太阳能光伏发电追日系统研究

摘要

随着社会和经济的迅速发展,能源问题越来越严重,此时,太阳能作为一种清沽无污染、储量丰富的新型能源愈来愈被人们所青睐。全球都在注重太阳能的利用,并且都在加大力度对太阳能进行研究,太阳能光伏发电系统就是研究的重点之一。当前大部分的太阳能光伏发电站选用的是同定式的光伏方阵,如此形式的电站对太阳能的利用率很低。研究表明,同样的光照条件下,只有当光伏电池板受到太阳光线的垂直照射时,太阳能的转换效率是最高的,所以研究一种可以追踪太阳的太阳能光伏发电系统成为了当下可以提高太阳能利用效率的一种有效的途径。目前许多带有追踪装置的光伏发电系统已经得以实施,但是大部分的追踪装置的造价都相对比较高,这无疑就大大提高了光伏发电的成本,因此,研究一种低成本的太阳能追踪系统具有很大的现实意义。
　　本文主要研究并设计了一种低成本的太阳双轴追踪系统的实验样机,该系统以STC12C5A60S2单片机作为主控制芯片,以两个步进电机作为主要执行机构,并利用两组光敏电阻自制了光电检测电路。系统运行时,单片机收集并分析光电检测电路的信息,然后控制两个步进电机进行转动,进而改变电池板的方位和高度,使太阳光线尽最的一直射在电池板上,提高发是效率。为了解决布线的麻烦,本系统还使用了短距离的无线通信代替传统的有线通信模式,使得系统可以实时的将一些必要的数据(温度、电池板的发电电压等)传送回PC上位机。对于本文所设计的实验样机,我们通过大量的实验验证了这种低成本实验样机的州‘行性,它可以有效的提高光伏发电系统的发电效率。

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1 绪论

1.1研究背景及意义

1.2 国内外光伏发电发展现状

1.3 太阳自动追踪技术的研究现状及趋势

1.4 本论文的主要研究内容及结构

2 系统的总体架构

2.1 引言

2.2 系统总体设计

2.3 系统机械结构的设计

2.4 本章小结

3 系统的硬件电路设计

3.1 主控制芯片的选择

3.2 光电传感器的设计

3.3 步进电机驱动电路的设计

3.4 无线数据采集电路

3.5 温度传感器

3.6 系统电源电路设计

3.7 本章小结

4系统的软件设计

4.1系统装置的控制程序设计

4.2 无线通信程序设计

4.3 上位机程序

4.4 本章小结

5 系统测试

5.1 系统总体实验

5.2 实验数据分析

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 研究总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献