光伏发电自动跟踪系统

【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
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP277
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 课题背景8
• 1.2 太阳能的特点与优势8-9
• 1.3 国内外太阳能应用的现状9-10
• 1.4 课题内容10-11
• 1.5 本文的结构11-12
• 第二章 光伏发电系统的基本组成及基本原理12-27
• 2.1 概述12
• 2.2 太阳能电池12-16
• 2.2.1 太阳能电池工作原理12-13
• 2.2.2 太阳能电池的种类13-14
• 2.2.3 光伏阵列特性14-16
• 2.3 贮能蓄电池组16-18
• 2.4 太阳能充放电控制器18-27
• 2.4.1 充电控制18-24
• 2.4.2 放电保护24-27
• 第三章 太阳辐射能量分析27-30
• 3.1 日照时间和位置的计算27-29
• 3.2 太阳辐射能的有关计算29-30
• 第四章 自动跟踪系统的总体设计方案30-42
• 4.1 控制方法的确定30-37
• 4.1.1 该领域现有的控制方法30-32
• 4.1.2 本课题控制方法的提出32
• 4.1.3 单轴自动跟踪系统数学模型的建立32-34
• 4.1.4 单轴自动跟踪系统与双轴自动跟踪系统的发电效率比较34-37
• 4.2 设计任务37
• 4.2.1 设计目标37
• 4.2.2 设计要求37
• 4.3 总体设计方案37-39
• 4.3.1 硬件设计方案37-38
• 4.3.2 软件设计方案38-39
• 4.4 可靠性设计39-42
• 4.4.1 单片机应用系统的硬件抗干扰技术39-40
• 4.4.2 单片机应用系统的软件抗干扰技术40-42
• 第五章 自动跟踪控制电路的设计42-52
• 5.1 总体设计方案42-43
• 5.2 单片机控制单元43-50
• 5.2.1 芯片的选择43-46
• 5.2.2 实时时钟46-49
• 5.2.3 场效应管49-50
• 5.3 印制板电路的制作50-52
• 第六章 自动跟踪系统程序设计52-60
• 6.1 编程语言的选择52-53
• 6.2 主程序设计53-56
• 6.3 电机驱动程序设计56-57
• 6.4 数据采集、处理程序设计57-58
• 6.4.1 数据采集子程序57
• 6.4.2 数据处理子程序57-58
• 6.5 定时器中断服务程序设计58-60
• 第七章 调试系统设计60-69
• 7.1 开发手段的选择60
• 7.2 通讯系统硬件设计60-62
• 7.2.1 单片机串口通讯系统简介60-62
• 7.3 串口发送程序设计62-63
• 7.4 通讯系统主机软件设计63-69
• 7.4.1 引言63-64
• 7.4.2 通讯控件MSCOMM 介绍64-66
• 7.4.3 通信程序设计66-69
• 第八章 结论与展望69-70
• 参考文献70-72
• 致谢72-73
• 作者简介73-74
• 附录74

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