测 电路 。随着手 电筒模拟 太阳位 置的变化 ，即不 同光敏 二 极 管感受太 阳光 的光强变化 ，光 敏二极管 的阻值会相应 改变 ，则加 Ａ Ｃ ８ ９ 片有 ２ 条 引脚 ， Ｄ０ ０ 芯 ８ 采用 双列 直插式 封装 ， 图所示 。 如 在 光敏二极管两 端的电压也会 改变 ，则加在可 调电阻两端 的电压也 ＩＯ Ｉ７ Ｎ ￣ Ｎ ：８路模拟 量输 入端 。本设 计只 用 了 ＩＯ和 ＩＩ两路通 Ｉ ｑ Ｎ 肯定会产生变化 。在可调 电阻固定一个阻值大 小的情况下 ，手 电筒 道 ，分 别采 集水平 方 向 的电压差 值模 拟量 和垂直 方 向的 电压 模拟 在 不同位置 ，则 电阻两端的 电压也 会不 同；同时，手 电筒 固定一个 量 ，ＩＯ 第一 个 Ａ６ ０的 ０Ｔ端 口：Ｉ１ Ｎ接 Ｄ２ Ｕ Ｎ 接第 二个 Ａ ６０的 ＯＴ Ｄ２ Ｕ 位 置， 由于两个光敏 二极管想对 于光源 的位置和 角度也不相 同，则 端 口。 他六 个输入 通道 ， 其 全部 悬空 。因此 ， 需要在 ＩＯ和 Ｉ１ 只 Ｎ Ｎ Ｎ Ｎ 必然会导致两个光敏检测电路可调电阻输出的电压不同。将这一对 之 间进 行选 择 。如 果要 选择 ＩＯ和 Ｉ１通道 ，ｃ地址 线总 是置为
一种太阳能电池自动跟踪系统的设计
８ ３ ０Ｉ
图 ３ １ 统 总框 图 － 系
ｐ Ｃ
（ ）东 西或 南北 传 感器 电信 号差 大 于 ０ Ｖ 时 陈 － 、 ． ２ 列跟踪 ． 否则 不跟踪 （ 、 到异 常情 况像 自然灾 害 时 ． 四） 遇 能够 采取 相应 的保护措 施 ， ： 如 遇冰雹 时 ， 列走 到垂 直状 态 ； 阵 台风暴
图 ３ ２所 示 。 —
这 样 就 把 ＭＣ 一 Ｉ的 串行 端 口 （ＸＤ和 Ｒ Ｄ） Ｓ５ Ｔ Ｘ 转
负载
换成标准的 Ｒ 一３ Ｓ ２ ２接 口 ．只要 用 一 根 通 信 电 缆将 该 通 信 端 口与 Ｐ Ｃ机 的 Ｃ Ｍ Ｅ连 接 起 来 。 写 好 通信 软 Ｏ Ｉ 编 件 ． 者就 可 以通信 了 二 本 系统 主要 工作 都 在无人 端 ｆ 位 Ｖ ） 行 。 下 Ｌ进 外接 一 通 信接 Ｖ 的有人 端ｆ 位Ｖ ） Ｉ 上 ｔ主要完 成 如 下功 能 ： （ ） 在接 收 到无 人端 的告 警信 号 时 ， 制 指示 灯 一 、 控 亮 并发 出告 警信 号 ， 由打 印机 打印 出相 应 的信 息 。
Ｏ 本 系统 的上位机是 配有 Ｃ Ｍ１ Ｃ Ｍ２口的 Ｏ 和 Ｏ （ ） 九 、本系 统不 考虑 风 力发 电机及 油机 的 故 障处 Ｃ Ｍ 口 Ｐ Ｃ机 。 由于 Ｒ 一 ３ Ｓ ２ ２采 用 负 逻 辑 ． ： 辑 １ … Ｖ 即 逻 ：５ 理。 均视为 理想状态 。 １Ｖ； ５ 逻辑 ０＋ Ｖ ＋ ５ ：５ １Ｖ。而 ＭＣ 一 １ 片机 的输 入 、 Ｓ５ 单 输 ３ 总体 系统结构 及控 制过程 简 述 、 出电平均 为 １ Ｌ电平 ． Ｔ 两者 的 电气规 范不 一致 。 以为 所
光伏发电控制电路原理
光伏发电控制电路原理
光伏发电控制电路的原理主要包括以下几个方面：
1. 最大功率点跟踪：控制电路通过实时监测太阳能板的工作状态，自动调节负载的工作点，使得太阳能板始终运行在最大功率点附近。
这样可以最大化太阳能板的输出效率，提高整体发电量。
2. 防止逆向电流：当太阳能板输出电压较低时，控制电路需要防止逆向电流的产生，防止对太阳能板造成损坏。
3. 防止过充和过放：当电池电压过高或过低时，控制电路需要停止充电或放电，以保护电池不受损坏。
同时，当电池温度过高时，也需要停止充电或放电，以防止电池热失控。
