太陽能板自動追光系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

【摘要】：傳統(tǒng)的礦物能源瀕臨枯竭,且使用過程中容易造成環(huán)境污染,在這種情況下,可再生的清潔能源的利用顯得日益緊迫。太陽能具有可再生、分布地域廣、使用清潔、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)勢,是理想的新能源,其開發(fā)使用是解決能源短缺、溫室效應(yīng)和環(huán)境污染等問題的有效途徑。 在傳統(tǒng)的太陽能采集裝置中,以固定接收的居多。而采用自動接收裝置,可以大大提高太陽能的采集效率。本文開發(fā)了一套太陽自動追蹤系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠使得太陽能電池板始終垂直于太陽光線,最大限度的采集太陽能。在保證成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單的前提下,實(shí)現(xiàn)了較高的跟蹤精度。 本文所研究的太陽能板自動追光系統(tǒng)以單片機(jī)PIC16F877為控制核心,通過RS485總線與上位機(jī)相連,實(shí)現(xiàn)了集中控制。系統(tǒng)采用的追蹤策略是以視日運(yùn)動軌跡追蹤為基礎(chǔ),采用傾角傳感器進(jìn)行誤差校正,保證了系統(tǒng)的精確性和穩(wěn)定性。單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動,使得太陽能電池板跟蹤太陽,并同時檢測充電電路和供電電路的工作狀態(tài),當(dāng)出現(xiàn)異常時及時斷開電路。傾角傳感器提供太陽能電池板的方位角和傾仰角,反饋給系統(tǒng)進(jìn)行位置校正。上位機(jī)事先計算出太陽在預(yù)定時刻的方位,通過RS485總線傳送給單片機(jī),負(fù)責(zé)在上下位機(jī)之間的通訊控制,并顯示出各個太陽能控制節(jié)點(diǎn)的工作狀態(tài)。軟件部分采用模塊化設(shè)計思想,利用C語言編程實(shí)現(xiàn)。 最后的軟硬件聯(lián)合調(diào)試表明,系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動、精確的跟蹤太陽,滿足了集中控制的要求,達(dá)到了設(shè)計的目的。 【關(guān)鍵詞】：傾角傳感器 視日運(yùn)動軌跡追蹤 太陽追蹤 單片機(jī)
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目錄6-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 課題背景9-13
• 1.1.1 能源短缺與環(huán)境污染9-10
• 1.1.2 太陽能的優(yōu)勢10-11
• 1.1.3 我國的太陽能資源分布11-13
• 1.2 研究目的及意義13-14
• 1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析14-19
• 1.3.1 太陽能利用現(xiàn)狀14-16
• 1.3.2 太陽能追蹤現(xiàn)狀16-19
• 1.4 論文的主要工作及總體結(jié)構(gòu)19
• 1.5 本章小結(jié)19-20
• 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計20-30
• 2.1 太陽能光電轉(zhuǎn)換原理及設(shè)備構(gòu)成20-22
• 2.1.1 太陽能電池原理及分類20-21
• 2.1.2 蓄電池原理及使用21-22
• 2.2 太陽追蹤方案22-24
• 2.2.1 追蹤方案的確定22
• 2.2.2 視日運(yùn)動軌跡中太陽位置的計算22-24
• 2.3 組網(wǎng)方案24-26
• 2.3.1 組網(wǎng)方案設(shè)計與選擇25-26
• 2.3.2 485簡介26
• 2.4 系統(tǒng)總體設(shè)計26-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 硬件系統(tǒng)設(shè)計30-43
• 3.1 硬件系統(tǒng)總體方案30-31
• 3.2 單片機(jī)介紹31-32
• 3.3 傾角傳感器介紹32-33
• 3.4 電機(jī)驅(qū)動電路設(shè)計33-34
• 3.5 時鐘電路設(shè)計34-36
• 3.6 存儲電路設(shè)計36-39
• 3.7 485電路模塊39-40
• 3.8 電流檢測模塊40-41
• 3.9 電壓檢測模塊41-42
• 3.10 本章小結(jié)42-43
• 第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計43-53
• 4.1 軟件開發(fā)環(huán)境介紹43-45
• 4.1.1 上位機(jī)軟件開發(fā)環(huán)境介紹43
• 4.1.2 單片機(jī)軟件開發(fā)環(huán)境介紹43-45
• 4.2 系統(tǒng)程序總體介紹45
• 4.3 上位機(jī)程序介紹45-48
• 4.3.1 上位機(jī)程序流程45-46
• 4.3.2 通信協(xié)議的建立46-47
• 4.3.3 主要通信過程分析47-48
• 4.4 下位機(jī)程序介紹48-52
• 4.4.1 控制板程序介紹48-50
• 4.4.2 采集板程序介紹50-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 第五章 系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)現(xiàn)53-56
• 5.1 調(diào)試工作53-54
• 5.2 系統(tǒng)測試54-55
• 5.3 本章小結(jié)55-56
• 第六章 總結(jié)展望56-58
• 6.1 總結(jié)56
• 6.2 展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 致謝62

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