【2018年必威体育精装版整理】太阳能自动跟踪控制器论文.doc

电子产品创作设计课程项目设计论文 题目：太阳能自动跟踪控制器设计 院系: 电子工程学院 班级: 020813 作者：XXX(020813XX) XX(020813XX) XX(020813XX) XX(020813XX) XX(020813XX) 西安电子科技大学 太阳能自动跟踪控制器设计 摘要：太阳能跟踪控制器是能够保持太阳能电池板随时正对太阳，使太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板的动力装置，能够显著提高太阳能光伏组件的发电效率。由于地球的自转，相对于某一个固定地点的太阳能光伏发电系统，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，太阳的光照角度时时刻刻都在变化，有效的保证太阳能电池板能够时刻正对太阳，发电效率才会达到最佳状态。目前世界上通用的太阳能跟踪控制器都需要根据安放点的经纬度等信息计算一年中的每一天的不同时刻太阳所在的角度，将一年中每个时刻的太阳位置存储到PLC、单片机或电脑软件中，也就是靠计算太阳位置以实现跟踪。采用的是电脑数据理论，需要地球上不同经纬度地区的特定数据和设定，一旦安装，就不便移动或装拆，每次移动完就必须重新设定数据和调整各个参数；原理、电路、技术、设备都很复杂，非专业人士不能够随便操作。 此次设计电路运用双运放和两个电阻构成两个电压比较器，利用光敏电阻和电位器构成光敏传感电路。从而使装置可以根据光线的强弱进行自动补偿。根据光照的不同，控制继电器的导通，进而控制电机转动。在太阳不停的偏移过程中，使电机转——停交替，从而使太阳能接收装置始终面朝太阳。 关键词： 太阳能 光敏传感器 太阳能定位 太阳能跟踪系统 一、 前述 能源是人类面临经济发展和环境维护平衡需要解决的最根本最重要的问题。太阳能是一种极为丰富的清洁能源，同时通常最普遍且最方便使用的是电能。因而太阳能光伏发电是最有应用前景的太阳能利用方式。目前，光伏发电的成本太高，世界各国正在积极改进电池制造工艺。采用新技术以提高转换效率，降低光伏发电的成本。全自动跟踪太阳发电设备从控制技术出发，采用新的光伏发电装置技术，与固定式相比发电能力提高35％，成本下降25％。目前，我国能源短缺，环境保护也是谈论的重要话题，地球每天收到的太阳能约4×1015千瓦时，相当于2.5×108万桶石油，并且太阳能清洁无污染、取之不尽、用之不竭。与此同时，我国每年接收到335～873 kj／cm 2 太阳能利用率不高的原因介于其：分散性、方向性及不稳定性。 为提高太阳能的利用率，设计太阳跟踪系统，使太阳光永远垂直照射在接收面上并且提高太阳能的吸收率和转化率。 现有的太阳能自动跟踪控制器无外乎两种：一是使用一只光敏传感器与施密特触发器或单稳态触发器，构成光控施密特触发器或光控单稳态触发器来控制电机的停、转；二是使用两只光敏传感器与两只比较器分别构成两个光控比较器控制电机的正反转。由于一年四季、早晚和中午环境光和阳光的强弱变化范围都很大，所以上述两种控制器很难使大阳能接收装置四季全天候跟踪太阳。 本文简要介绍从硬件方面对太阳能自动跟踪控制器进行设计、制作，从而完善已有太阳能自动跟踪控制器的不足之处。 本控制器能使太阳能接收装置四季全天候跟踪太阳，而且调试十分简单，成本也比较低。且在跟踪过程中能自动记忆和更正不同时间的坐标位置,不必人工干预, 特别适合天气变化比较复杂和无人值守的情况,有效地提高了太阳能利用率, 有较好的推广应用价值。 二、电路原理与设计： (一) 电路原理 控制电路包括两个电压比较器，设在其输人端的光敏传感器则分别由两只光敏电阻串联交叉组合而成。每一组两只光敏电阻中的一只为比较器的上偏置电阻，另一只为下偏置电阻；一只检测太阳光照，另一只则检测环境光照，送至比较器输人端的比较电平始终为两者光照之差。所以，本控制器能使太阳能接收装置四季全天候跟踪太阳，而且调试十分简单，成本也比较低。 电路原理图 电路原理图如图1所示，双运放LM358与R1、R2构成两个电压比较器，参考电压为VDD（＋12V）的 1/2。光敏电阻 RT1、RT2与电位器 RP1和光敏电阻RT3、RT4与电位器RP2分别构成光敏传感电路，该电路的特殊之处在于能根据环境光线的强弱进行自动补偿。 太阳能接收装置示意图 如图2所示，将RT1和RT3安装在垂直遮阳板的一侧，RT4和RT2安装在另一侧。当RT1、RT2、RT3和RT4同时受环境自然光线作用时，RP1和RP2的中心点电压不变。如果只有RT1、RT3受太阳光照射，RT1的内阻减小，LM358的③脚电位升高，①脚输出高电平，三极管VT1饱和导通，继电器K1导通，其转换触点3与触点1闭合。同