4. 智能充电：控制电路会根据电池的电量状态，自动选择合适的充电模式，如涓流充电、恒流充电和恒压充电等，以保护电池的寿命和性能。
5. 故障保护：当发生故障时，如短路、过载等，控制电路会自动切断负载，保护电路安全。
6. 监控和报警：控制电路还会实时监测光伏发电系统的运行状态，一旦发现异常情况，如电池电量过低、太阳能板输出异常等，就会发出报警信号，提醒工作人员及时处理。
总的来说，光伏发电控制电路的原理就是通过一系列的自动控制和保护措施，确保光伏发电系统的安全、稳定、高效运行。
家用太阳能聚光器自动跟踪系统的设计
本设 计 中的家 用太 阳能 聚光器 自动跟 踪 部分 主要 由讯 号单 元 、 制单 元 、 行单 元 、 电池组 ４ 控 执 蓄 个 单 元组 成 ， 其原理 方框 图如 图 １ 示 。该 控制 器一 维跟踪 工作过 程 如下 ： 所 当太 阳光 沿聚 光器 主轴 照
・６ ・ Ｏ
西 北 轻 工 业 学 院 学 器 工 作 原 理 方 框 图
角 简称 正午 太 阳高度 ， 即一 日内太 阳在 当地 的最大 仰角 ） 其大 小 随纬度 和季节 变化 而有 规律 地 变化 。 ， 某 地正 午太 阳高度 可 以用下 面 的公 式来 计算 ：
宁铎 刘 莉 萍 李 莉 ， ，
（ ． 西 科 技 大 学 自动 控 制 工 程 系 ， １陕 陕西 咸 阳 ７ ２ ８ ；． 西 科 技大 学 科 技 处 ， 西 成 阳 １ ０ １ ２陕 陕 ７２８） １ ０ １
摘 要 ： 对 家用太 阳能聚 光 器 的使 用特 点 ， 计 了一 种 由讯 号 单元 、 制 单元 、 行 单 针 设 控 执
元 、 电 池 组 组 成 的 太 阳 能 聚 光 器 自动 跟 踪 系统 ， 系统 采 用 一 维 驱 动 、 维 跟 踪 的 伺 服 蓄 该 二
机 构 ， 有较 高的运 行可 靠性 。 具
关键 词 ： 阳能应 用 ； 太 自动 跟踪 ； 射 式聚光 反 中图分 类号 ： Ｋ５ ３ ４ Ｔ １ ． 文献 标识 码 ： Ａ
动跟 踪 ， 而南 北方 向的跟 踪 由东西运 行 的拖动来 实现 。 由于太 阳对 地球 某地 的仰 角在 一年 四季 中 的变
化是 不规 则 的 ， 果在 实 现南北 跟 踪时 只是 简单地 利 用机械 装 置使 原动 机 构 的转 动转 换 成步 进 式 的 如 平 动 来 改变 聚光器 倾 角 的话 ， 然会 导致 跟踪 误差 加 大 ， 此采 用 了凸 轮传 动机 构 ， 现 了精 确 的二 必 为 实 维跟 踪 ， 原理 如下 所述 。 其
光伏跟踪控制器说明书
太阳能自动跟踪控制器使用说明书
太阳跟踪器控制器安装在太阳能光伏装置上，根据太阳光的位置，驱动电机，带动机械转动机构，始终跟随太阳位置运动。
当太阳偏转一定角度时（一般5--10分钟左右），控制器发出指令，转动机构旋转几秒钟，到达正对太阳位置时时停止，等待下一个太阳偏转角度，一直这样间歇性运动；当阴天或晚上没有太阳出现时停止动作；只要出现太阳它就自动寻找并跟踪到位，全自动运行，无需人工干预，东西向、南北向二维控制，也可单方向控制，使用电源直流6--24伏，机械驱动装置根据用户要求订做，或为用户设计生产.适用于太阳灶的自动运行及太阳能电池板的自动跟踪。
1. 跟踪起控角度:1°--10°（不同应用类型）
2. 水平（太阳方位角）运行角度：Ⅰ型0°--270°
3. 垂直（太阳高度角）调整角度：10°--120°（太阳光与地面夹角）
4. 传动方式：丝杠、涡轮蜗杆、齿轮
5. 承载重量:10Kg-- 50Kg
7. 电机功率：0.4W--35W
8. 电源电压 DC6V--24V
9. 运行环境温度：-40--85℃
