基于CAN总线太阳能电池自动跟踪控制器的设计.pdf

学兔兔 l 甸 似 基于CAN总线太阳能电池自动跟踪控制器的设计 Design of sunshine autotracker based on CAN bus 赵 涛 ，周 兵 ，薛 晖‘，汤 杰。 ZHAO Ta0ll ，ZHOU Bing’，XUE Hu．1I TANG Jie (1．南京工程学院 自动化学院，南京211167；2．南京工程学院先进数控技术江苏省高校重点建设实验室，南京211167) 摘 要：为了提高光伏电池的输出功率，针对多组光伏电池阵列，设计了一种基于CAN总线的太阳能 电池自动跟踪控制器，该控制器采用自定义协议格式实现控制器间的通信。文章介绍了光电 跟踪和定时跟踪两种跟踪模式的工作原理和自动切换原理，并详细介绍了控制器的系统结构、 主要硬件和软件组成。通过两种跟踪模式的相互配合实现了高精度的全天候自动跟踪。对跟 踪系统进行了实验验证 ，结果达到预定的性能指标。 关键词：自动跟踪；MCU；步进电机；CAN 中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：1 009—01 34(201 2)1 2(上)一01 O5一O4 Doi：1 0．3969I／J．issn．1 009-01 34．201 2．1 2(I-)．33 0 引言 域内，多块太阳能光伏电池阵列所处的经度和纬 度基本一致的情况，本文设计了基于CAN总线的 相对于其他可再生清洁能源，太阳能光伏发 太阳能电池自动跟踪控制器，用一套光电检测系 电具有储能无限性、存在普遍性、利用清洁性等 统和定时系统控制通过CAN总线实行多个太阳能 优点，是一种较理想的替代能源。随着计算机技术 光伏电池板对太阳的跟踪。设计的太阳光自动跟 和电力电子技术的发展，光伏发电系统中的电能 踪装置，能使太阳光始终保持与太阳能电池垂直， 变换与控制技术趋于成熟。我国是太阳能光伏电池 保持最大的输出功率，跟踪精度较高，具有很好 的主要生产国，但是光伏发电普及利用率却不高。 的实用价值。 这是由于太阳能电池的成本高，转化成电能的效 率低，因而制约光伏发电在我国的广泛应用。为了 1太阳光跟踪策略与系统设计 解决这一瓶颈问题，如何提高太阳能电池的转换 1．1跟踪策略 效率已成为研究的热点，其中采用太阳光自动跟 太阳光自动跟踪器设计成双轴跟踪系统，可以 踪装置是提高太阳能利用率的一个重要途径。我们 在方位角和高度角两个方向上跟踪太阳光，以保 通过实验发现，在相同的光照强度情况下，相对 证太阳光始终直射光伏电池，提高发电效率。考虑 于太阳光线垂直照射到电池板 (照射角为9O。)的 到定时跟踪和光电跟踪的特点和局限，采取了定 情况，当照射角为75。时，输出功率下降5％左 时跟踪和光电跟踪两种跟踪方法相结合的混合式 右；当照射角为45。时，输出功率下降15％；而 太阳光跟踪策略。以光电跟踪方式作为主要跟踪 当照射角为30。，输出功率下降了25％。