太阳能自动跟踪系统的设计与实践

太阳能作为一种新型能源具有储量无限、普遍存在、利用清洁、使用经济等优点,但是太阳能又存在着低密度、间歇性、空间分布不断变化的缺点,本文设计一种太阳能自动跟踪系统,其能根据太阳相对地球运动轨迹的规律,控制太阳能板自动实时跟踪太阳方位,保持太阳能电池板始终与太阳入射光线垂直,从而保持较高的太阳能利用率。本文重点叙述太阳能自动跟踪控制系统的硬件与软件设计与实践的内容。     

太阳能光伏最大功率跟踪新算法

本研究通过采样开路电压,短路电流,工作时刻的电压以及电流,建立P-V方程,从而求出最大功率电压,实现最大功率电压跟踪。通过算例分析验证,此算法可行,而且相比固定电压法跟踪更精确,相比增量电导法无震荡的缺点。     

太阳能最大功率点跟踪优化算法研究

太阳能作为人类已经使用的一种重要的可再生能源,在很多领域得到了广泛的应用,其无污染、取之不尽用之不竭等特点,有着极其重要的能源作用。在对太阳能系统应用的研究中,通过最大功率点的跟踪技术,可以提高太阳能的利用率,提高光伏发电系统功能,使之形成为离散采样-控制,适应外界环境变化。本研究对传统文波控制算法进行了改进,结果表明在测试环境中,当系统的转变区间为1000W/cm2到200W/cm2时,此种算法追踪最新的太阳能系统最大功率点仅需0.1s,因此仿真算法可以快速准确跟踪太阳能系统中的最大功率点。     

太阳能最大功率点跟踪控制系统的研究与实现

针对太阳能本身的特点以及其功率特性,运用最大功率点跟踪的方法来实现对系统的控制,从而使太阳能的利用率得到大幅提高,造福人类。     

基于单片机的太阳能电池板自动跟踪系统的设计

在能源被过度消耗的今天,太阳能以其环保和取之不尽的特点作为新型能源得到了全球广泛的关注,其前景非常广阔。但是,使用太阳能也有着一定的局限性。太阳昼夜交替,太阳能只能是间歇使用;太阳位置和太阳光的强度随时间的变化而变化,固定接收太阳能的电池板装置接收的太阳能转化成电能的效率也是有着一定变化的,有时效率是非常低下的。所以,及时准确地确定太阳的位置是非常有必要的。近年来,基于单片机技术,以自动跟踪太阳光运转为目的的新型系统被科学界的研究所关注。这种新型系统能够在整个跟踪太阳光的过程中,自动地调整太阳能电池板朝向和记忆太阳不同时间的不同坐标位置,而且还能够自己更正。它的好处是有着成本低的简单结构,不需要人工调节。无人值守时,能够根据天气变化改变电池板朝向,从而能有效地提升太阳能的吸收转化率和使用率。     

分布式太阳能最大功率跟踪系统的研究

传统的集中式最大功率跟踪虽然可以使太阳能阵列的电量保持最大值,但是在实际应用中系统会有失配的问题,可能导致系统有多个最大功率点,存在次优的最大功率点,传统的最大功率跟踪方式解决不了这个问题。文中的分布式最大功率跟踪方法可以使这种失配对系统造成的影响降到最小,文章分析了这种方法的优点和运行原理,然后通过计算机仿真模拟验证方法的可行性。     

太阳能自动跟踪系统的设计

为了更好的利用太阳能,自动跟踪系统越来越多的应用于太阳能行业中。基于可编程逻辑控制器(PLC)的太阳能电池板自动跟踪系统,包括硬件和软件两部分,其中硬件包括PLC输入输出端口、信号处理单元、驱动部分;软件包括PLC的控制和监控程序两部分。太阳能电池板自动跟踪系统使光伏电池板能实时跟踪太阳关照,从而最大限度的获得太阳能,有效地提高太阳能的利用率和光伏发电系统的效率,降低了光伏并网发电成本,具有理论研究意义和应用推广价值。     

太阳能阵列最大功率点跟踪与蓄电池优化充电

通过对太阳能电池输出特性和蓄电池输入特性的研究,提出了一种将太阳能电池最大功率点跟踪与蓄电池优化充电综合在一起的控制策略。本文基于一个250W太阳能路灯控制系统,提出了一种综合的控制策略,实现了太阳能阵列的最大功率点跟踪和蓄电池优化充电的合理结合。     

高精度太阳能跟踪控制器

针对目前采用的传统太阳能跟踪控制器传感器形式单一、抗干扰性差、跟踪精度不高等问题,设计了一种基于可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)的太阳能跟踪控制器系统。该系统将固定轨迹粗略跟踪方式与光电传感器精确跟踪方式有效地结合起来,并重点将光电传感器加以改进,从而有效地提高了太阳能利用率。由伺服电机作为执行机构控制太阳能板对太阳位置的跟踪,可以实现对太阳高度角和方位角的双自由度跟踪,使太阳能跟踪装置始终正对着太阳光线位置。通过对比实验表明,该跟踪控制器可以达到较高的跟踪精度。     