10.运行时间≥10万小时
11.室外全天候条件运行
接线方法：
直流12V
红线为正极，绿线为负极。
注意不要
接反，否则会烧坏传感器。
蓝黑线接东西电机，看其电机转向，反接可以改变方向。
黄白接南北电机，看其电机转向，反接可以改变方向。
太阳能发电自动跟踪系统技术方案
太阳能发电自动跟踪系统技术方案太阳能发电自动跟踪系统是一种能够根据太阳位置实时调整太阳能电池板角度的技术方案。
根据太阳的位置变化，自动跟踪系统可以最大程度地使太阳能电池板与太阳光源保持垂直，从而提高太阳能发电效率。
下面是一个关于太阳能发电自动跟踪系统技术方案的详细描述。
1.系统结构太阳能发电自动跟踪系统主要由以下组件组成：太阳能电池板、追踪装置、控制器和电池等设备。
太阳能电池板是核心组件，负责将太阳光转化为电能。
追踪装置通过电机和传感器实现对太阳能电池板角度的调整。
控制器则负责收集太阳位置信息，控制追踪装置的工作，并实时监测太阳能发电系统的工作状态。
2.工作原理太阳能发电自动跟踪系统的工作原理是基于太阳位置的实时计算和反馈控制的。
系统通过安装在太阳能电池板上的传感器，实时监测太阳位置，并将数据传输给控制器。
控制器会根据太阳位置信息，计算出太阳能电池板需要调整的角度，并通过追踪装置调整电池板的角度，使其面向太阳。
3.太阳位置计算太阳位置计算是太阳能发电自动跟踪系统的核心算法之一、根据地理位置和时间，可以通过公式计算出太阳高度角和方位角。
高度角表示太阳光线与地平面的夹角，而方位角表示太阳在东西方向上的位置。
利用这些数据，可以精确计算出太阳在天空中的位置。
4.追踪装置追踪装置是太阳能发电自动跟踪系统的核心部件之一、它包括电机和支架，能够根据控制器的指令，调整太阳能电池板的角度。
追踪装置可以分为单轴和双轴两种类型。
单轴追踪装置只能实现水平角度的调整，而双轴追踪装置还可以调整垂直角度。
5.控制器控制器是太阳能发电自动跟踪系统的关键组件之一、它负责收集太阳位置数据，并根据算法计算太阳能电池板需要调整的角度。
控制器还可以监测系统的工作状态，并根据环境条件进行智能调节，例如在阴天或夜间停止跟踪，以节省能源。
6.电池电池是太阳能发电自动跟踪系统的能量储存装置。
太阳能发电系统不仅可以随着太阳位置的变化而调整电池板的角度，同时也可以将多余的电能储存到电池中，以备不时之需。
基于LMPLC控制的太阳能自动跟踪系统之欧阳术创编
基于LM PLC控制的太阳能自动跟踪系统2011年08月24日 10:25 本站整理作者：网络用户评论（0）关键字：太阳能(237)PLC(516)LM(78)跟踪系统(9)摘要为了更好的利用太阳能，自动跟踪系统越来越多的应用于太阳能行业中。
基于可编程逻辑控制器(PLC)的太阳能电池板自动跟踪系统，包括硬件和软件两部分，其中硬件包括PLC 输入输出端口、信号处理单元、驱动部分;软件包括PLC的控制和监控程序两部分。
太阳能电池板自动跟踪系统使光伏电池板能实时跟踪太阳关照，从而最大限度的获得太阳能，有效地提高太阳能的利用率和光伏发电系统的效率，降低了光伏并网发电成本，具有理论研究意义和应用推广价值。
1 引言据测试，在太阳能电池板阵列中，相同条件下采用自动跟踪系统发电设备要比固定发电设备的发电量提高35%左右。
所谓太阳能跟踪系统是能让太阳能电池板随时正对太阳，让太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板的动力装置，能显著提高太阳能光伏组件的发电效率。
目前市场上所使用的跟踪系统按照驱动装置分为单轴太阳能自动跟踪系统和双轴太阳能自动跟踪系统。
从制手段上系统可分为传感器跟踪和视日运动轨迹跟踪(程序跟踪)。
