双踪太阳能光伏发电系统研究—张宝剑,高国红.pdf

安徽农业科学 , Journal of Anhu i A gri. Sci. 2010 , 38 ( 3) : 1446 - 1447 责任编辑 　张杨林 　责任校对 　卢瑶 双踪太阳能光伏发电系统研究 张宝剑 ,高国红 　(河南科技学院信息工程学院 , 河南新乡 453003) 摘要　提出了一种基于单片机的自给动力的太阳能自动跟踪系统设计方法 。该方法利用硅光电池散片作为传感器 ,通过单片机控制机 械转动装置 ,根据太阳光方向自动调整太阳能电池板方向, 自动跟踪太阳,系统自给电力 ,功耗小。经测试 ,该系统可以有效提高太阳能 的利用率 ,特别适用于城市园林设施和交通照明。 关键词　硅光电池 ; 双轴驱动; 自动跟踪; 园林 ( ) 中图分类号　TP 273　　文献标识码　A　　文章编号　0517 - 6611 2010 03 - 01446 - 02 　　太阳能作为一种清洁无污染的能源 , 发展前景非常广 太阳能电池自动跟踪系统主要分为机械部分和太阳自 阔, 太阳能发电已成为全球发展速度最快的技术[ 1] 。但是 动跟踪控制电路部分 。机械部分主要由硅光电池传感检测 太阳能的利用受地形、地势、位置 、云雨等自然条件的影响很 电路、双轴机械跟踪定位系统和蓄电池构成 ;太阳自动跟踪 大 ,存在着间歇性和光照方向、强度随时间不断变化的问题 , 控制电路主要由传感信号处理电路、单片机电路、驱动电路 这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求 。目前很多 等几部分组成 。整个装置达到以下 目标 : ①工作安全可靠 , 太阳能电池板阵列基本上都是固定的, 没有充分利用太阳 保证电池板在设计跟踪时间内都能正对太阳; ②夜间自动返 能资源 , 发电效率低下。据研究 , 在太阳能光发电中, 相同 回原始工作位置 , 以备第 2 天工作需要 ; ③具有故障诊断功 条件下 , 采用自动跟踪发电设备要比固定发电设备的发电 能 ,在转动机构失效时 ,使电池板停止工作运转 ,防止损坏机 量提高 30% [ 2 ] 。笔者提出一种新型的利用自制传感器监测 构 ; ④采用硅光电池和蓄电池配合自给动力 ,不需外置电源 ; 太阳的照射角度 ,利用硅光电池自给动力的太阳自动跟踪系 ⑤采取间歇性工作方式 , 以节省电能消耗 。 统 , 该系统不仅结构简单、成本低 , 而且跟踪过程不必人工 跟踪系统采用 4 片 1 cm2 硅光电池散片组成传感器 , 2 干预 , 在天气变化比较复杂的情况下 , 系统也能正常工作 , 片 1组 ,夹角在 30 °～60 °,组成楔形光电传感器 ,分别检测太 有广阔的应用前景 。并根据该跟踪系统的设计思想 , 进行 阳的水平角度和垂直角度 ,通过驱动电路控制机械部分 。 了应用模拟试验 。 机械部分采用双轴机械跟踪定位系统 ,主要由电池板支 1　系统的构成与工作原理 架、底座、两转动轴和直流水平驱动电机构成 ,整个太阳能电 自动跟踪系统主要用于驱动 10 ～20 kW 的太阳能电池 池板及硅光电池检测装置安装在图 1 中上部的电池板支架 板 ,太阳能电池板架由初始位置自东向西自动跟随太阳相对 上 。跟踪装置设计成双轴机械跟踪定位系统 , 可以同时在 运动的方向按间歇方式分段转动 ,从而使光伏发电系统的太 水平方位角和垂直高度角 2 个方向上跟踪 。在驱动电路的 阳能电池板保持在较大的功率输出状态 。日落后 ,旋转控制 控制下可以使电池板在水平方向上的 270 °和垂直方向上的 电路中的回转复位电路自动启动 ,带动光伏发电系统的太阳 0～90 °自由旋转 。水平和垂直控制系统分别有 自己的传感 能电池板架回转至初始位置 ,并处于休眠状态 。早晨 ,太阳