太陽能光伏系統(tǒng)的自動跟蹤式裝置

【摘要】：本文嘗試設計了一種基于單片機的太陽能光伏系統(tǒng)的自動跟蹤式裝置。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中使用太陽自動跟蹤裝置能有效提高太陽能的發(fā)電量。因此,本文的研究課題對提高光伏發(fā)電效率和促進光伏發(fā)電的推廣應用具有重要的意義。 論文首先介紹了太陽能電池的原理和影響輸出的因素,接著分別說明了獨立光伏系統(tǒng)的各個組成部分,然后介紹了獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)容量的計算方法,使用這種計算方式能使發(fā)電系統(tǒng)的能量利用率提高、成本降低。 目前光伏發(fā)電系統(tǒng)一般都采用固定安裝的形式,本文設計的雙軸自動跟蹤裝置以單片機為核心,根據(jù)太陽運行規(guī)律的數(shù)學公式計算出太陽赤緯角和時角,以此為理論依據(jù),裝置從時鐘芯片中讀取當前具體時間,然后通過步進電機驅(qū)動芯片使雙軸跟蹤裝置轉(zhuǎn)動相應的角度。一天的東西方向跟蹤結(jié)束以后,還要通過單片機控制東西向的電機回歸初始位置,南北向的電機也要轉(zhuǎn)過計算所得的角度調(diào)整位置,使太陽能電池板一年四季始終朝向太陽位置,從而提高光伏系統(tǒng)的發(fā)電效率 由于本跟蹤裝置在東西向和南北向都是按照時間均勻轉(zhuǎn)動的,而且轉(zhuǎn)動的角度也是通過數(shù)學公式計算出來的理論值,實際太陽的赤緯角和時角隨著季節(jié)的變化不是均勻的,導致系統(tǒng)長時間運轉(zhuǎn)后跟蹤精度會偏移,需要定期進行校正。 【關鍵詞】：太陽能 光伏發(fā)電 自動跟蹤 單片機
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TM914.4;TP368.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 引言9-14
• 1.1 能源及環(huán)境污染問題9
• 1.2 太陽能及光伏發(fā)電的優(yōu)勢9-10
• 1.3 太陽能光伏發(fā)電的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.4 太陽自動跟蹤裝置的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.5 本文主要研究的內(nèi)容12-14
• 第2章 獨立太陽能光伏系統(tǒng)14-23
• 2.1 太陽能電池的原理14-16
• 2.2 太陽能電池輸出的影響因素16-17
• 2.3 獨立光伏系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)17-19
• 2.4 獨立光伏系統(tǒng)的容量計算19-23
• 第3章 太陽自動跟蹤裝置23-29
• 3.1 太陽跟蹤裝置概述23
• 3.2 太陽跟蹤裝置分類23-26
• 3.3 固定式與跟蹤式光伏系統(tǒng)對比26
• 3.4 太陽運行規(guī)律26-28
• 3.5 本文研究的太陽跟蹤裝置28-29
• 第4章 跟蹤裝置的硬件選型29-33
• 4.1 機械結(jié)構(gòu)29-30
• 4.2 減速器30-31
• 4.3 驅(qū)動電機31-33
• 第5章 跟蹤裝置的控制33-42
• 5.1 控制方案33-34
• 5.2 單片機選型34-37
• 5.3 時鐘芯片的選型37-38
• 5.4 步進電機驅(qū)動芯片選型38-40
• 5.5 整體電路圖的設計40-42
• 第6章 跟蹤裝置的程序設計42-52
• 6.1 程序流程圖設計42-44
• 6.2 控制程序設計44-50
• 6.3 實驗結(jié)果分析50-51
• 6.4 誤差分析51-52
• 結(jié)論與展望52-53
• 參考文獻53-55
• 致謝55

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