传感器跟踪是利用光电传感器检测太阳光线是否偏离电池板法线，当太阳光线偏离电池板法线时，传感器发出偏差信号，经放大运算后控制执行机构，使跟踪装置从新对准太阳。
这种跟踪装置，灵敏度高，但是遇到长时间乌云遮日则会影响运行。
视日运动轨迹跟踪，是根据太阳的实际运行轨迹，按照预定的程序调整跟踪装置。
这种跟踪方式能够全天候实时跟踪，其精度不是很高，但是符合运行情况，应用较广泛。
从主控单元类型上可以分为PLC控制和单片机控制。
单片机控制程序在出厂时由专业人员编写开发，一般设备厂家不易再次进行开发和参数设定。
而学习使用PLC比较容易，通过PLC厂家技术人员的培训，设备使用厂家的技术人员可以很方便的学会简单的调试和编写，并且PLC能够提供多种通讯接口，通讯组网也比较方便简单。
太阳能自动跟踪系统的设计
太阳能自动跟踪系统的设计解决方案:跟踪系统驱动器接口电路步进电机驱动电路限位信号采集电路太阳能是已知的最原始的能源，它干净、可再生、丰富，而且分布范围广，具有非常广阔的利用前景。
但太阳能利用效率低，这一问题一直影响和阻碍着太阳能技术的普及，如何提高太阳能利用装置的效率，始终是人们关心的话题，太阳能自动跟踪系统的设计为解决这一问题提供了新途径，从而大大提高了太阳能的利用效率。
跟踪太阳的方法可概括为两种方式:光电跟踪和根据视日运动轨迹跟踪。
光电跟踪是由光电传感器件根据入射光线的强弱变化产生反馈信号到计算机，计算机运行程序调整采光板的角度实现对太阳的跟踪。
光电跟踪的优点是灵敏度高，结构设计较为方便;缺点是受天气的影响很大，如果在稍长时间段里出现乌云遮住太阳的情况，会导致跟踪装置无法跟踪太阳，甚至引起执行机构的误动作。
而视日运动轨迹跟踪的优点是能够全天候实时跟踪，所以本设计采用视日运动轨迹跟踪方法和双轴跟踪的办法，利用步进电机双轴驱动，通过对跟踪机构进行水平、俯仰两个自由度的控制，实现对太阳的全天候跟踪。
该系统适用于各种需要跟踪太阳的装置。
该文主要从硬件和软件方面分析太阳自动跟踪系统的设计与实现。
系统总体设计本文介绍的是一种基于单片机控制的双轴太阳自动跟踪系统，系统主要由平面镜反光装置、调整执行机构、控制电路、方位限位电路等部分组成。
跟踪系统电路控制结构框图如图1所示，系统机械结构示意图如图2所示。
任意时刻太阳的位置可以用太阳视位置精确表示。
太阳视位置用太阳高度角和太阳方位角两个角度作为坐标表示。
太阳高度角指从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角。
太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。
系统采用水平方位步进电机和俯仰方向步进电机来追踪太阳的方位角和高度角，从而可以实时精确追踪太阳的位置。
上位机负责任意时刻太阳高度角和方位角的计算，并运用软件计算出当前状况下俯仰与水平方向的步进电动机运行的步数，将数据送给跟踪系统驱动器，单片机接收上位机送来的数据，驱动步进电机的运行。
全自动跟踪太阳光伏发电设备控制器的设计
（ ｈｏ ｌ ｔｃＥ ｇｎｅｉ ｄＡ ｔ ｏｉ ， ｆｉ ｎｖｒｉ ｅｈｏｏｙ Ｈｅ ｉ２ ０ ０ ， ｈ ａ Ｓ ｏ ｌｆＥｅ ｒ ｎｉｅｒ ｇａ ｕｏ ｔ ｎ Ｈｅ ｉ ｓｙｏ ｃ ｎｌ ， ｆ ３０ ９ Ｃ ｉ ） ｃ ｏ ｃｉ ｎ ｎ ｍ ｏ ｅ Ｕ ｅ ｔ ｆＴ ｇ ｅ ｎ
摘 要 ： 细介 绍 了一种 全 自动 跟 踪 太 阳光伏 发 电设备 控 制 器 的基 本 原理 。 出 了 系统 的 检 测控 制 详 给
方 法 、 模 块 的硬 件 电路 及 软 件 设 计 方 法 各
关
键
词： 自动 跟踪 ；光伏发 电：控制 器
