太阳能电池板照射角自动跟踪系统毕业设计.doc

太原理工大学 毕业设计（论文）任务书 毕业设计（论文）题目： 太阳能电池板照射角自动跟踪系统设计 毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）： 要求设计能够自动跟踪太阳以调整太阳能电池板光照摄射角度的系统，以提高太阳能电池的光—电能量转化率。 太阳能电池板在0—180℃内自动跟踪太阳，使入射光垂直照射； 2、根据季节变化太阳能电池板可调整维度； 该设计的自动跟踪系统使用此太阳能电池板供电力工作； 4、使用该系统后应使用太阳能电池板提高效率≥5% ； 5、此设计系统能够长期室外运行。 第1页  毕业设计（论文）主要内容： 1、调查了解目前太阳能电池板的使用情况、测试垂直照射和不垂直照射的工作效率； 2、查阅资料，掌握MCS—51单片机、控制电机及相关电路的工作原理及应用方法； 3、按本任务书要求完成设计 第2页  毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）： 1、实习报告。 2、查阅资料记录。 3、毕业设计说明书（包括电路原理图）。 4、设计程序、图纸的电子文档。 第3页  主要参考文献（资料）： 1、《单片机原理》教材 2、《控制电机》教材 3、《传感器原理及检测技术》教材 4、《模拟电子技术》教材 5、太阳能电池的有关资料（自己检索） 6、相关的地理、天文资料（自己检索） 专业班级 自动化2005级05班 学生 要求设计(论文)工作起止日期 2009年2月16日—200年6月20日 指导教师签字 日期 教研室主任审查签字 日期 系主任批准签字 日期 第4页摘要 - 1 - 一、概述 - 3 - （一）能源与环保 - 3 - 1.能源短缺 - 3 - 2.环境污染 - 3 - 3.温室效应 - 3 - （二）太阳能的特点 - 4 - （三）国内外太阳能应用的现状 - 5 - （四）几种主要的太阳能发电装置 - 6 - 1.塔式太阳能发电系统 - 6 - 2.聚光光伏发电系统 - 7 - 3.碟式太阳能发电系统 - 8 - （五）太阳能跟踪技术现状 - 10 - （八）本章小结 - 22 - 二、跟踪系统的设计构想及框架 - 23 - （一）跟踪系统的设计要求 - 23 - （二）跟踪系统的组成 - 23 - 1.太阳能采集装置 - 24 - 2.转向机构 - 24 - 3.控制部分 - 25 - 4.贮能装置 - 25 - 5.逆变器 - 25 - 6.控制器 - 26 - （三） 太阳照射规律 - 26 - 1.地球围绕太阳的运行规律 - 26 - 2.太阳高度角和方位角的确定 - 27 - （三）本章小结 - 30 - 三、机械部分的设计 - 31 - （一）整体框架的设计 - 31 - （二）减速装置的选型 - 32 - （三）驱动电机的选型 - 33 - （四）本章小结 - 34 - 四、控制部分的设计 - 36 - （一）控制器 - 36 - 1.匹配系统 - 36 - 2.并联调节器 - 38 - 3.串联调节器 - 39 - （二）单片机的选型 - 40 - 1.结构框图: - 40 - 2.AT89C51的引脚 - 41 - （三）计时芯片的选型 - 45 - （四）步进电机驱动芯片的选型 - 47 - （五）整体电路图的设计 - 50 - （六）本章小结 - 50 - 五 程序部分的设计 - 51 - （一）流程图设计 - 51 - （二）程序设计 - 53 - （三）本章小结 - 57 - 结论与展望 - 58 - 参考文献 - 59 - 致谢 - 60 - 外文文献 - 61 - （一）原文 - 61 - （二）翻译 - 66 - 摘要 随着以常规能源为基础的能源结构随着资源的不断耗用将越来越适应可持续发展的需要，包括太阳能在内的可再生资源将会越来越受到人们的重视。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这十分广阔的应用前景。 本设计尝试设计一种能够自动跟踪太阳光照射角度的双轴自动跟踪系统以提高太阳能电池的光-电转化率。该系统是以单片机为核心，利用太阳轨道公式进行太阳高度角及方位角计算，并利用计时芯片以及步进电机驱动双轴跟踪系统，使太阳能电池板始终垂直于太阳入射光线，从而提高太阳能的吸收效率。 目前本设计仅通过简单的计算公式得到的数据，对东西向进行每小时一次的角度改变，南北向进行每天一次的角度改变，再通过单片机的判断进行每晚的东西向回归控制以及每半年的南北向跟踪方向的改变控制。 由于时间及作者目前的知识限制，跟踪系统只是进行粗略的角度跟踪，有较大误差，今后如有机会再进行改进。 关键字：太阳能电池 太阳照射角 自动跟踪 单片机 步进电机 Abstract With the conventinuous cons