一种新颖的太阳能追踪采集系统设计

采用MSP430超低功耗16位单片机作为控制核心设计了一种新颖的太阳能追踪采集系统,该系统对机械装置中水平、俯仰两个自由度的步进电机进行驱动,先是根据时钟时间调整硅电池板到预定位置,再根据检测的光照强度系列值,把太阳能电池板精确调整到光照最强处,提高了处理速度和追踪的精度,使系统更加稳定可靠。同时利用单片机的AD12模数转换器实时监测充电电池电量状态。另外,系统具有无线射频传输模块,可以把系统采集来的时钟时间、温度、光强、电量状态等信息传输到上位机,实现远距离实时监控。该系统经过实际应用检验,达到了设计要求,能够稳定可靠的运行,实现了太阳能自动追踪的控制。     

基于太阳自动跟踪的可逆变无线充电系统

设计了一种基于太阳能自动跟踪的可逆变无线充电系统。系统实时自动追踪太阳光线保持接收能量始终最大,并且将能量经逆变器和无线充电模块给电器进行充电。系统的双轴跟踪策略实现了对太阳能的高效利用,无线充电模块是对新型充电方式的一种新的探索。实验表明,四象限光电探测器可以实时准确地检测出当前太阳光线角度,双轴机械结构可以迅速地驱动太阳能电池板运动至指定位置,逆变器最大输出功率达到1 000 W,无线充电模块可以快速高效地对小功率电器进行无线充电。     

基于ARM的太阳跟踪控制系统设计

为提高跟踪式聚光光伏系统的发电效率,设计了一种基于ARM的太阳自动跟踪控制系统。系统采用视日运动与四象限传感器反馈相结合的太阳方向判断方法,同时增加了独立的光强传感器以确定是否启用跟踪系统(如阴天、雨天);论述了跟踪控制系统的机械结构及软硬件电路设计。测试结果表明,该跟踪系统功耗低、性能可靠且控制精度高(±1.5°),并可实现高精度跟踪太阳,满足了聚光光伏发电控制要求。     

一种太阳能电池最大功率点跟踪的算法研究

文中在太阳能直流侧动态模型的基础上,通过对模型的线性化得到直流侧新的动态模型,采用与动态模型相同的变量来估计最大功率。利用MATLAB对模型进行了仿真,结果表明此线性趋近方法得出的估计值与实际值较为一致,具有可行性。     

太阳能电池最大功率点跟踪技术研究

在太阳能LED路灯照明系统中,为了提高系统的整体效率,应实时检测太阳能电池的输出功率,保证太阳能电池始终工作在最大功率点上。文中介绍了太阳能电池的输出特性和最大功率点跟踪的原理,分析了常用的固定电压法、扰动观察法、电导增量法等跟踪方法。并针对传统算法中存在的跟踪速度慢、振荡现象等问题,提出了一种新的算法,将固定电压法和扰动观察法结合起来,利用两者各自的优势,实现快速跟踪,进一步提高太阳能电池的利用效率。     

太阳能逆变器最大功率点跟踪算法的研究

文中在分析研究了三点比较法和可调步长的登山法的最大功率点跟踪算法基础上,提出了由两者优点相结合的三点登山法。在太阳能光伏转换系统中,通过具体实验比较了三点比较法和可调步长的登山法,验证了三点登山法的可行性及优越性。     

单轴太阳能跟踪系统设计

介绍了一种单轴太阳能跟踪系统.针对现有系统发电效率低下,提出了定时检测光强法以实现系统发电部件——电池板的自动跟踪.在此基础上,结合目前应用实际,采用单轴跟踪的方式,提高了系统的光电转换效率.此外,单轴跟踪的方法,在结构上简单牢固,未降低系统的抗风能力,因此,具有较好的实用性和推广价值.     

基于51单片机的高精度太阳跟踪系统的研制

在传统的太阳跟踪系统设计中,主要采用光电跟踪与视日跟踪方法。设计了一种基于CMOS摄像头的高精度太阳自动跟踪仪,上位机通过NI公司的虚拟仪器开发平台Labview来设计跟踪软件,通过相关算法计算出太阳实时的方位角和仰角,进而转化成电机运行所需的脉冲,通过RS232传输到51单片机,由单片机来控制电机转动到相应的角度,从而使太阳光斑始终处于摄像头的中心位置。该实验装置具有比商业太阳跟踪仪更高的跟踪精度,跟踪误差最小可以达到0.002°。