中 图分 类 号： Ｍ６ ５引言
能 源 是 人类 面 临 经济 发 展 和环 境 维 护平 衡 需 要解 决 的最 根本 最重 要 的问题 。太 阳能 是一 种极 为 丰 富 的清洁 能 源 。 同时 通 常最 普遍 且 最 方便 使 用 的 是 电能 。 而太 阳能光 伏发 电是最 有 应 用前 景 的太 因 阳能利 用方 式 。 目前 ， 光伏 发 电 的成 本 太高 ， 界各 世 国正 在积极 改 进 电池制 造工 艺，采 用 新技术 以提高
打 印输 出 ， 并且 具 有 自校 准 、 自诊 断 和 自测 试 功能 ， 同时可 以根据 测试 的结 果 进行 自动 控制 。 成 智 能 形 化控 制器 。
输 出交流 电流， 蓄 电池： 充电 电 压 充 电 电流， 温度 环境： 温度 光 强Ｅ 风速
＿— ＿ — 转 Ａ Ｄ 计 Ｉｏ ／ ／
防风保 护放翻开关
表 面光强Ｅ 换 采 ． 算 ． － ＿ ． 温度 报警开 关 ． 逆变器Ｄ ／Ｃ ＣＡ： ． 集 ．电 机 卡 计 的这 套 控 制 装 置 是 以工 控 计 算 机 作 为 检 测 与 控 输 出交流 电压 路 卡 蓄电池充放 电开关
太阳光自动跟踪控制器设计 OPA2132
太阳光自动跟踪控制器设计摘要近年，能源是人类面临经济发展和环境维护平衡需要解决的最根本最重要的问题。
太阳能是一种极为丰富的清洁能源，同时通常最普遍且最方便使用的是电能。
随着现代的能源越来越少，有些能源趋于匮乏状态。
所以我们就根据实际情况设计了一个“太阳光自动跟踪控制器”。
现在，我们居住的家园以太阳光最为普遍，它给我们带来了光和热，我们就要合理的利用光和热，来为我们服务。
我们就通过设计的“太阳光自动跟踪控制器”来实现太阳光跟踪。
我们设计的是根据光转换电来实现功能，首先，我们选光敏传感器来实现光电转换，其次，通过OPA2132PA来实现差分运算放大，再由继电器实现电机的正、反转，去控制翻转板的运动。
从而实现太阳光自动跟踪。
光敏传感器分别由两只光敏电阻串联交叉组合而成，每一组的两只光敏电阻中的一只为比较器的上偏置电阻，另一只为下偏置电阻：一只检测太阳光照，另一只检测环境光照，送至比较器输入端的比较电平始终为两者光照之差。
所以，本控制器能使太阳能接收装置四季全天候跟踪太阳光，调试简单，成本不高，运行可靠。
[关键词]：光敏电阻，OPA2132PA，继电器，直流电机，光电池翻转板。
目录摘要 (1)目录 (III)引言 (5)1 毕业设计的基本任务 (5)2 已有的实验基础和预期结果 (5)3 毕业设计所完成的主要内容 (5)第一章自动跟踪控制器概论 (6)1.1 概述 (6)1.2 设计原则 (6)1.2.1 通用性 (6)1.2.2 实用性 (6)1.3 系统组成及功能 (6)1.3.1 太阳光自动跟踪控制器的组成 (6)1.3.2 功能及工作原理介绍 (7)第二章设计方案与原理概述 (10)2.1 设计的要求 (10)2.1.1 光敏传感器 (10)2.1.2 OPA2132PA运算放大器 (10)2.1.3 继电器 (10)2.2 方案论证 (11)2.2.1 运算放大器的选择 (11)2.3 工作原理分析 (11)2.4 设计中注意的问题 (13)2.4.1 集成电路的选择和使用 (13)第三章设计实现 (14)3.1 PROTEL99SE概述 (14)3.2 电路原理图设计 (14)3.2.1 Protel99SE电路原理图常用工具栏 (14)3.2.2 电路原理图的设计步骤 (14)3.3 印制电路板设计 (15)3.3.1 Protel印制电路板设计工具的应用 (15)3.3.2 PCB布局布线规则 (15)3.3.3 印制电路板设计注意事项 (16)3.4 PROTEL99SE的一些小窍门 (17)3.5 PCB板的安装焊接 (17)3.5.1 元器件的安装 (18)3.5.2 PCB板的焊接 (18)第四章调试 (21)4.1 电路板元件的安装和焊接 (21)4.1.1 元器件的安装 (21)4.1.2 电路板元件的焊接 (21)4.2 电路板的调试 (22)4.2.1 装配工艺检查 (22)4.2.2 通电测试 (22)总结 (24)参考文献 (25)致谢 (26)附录 (I)附录1：太阳光自动跟踪控制器原理图 (I)附录2：太阳光自动跟踪控制器PCB板 (II)附录3：采用LM358作运放的原理图 (III)附录4：元器件清单 (IV)附录5：太阳光自动跟踪控制器实物图 (V)引言1 毕业设计的基本任务本毕业设计的基本任务是学习掌握自动跟踪控制器的基本原理和技术的实现，并在此基础上对该控制器进行扩展。
太阳能控制器电路 1
太阳能路灯控制器电路2例（组图）1 ．工作原理电路原理见图 1 所示。
该电路由以U5 为核心组成的蓄电池过充电控制电路、以U 4A ～U4D为核心组成的蓄电池电压指示电路及显示电压按钮开关KS1 电路、以U1B 组成的蓄电池过放电控制电路、以U1A组成的开灯检测控制电路、以U2 组成的开灯及延时熄灯及二次开灯定时控制电路，以及以控制三极管Q2驱动继电器组成的输出控制电路等组成。
现分别介绍如下。
(1) 过充电、过放电检测保护部分太阳能电池组件板或阵列由插口CZ1 的①脚输入，加至防反充电二极管D2 的正极．D2的负极接12V 蓄电池的正极，即CZ1 的③脚。
控制器在初始上电时，由于C4 的作用使U5②脚为低电平，③脚输出高电平，Q7 导通；Q8 截止，允许太阳能电池给蓄电池充电。
当蓄电池所充的电压小于14 ．4V 时，由R13 、(R38 十R39) 组成的串联分压电路送至U5 ②、⑥电压低于2 ／3 U5 的供电电压时，即小于6V，电路维持充电状态；随着充电时间的延长，蓄电池电压逐渐升高，当U5 ②、⑥的电压高于 2 ／ 3 U5 供电电压时，U5③脚输出低电平，Q7 截止、Q8 导通，给太阳能电池板泄放电流，停止对蓄电池充电。
在U5③脚输出低电平的状态下，其⑦脚导通，相当于将1140 并入电路中。
此时电路的分压比为：R38+ R39 ／／R40／IRl3+(R38+R39) ／／R40 ，不难算出，当蓄电池电压低于设定值13V 时．电路状态再次翻转，U5③脚输出高电平，允许蓄电池充电。
(2) 开灯检测方法与控制太阳能电池板是一个很好的光敏元件，其输出电流、电压能随着接受光的强度和照度变化而变化，本控制器就是利用这一原理实现开、关灯控制的。
太阳能电池板PVin 输入电压经R5 、R6 串联分压后；加至运放U 1A ②脚，其③脚接于R9 、R8+VR1的分压点上。
在白天，太阳能电池板在阳光的照射下输出电压很高，其经R5 、R6 分压后使运放U 1A②脚电压高于③脚，U 1A①脚输出低电平，Q1 截止，U2 无供电电压不工作，Q2截止，继电器不吸合，系统无输出电压，路灯不工作。
太阳能电池板自动跟踪控制系统的研究的开题报告
太阳能电池板自动跟踪控制系统的研究的开题报告一、选题背景太阳能电池板是目前应用最广泛的新能源设备之一，它可以将太阳能转化为电能，工业和农业生产、城市建设等领域都有广泛的应用。
然而，传统的太阳能电池板没有自动跟踪功能，不能自动调节太阳能的接收，会影响其转化效率，限制太阳能的利用效果。
针对这一问题，研究太阳能电池板自动跟踪控制系统成为当前研究的热点问题。
该系统可以通过自动调节电动机的转向和角度，使太阳能电池板始终正对太阳，最大限度地吸收太阳能。
