基于PLC太阳能光伏跟踪发电系统设计.docxVIP

摘要

太阳能作为一种可以永续使用的绿色可再生能源，有着巨大的开发应用潜力。但由于光伏电池的输出特性与外界环境因素的变化有很大关系，目前大规模量产的光伏电池光电转换效率仍然不高且价格昂贵。光伏发电自动跟踪装置是提高太阳能利用率，降低光伏发电成本的有效途径。研究精确的太阳跟踪装置，可使光伏电池板接收到更多的太阳辐射能量，增加发电量。本文实现了用廉价的光敏元件和单片机电路进行太阳跟踪的功能。

本文首先分析了太阳运行规律，在对比目前常用跟踪方法的基础上，采用光电检测方式为主，并与视日运动轨迹追踪方式相结合的跟踪策略，改进了以往的跟踪方式。使系统不仅能在晴天下追踪太阳，阴天情况下也能正常追踪。此外，为了确保跟踪的结果准确，在方位角和高度角调整之后，增加了一组传感器电路进行跟踪结果的验证。

通过对控制系统所实现的功能分析，论文完成了跟踪系统的硬件和软件设计。主要内容包括：单片机接口电路设计、显示电路、光强检测电路设计、控制执行部件设计以及光电跟踪和视日运动轨迹跟踪模块的软件设计。最后还根据实际情况提出了改进方案和处理快云遮问题的新方法。

本文所设计的光伏发电自动跟踪系统结构简单，成本低廉，运行稳定，可广泛应用于并网和离网光伏发电系统。

关键词：光伏跟踪；发电系统；单片机

Abstract

Solarenergy,asasustainablegreenandrenewableenergysource,hasenormouspotentialfordevelopmentandapplication.However,duetothesignificantrelationshipbetweentheoutputcharacteristicsofphotovoltaiccellsandchangesinexternalenvironmentalfactors,thephotovoltaicconversionefficiencyoflarge-scaleproductionofphotovoltaiccellsisstillnothighandexpensive.Theautomatictrackingdeviceforphotovoltaicpowergenerationisaneffectivewaytoimprovesolarenergyutilizationandreducethecostofphotovoltaicpowergeneration.Studyingprecisesolartrackingdevicescanenablephotovoltaicpanelstoreceivemoresolarradiationenergyandincreasepowergeneration.Thisarticlerealizesthefunctionofsuntrackingusinginexpensivephotosensitivecomponentsandmicrocontrollercircuits.

Thisarticlefirstanalyzesthelawsofthesunsmovement,andonthebasisofcomparingwithcommonlyusedtrackingmethods,adoptsatrackingstrategymainlybasedonphotoelectricdetectionandcombinedwiththetrackingmethodofapparentsolarmotiontrajectory,improvingtheprevioustrackingmethod.Enablethesystemtotrackthesunnotonlyonsunnydays,butalsooncloudydays.Inaddition,toensuretheaccuracyofthetrackingresults,asetofsensorcircuitswereaddedtoverifythetrackingresultsafteradjustingtheazimuthandaltitudeangles.

Throughthefunctionalanalysi