太阳能光伏发电光源跟踪控制系统概要.docx
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太阳能光伏发电光源跟踪控制系统概要
本科毕业设计论文
题目:
太阳能光伏发电光源跟踪控制系统
—硬件部分
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学生:
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指导教师:
2013年6月
太阳能光伏发电光源跟踪控制系统
——硬件部分
摘要
太阳能是一种非常具有开发潜力的能源,世界各国都在积极开发利用太阳能。
我国太阳能的利用,在近十年发展得非常迅速,但是我国的太阳能利用技术还比较落后,且太阳能利用的局限性很大。
为了进一步扩大太阳能的利用范围,提高太阳能的利用率,本文开发了一套太阳跟踪与驱动系统,该系统能够使太阳能利用装置时刻保持与太阳光线垂直,其结构简单、成本低廉且跟踪精度高,可用于太阳灶、太阳能热水器等各种太阳能装置上,具有一定的实用价值。
设计的太阳跟踪与驱动控制系统主要由三大部分构成:
传感器、控制器、机械跟踪平台。
传感器由独立的四片光电池组成,用于大范围跟踪太阳,控制器硬件以单片机STC12C5A60S2为核心,完成了控制器的硬件电路设计和制作,系统的硬件电路包括,模拟输入电路,电机驱动电路,电源电路等。
关键词:
太阳跟踪,传感器,控制器,跟踪平台
I
Solarphotovoltaicenergysourcestrackingcontrolsystem——Thehardwarepart
Abstract
Solarenergyisakindofenergywithgreatpotentialdevelopment,andmanycountriesistryingtoutilizeit.Theuseofsolarenergyisdevelopedveryfastinourcountryinrecenttenyears.Butthetechnologyofutilizingsolarenergyisstillrelativelybackward,andtheapplicationofsolarenergyisrestrictedbymanyfactors.Towidentheuseofsolarenergyandincreasetheutilizationofsolarenergy,thesolarenergytrakinganddrivingsystemisdesignedinthispaper.Thesystemcanguaranteethatthedeviceiceofutilizingsolarenergyisverticaltosunstreams,andithassimplestructure,lowcostandhightrackingprecision.Thesystemcanbeusedinmanykindsofsolarinstallationssuchassolarcookerandsolarwaterheater,andithascertainpracticalvalue.
Inthepaper,thedesignedsolartrackinganddrivecontrolsystemaremainlycomposedofthreemajorcomponents:
sensors,controllersandmechanicaltrackingplatform.Thesensorismainlycomposedoffourphotocellwhichcouldachievelarge-scaletrackingthesun.STC12C5A60S2isusedasthecoreinthecontroller.Hardwarecircuitdesignandproductionareaccomplished.Thesystemhardwarecircuitsarecomposedofanaloginputcircuit,themotordrivecircuit,powercircuitandsoon.
Keywords:
Solartracking,sensor,controller,trackingplatform
II
1绪论..............................................................................................................................................1
1.1课题背景.............................................................................................................................1
1.1.1发展太阳能的背景..................................................................................................1
1.1.2太阳能的特点..........................................................................................................3
1.1.3太阳能利用基本方式..............................................................................................4
1.1.4我国太阳能资源及利用情况..................................................................................4
1.1.5国外太阳能利用现状............................................................................................5
1.2课题意义.............................................................................................................................6
1.3国内外研究现状.................................................................................................................7
1.4跟踪方式的比较................................................................................................................8
1.4.1视日运动轨迹跟踪................................................................................................8
1.4.2光电跟踪................................................................................................................8
1.4.3视日运动轨迹跟踪和光电跟踪相结合................................................................8
1.5太阳运动规律....................................................................................................................9
1.5.1太阳与地球的位置关系........................................................................................9
1.5.2相关角度的计算..................................................................................................10
1.6设计要求...........................................................................................................................12
2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施。
.....................................12
2.1主要内容.........................................................................................................................12
2.2研究方法.........................................................................................................................12
2.3系统工作原理..................................................................................................................13
3太阳跟踪控制系统的硬件设计...............................................................................................15
3.1硬件总体设计方案..........................................................................................................15
3.2信号采集电路..................................................................................................................15
3.3通信电路..........................................................................................................................16
3.4键盘电路.......................
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