因此，该系统的研究对于提高太阳能利用效率和推广太阳能技术具有重要的意义。
二、选题意义1. 完善太阳能利用技术：太阳能资源在全球范围内分布广泛，是一种清洁、可再生的能源，对于减少碳排放和缓解能源紧缺问题具有重要意义。
研究太阳能电池板自动跟踪控制系统可以提高太阳能的利用效率，进一步推广太阳能技术。
2. 促进经济发展和环保：太阳能电池板自动跟踪控制系统的研究可以节约能源资源，减少环境污染，对于推动经济发展和保护环境具有重要作用。
3. 增强本科生实践能力：本研究采用电气控制技术、机电系统原理等多学科知识，可以使学生从理论上掌握新能源技术的基本原理，从实践上增强电子工程创新能力。
三、研究内容和技术路线本研究旨在设计并实现太阳能电池板自动跟踪控制系统，主要包括以下内容：1. 太阳能电池板检测：采用光电传感器对太阳能电池板的位置和角度进行实时检测，实现太阳能电池板的自动跟踪。
2. 控制系统设计：采用单片机或FPGA等电子器件对太阳能电池板的跟踪控制进行设计，并实现控制算法的编写和调试。
3. 电动机控制：选用直流或交流电动机对太阳能电池板进行转向和角度调整，并优化控制算法和电路设计。
4. 系统实验测试：根据设计和实现的太阳能电池板自动跟踪控制系统，开展系统实验测试，验证系统的性能和稳定性。
技术路线如下：1. 确定光电传感器、电动机控制电路和单片机或FPGA等器件的型号和规格。
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双轴自动跟踪系统设计与研究一、引言近年来，随着全球对清洁能源需求的不断增加，太阳能作为一种绿色环保的能源形式，受到了广泛的关注和研究。
太阳能光伏系统的效率取决于太阳光的照射角度，而太阳能跟踪系统能够实时调整太阳能电池板的位置，以最佳角度接收太阳光，从而提高能源转化效率。
因此，对太阳能双轴自动跟踪系统的设计与研究具有重要意义。
二、太阳能双轴自动跟踪系统的工作原理太阳能双轴自动跟踪系统主要由光敏电阻、控制电路、电机、轴承和太阳能电池板等组成。
光敏电阻用于实时感知光照强度，然后通过控制电路对电机进行驱动，使太阳能电池板跟随太阳的运动。
该系统的工作原理如下：1. 光敏电阻感知：将光敏电阻安装在太阳能电池板的一侧，用于感知光照的强度。
电阻的电阻值与光照强度呈反比关系，因此可以通过电阻值来判断光照的强弱。
2. 控制电路驱动：利用控制电路对电机进行驱动，实现太阳能电池板的双轴自动跟踪。
控制电路根据光敏电阻感知到的电阻值来判断光照的强弱，并根据一定的算法计算出电机驱动的方向和速度，以实现太阳能电池板的准确跟随。
3. 电机驱动：太阳能双轴自动跟踪系统采用两个电机，分别用于水平轴和垂直轴的驱动。
电机通过与控制电路的配合，实现太阳能电池板的水平和垂直方向的旋转，使其能够跟随太阳的运动轨迹，并保持最佳接收太阳光的角度。
4. 轴承：太阳能电池板通过轴承连接到电机，以实现旋转。
轴承设计应具有较高的承载能力和较小的摩擦阻力，确保太阳能电池板的平稳运转。
三、太阳能双轴自动跟踪系统的设计要点1. 光敏电阻的选择：选择感光度高、响应速度快、稳定性好的光敏电阻，以确保系统能够准确感知光照强度变化。
2. 控制电路的设计：控制电路要能够准确判断光敏电阻感知到的光照强度，根据一定的算法计算出电机驱动的参数，并能够稳定、准确地驱动电机。
3. 电机的选用：选择符合系统需求的电机，应考虑电机的转速、转矩和功率等参数，并能够与控制电路进行良好的配合。
光伏电太阳自动跟踪器太阳跟踪电路[实用新型专利]
