太阳能电站自动方向跟踪式控制器的研制

论文摘要

在经济高速发展的今天,传统的燃料能源正日益减少,全世界仍然还有超过20亿的人口缺乏正常的能源供应,这一点对环境造成的危害日益突出。如何开发新能源就是全世界人们主要的研究对象,在不久的未来新能源将逐步代替传统能源,成为世界能源的主角,成为人类能源的来源。太阳光就是用很好的能量来源,而太阳能更是一种无污染、取之不尽用之不完的能源。本文介绍了一种新型的太阳能电站自动方向跟踪式控制器,该系统具有高可靠性、高稳定性、高抗干扰性,可以广泛推广应用,并通过实验检验了实时跟踪太阳的效果。本项目所研究的太阳能电站自动方向跟踪式控制器,是一种实现双轴跟踪系统的控制器,严格按照太阳的运行轨迹进行高精度自动跟踪,并能自动根据太阳辐射量变化的情况,自动进入运行与停止状态,从而降低运行功耗。根据系统的要求,本文选用交流同步电机及回转轴承为执行机构,确定了 PIC18F4620单片机作为核心部件,完成了传感器及单片机的外围硬件电路设计和对应的软件设计。本文详细介绍了系统硬件电路的组成部分、功能及其接口电路,主要包括捕捉电路,串口通讯电路和交流同步电机驱动电路,并以流程图及程序代码,详细阐明了作者的软件设计思路。本文根据要求制作出一套太阳能双轴自动跟踪支架用以实验本控制器的跟踪效果,通过逆变器输出功率曲线表明:本文所设计的太阳能自动跟踪控制器运行效果良好,跟踪可靠,精度满足使用要求,从而验证了本文设计的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 光伏发电技术
• 1.2.1 太阳能简介
• 1.2.2 太阳能技术原理
• 1.2.3 太阳能分类
• 1.2.4 太阳能优点
• 1.3 太阳能发电方式
• 1.3.1 固定式太阳能发电站
• 1.3.2 跟踪式太阳能发电站
• 1.4 我国的太阳能资源
• 1.5 国内外研究现状
• 1.6 设计的主要内容
• 第2章 地球的运动规律及自动跟踪系统的介绍
• 2.1 地球的运动规律
• 2.1.1 地球公转
• 2.1.2 地球自转
• 2.1.3 地极移动
• 2.1.4 岁差与章动
• 2.2 研究的目标
• 2.3 跟踪系统的分类
• 2.4 经济与需求分析
• 2.5 自动跟踪控制方式
• 第3章 跟踪控制方案的选择和相关硬件设计
• 3.1 跟踪控制方案的选择
• 3.2 系统总体设计及相关硬件介绍
• 3.2.1 光传感器的设计
• 3.2.2 调理电路的设计
• 3.2.3 主控制系统设计
• 3.2.4 电机及保护器件选择
• 3.2.5 电源的设计
• 第4章 软件设计
• 4.1 初始化设计
• 4.2 CCP模块频率捕捉及其软件设计
• 4.3 串口通讯模块及其软件设计
• 4.3.1 串口模块的介绍
• 4.3.2 通讯程序的设计
• 第5章 跟踪控制系统的实验研究
• 5.1 实验目的
• 5.2 实验系统
• 5.2.1 实验系统的构成
• 5.2.2 跟踪效果的判定方法
• 5.3 实验结果
• 第6章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 在学期间主要科研成果