【摘要】：光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展蓬勃,但目前光伏應(yīng)用系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率卻普遍低下,致使其發(fā)展深受影響。采用太陽自動跟蹤技術(shù)可以大大提高太陽能的轉(zhuǎn)換效率,故本文就太陽自動跟蹤系統(tǒng)進行深入研究,設(shè)計基于七點法太陽定位器的自動跟蹤系統(tǒng)以有效提高其轉(zhuǎn)換效率。本文闡述了七點法太陽定位器的工作原理,并對其精度進行分析,且推導(dǎo)出基于七點法太陽定位器跟蹤系統(tǒng)的控制模型和傳遞函數(shù),該系統(tǒng)具有跟蹤范圍廣、結(jié)構(gòu)簡單、控制方便等優(yōu)點。 針對太陽自動跟蹤系統(tǒng)的性能特點及要求,本文設(shè)計出單片機控制的機械部分與控制部分。其中,機械部分采用步進電機驅(qū)動、齒輪傳動實現(xiàn)高度角和方位角的跟蹤,且跟蹤裝置中設(shè)有限位開關(guān)以便每日跟蹤裝置復(fù)位時在碰到限位開關(guān)后單片機能收到中斷信號,致使步進電機停止轉(zhuǎn)動而完成復(fù)位；對單片機控制部分進行軟、硬件設(shè)計并進行了聯(lián)合調(diào)試,實現(xiàn)實時采集風速傳感器、七點法定位器信息及實時顯示時間功能。 為保護裝置免受破壞,特設(shè)置風速傳感器,當環(huán)境風速達到8級,風速持續(xù)5分鐘以上時,系統(tǒng)不跟蹤；環(huán)境風速減弱或停止5分鐘以上時,系統(tǒng)恢復(fù)跟蹤。 控制方式采用光電式和時鐘式相結(jié)合的方式,并限定了跟蹤時間,而跟蹤時間可根據(jù)地區(qū)不同有軟件方便改寫。七點法太陽定位器首先采集環(huán)境光輻照量,若光輻照量大于設(shè)定值,采用光電式跟蹤,否則采用時鐘式跟蹤,兩種跟蹤模式自動切換,相互配合,該跟蹤系統(tǒng)克服了易受天氣影響,誤差累積等缺點,能在規(guī)定時間內(nèi)跟蹤,提高了太陽能利用率,節(jié)約了能源,而且成本較低,可廣泛應(yīng)用于太陽光伏發(fā)電系統(tǒng)中,具有很好的推廣價值和應(yīng)用前景。
【圖文】：

東華人學碩十學位論文第一章緒論裝置設(shè)計比較困難;球面跟蹤結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高;所以多數(shù)太陽自動跟蹤系統(tǒng)采用高度角和方位角跟蹤方式，其跟蹤原理如圖1一1所示，采光板的方位軸垂直于地平面，另一軸與方位軸垂直，稱為俯仰軸。圖1一1高度角一方位角跟蹤原理圖工作時采光板根據(jù)太陽的位置變化繞方位軸轉(zhuǎn)動改變方位角，繞俯仰軸作俯仰運動改變采光板的高度角，致使采光板的法線始終與太陽光線平行。這種跟蹤系統(tǒng)的特點是跟蹤精度高，而且采光板的重量保持在垂直軸所在的平面內(nèi)，支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計比較容易。我國目前尚未開展大規(guī)模的太陽跟蹤技術(shù)和驅(qū)動產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用，現(xiàn)存的民用太陽跟蹤裝置大多采用單軸方式，這些跟蹤裝置大都精度不高，有誤差累計，效率低下成本高

且在轉(zhuǎn)動的過程中重心不發(fā)生偏移，從而減小驅(qū)動系統(tǒng)的負擔以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用壽命。太陽自動跟蹤系統(tǒng)設(shè)計的跟蹤裝置運動簡圖如圖3一1所示，三維造型如圖3一2所示，，主要有立柱、步進電機、聯(lián)軸器、齒輪、采光板及七點法定位器組成。 ___LJJJ口 ___ ////////開開 ]]]日 日日.工日 日 日 11111曰曰 曰 }}}}}圖3一1跟蹤裝置的運動簡圖
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TK513.4

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本文編號：2696205