![光伏电太阳自动跟踪器太阳跟踪电路[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/db10f5fc0b4e767f5bcfce4d.png)
专利名称：光伏电太阳自动跟踪器太阳跟踪电路专利类型：实用新型专利
发明人：林其根
申请号：CN200920197525.3
申请日：20090928
公开号：CN201607644U
公开日：
20101013
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光伏电太阳自动跟踪器太阳跟踪电路，它包括比较电路和光敏传感电路，比较电路和光敏传感电路连接。
比较电路包括第一比较电路和第二比较电路；光敏传感电路包括第一光敏传感电路和第二光敏传感电路。
安装有本实用新型的太阳能接收装置一是能四季全天候跟踪太阳且跟踪效果好，二是调试简单。
申请人：嘉兴市奥博网络科技有限公司平湖分公司
地址：314200 浙江省平湖市当湖街道启元新村23幢1单元201室
国籍：CN
代理机构：杭州求是专利事务所有限公司
代理人：沈志良
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太阳能自动跟踪控制器电路图
现有的太阳能自动跟踪控制器无外乎两种：一是使用一只光敏传感器与施密特触发器或单稳态触发器，构成光控施密特触发器或光控单稳态触发器来控制电机的停、转；二是使用两只光敏传感器与两只比较器分别构成两个光控比较器控制电机的正反转。
由于一年四季、早晚和中午环境光和阳光的强弱变化范围都很大，所以上述两种控制器很难使太阳能接收装置四季全天候跟踪太阳。
这里所介绍的控制电路也包括两个电压比较器，但设在其输入端的光敏传感器则分别由两只光敏电阻串联交叉组合而成。
每一组两只光敏电阻中的一只为比较器的上偏置电阻，另一只为下偏置电阻；一只检测太阳光照，另一只则检测环境光照，送至比较器输入端的比较电平始终为两者光照之差。
所以，本控制器能使太阳能接收装置四季全天候跟踪太阳，而且调试十分简单，成本也比较低。
双运放LM358与R1、R2构成两个电压比较器，参考电压为VDD（＋12V）的 1/2。
光敏电阻 RT1、RT2与电位器 RP1和光敏电阻RT3、RT4与电位器RP2分别构成光敏传感电路，该电路的特殊之处在于能根据环境光线的强弱进行自动补偿。
如图1所示，将RT1和RT3安装在垂直遮阳板的一侧，RT4和RT2安装在另一侧。
当RT1、RT2、RT3和RT4同时受环境自然光线作用时，RP1和RP2的中心点电压不变。
如果只有RT1、RT3受太阳光照射，RT1的内阻减小，LM358的③脚电位升高，①脚输出高电平，三极管VT1饱和导通，继电器K1导通，其转换触点3与触点1闭合。
同时RT3内阻减小，LM358的⑤脚电位下降，K2不动作，其转换触点3与静触点2闭合，电机M正转；同理，如果只有RT2、RT4受太阳光照射，继电器K2导通，K1断开，电机M反转。
当转到垂直遮阳板两侧的光照度相同时，继由器K1、
K2都导通，电机M才停转。
在太阳不停地偏移过程中，垂直遮阳板两侧光照度的强弱不断地交替变化，电机M转——停、转——停，使太阳能接收装置始终面朝太阳。
4只光敏电阻这样交叉安排的优点是：（l）LM358的③脚电位升高时，⑤脚电位则降低，LM358的⑤脚电位升高时，③脚电位则降低，可使电机的正反转工作既干脆又可靠；（2）可直接用安装电路板的外壳兼作垂直遮阳板，避免将光敏电阻RT2、RT3引至蔽阴处的麻烦。
使用该装置，不必担心第二天早晨它能否自动退回。
早晨太阳升起时，垂直遮阳板两侧的光照度不可能正好相等，这样，上述控制电路就会控制电机，从而驱动接收装置向东旋转，直至太阳能接收装置对准太阳为止。