基于单片机的太阳自动跟踪装置的设计与制作

为了充分、高效地利用太阳能,人们普遍采用跟踪太阳的方式来实现。设计并制作了一种以单片机为核心的新型太阳自动跟踪装置。装置根据地理纬度、太阳赤纬和太阳时角,计算太阳的高度角和方位角,从而控制步进电机,通过传动机构实现太阳能电池板自动跟踪太阳的目的。从装置的原理、结构和应用效果等方面,对系统各部分进行了介绍。

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。

太阳能任意方位跟踪系统设计

通过分析全国日照时数表得出:开环系统在太阳能光伏工程中效率不高而并不适合采用。为合理地利用太阳能,提高其跟踪效率而采用混合控制系统。文中着重分析了双轴跟踪的原理,提出了手动式方位角跟踪和自动式八方位高度角跟踪,引出了分级接收跟踪原理,设计了软件流程并和一套任意方位跟踪系统。运行结果表明,该系统能实现太阳光任意方位检测并迅速跟踪,有效降低系统运行功耗,减少机械结构损耗,跟踪精度可调,可望在太阳能光伏工程中获得应用。

视日轨迹太阳能反馈跟踪系统的设计与实现

为了提高太阳能发电效率,设计了一种以STC15W4K32S4单片机为核心,基于双轴跟踪机构的全天候视日轨迹太阳能反馈跟踪系统。给出系统的组成、原理、硬件模块和实现方法。实验结果表明:该系统具有较高的稳定性和可靠性,太阳能跟踪精度误差在0.25~0.50°以内,减少了系统累积误差,实现了反馈控制的目的。

基于89C51单片机太阳能跟踪控制装置设计

基于目前太阳能跟踪控制中普遍采用的复合控制方式的工作原理,采用价格低廉、低功耗的89C51单片机设计了一款可满足复合控制功能要求的太阳能跟踪控制装置.介绍了在跟踪控制装置中加入AD转换模块与PC机通讯模块以实现复合控制中传感器控制功能和时钟控制功能的设计环节.将配备该太阳能跟踪控制装置的聚光器与定点式聚光器在相同实验环境中运行比较,结果表明,配备该太阳能跟踪控制装置的聚光器比定点式聚光器的接收率提高约35%,跟踪稳定性良好,实现了高精度、高稳定性的太阳能跟踪控制.

太阳能电池自动跟踪系统的设计

设计了一套以计时芯片和单片机为核心,进行太阳高度角和方位角计算,并利用步进电机驱动双轴机械跟踪系统,使太阳能电池板始终垂直于太阳入射角,从而提高太阳能的吸收效率的太阳能电池自动跟踪系统。该系统能够在每天视日结束后自动回到初始位置,第二天继续自动跟踪,从而消除积累误差,并采用步进电机驱动,使角度的调整更为准确。太阳每天的位置利用太阳轨道公式计算得出,进一步消除了天气的影响。

基于太阳运动及辐射理论的跟踪装置评价系统研究

以地球运动规律、太阳辐射理论以及数学归纳法为基础,通过MATLAB软件的图形用户接口开发环境,对基于太阳跟踪装置设计和安装的太阳跟踪评价系统进行开发。所开发的太阳跟踪评价系统能够快速分析拟设计太阳跟踪装置的太阳高度角和方位角运动范围、太阳光到达地面的总辐射量、太阳跟踪装置的最优安装间距,以及对当地安装太阳跟踪装置的必要性进行评级,为太阳跟踪装置的设计和安装提供参考。

基于STM32的双轴太阳跟踪系统设计

为了提高太阳能收集设备对阳光的利用率,本文设计了一种基于STM32 ARM处理器的双轴太阳自动跟踪系统,使得收集设备能在白天始终正对太阳从而提高工作效率。该系统使用四象限探测器与视日运动轨迹结合方法确定太阳的高度角和方位角,通过模糊PID算法分别控制两个相互垂直的转轴,并带动收集设备使之垂直太阳入射光线。实验和现场测试结果表明,该系统运行稳定可靠、实时性高,并能准确跟踪太阳从而大幅提升收集设备的工作效率,具有良好的实用价值。

基于电力线载波的太阳方位跟踪器控制系统设计

通过分析太阳运行规律,设计了太阳位置传感器。采用两级传感器方式,实时检测太阳方位;运用电力线载波,实现设备与上位机信息传输。利用简单光敏电阻和SPCE061A单片机设计了一种多方向太阳能收集控制系统,实现了大范围高精度地跟踪太阳;利用PL2102B载波芯片实现精确监控通信。经试验,系统的高度角和方向角跟踪范围在0~180°和0~270°,跟踪精度达到1°,而且设备与上位机信号传输稳定。

方位-俯仰双轴跟踪定日镜的跟踪实践

介绍方位-俯仰双轴跟踪的线聚光定日镜的硬件结构、控制系统、跟踪实验方法,并详细介绍为提高定日镜跟踪精度所进行的跟踪实验过程。跟踪实验过程,主要应用研究基于几何误差参数模型的跟踪纠偏方法、叠加时变纠偏角度的纠偏方法以及修改跟踪目标点位置的纠偏方法。实验数据显示,综合运用基于几何误差参数模型的跟踪纠偏方法和修改跟踪目标点位置的纠偏方法能有效提高定日镜跟踪精度。此外,还对纠偏策略无法消除残余跟踪误差的原因进行研究。

基于阵列光电传感阳光跟踪系统设计与实现

依据太阳光线变化的缓慢性、间歇性及环境天气的变化,设计了一种光电跟踪和太阳轨道跟踪相结合的实时阳光跟踪系统,采用阵列光电传感与时钟计算组合方法,分析太阳运动轨迹、角度姿态对阳光跟踪与能量转换效率的影响,探讨四元阵光电传感对太阳运动角度与方向变化的阳光跟踪光电控制系统原理,通过光照强弱与时钟计算太阳历史位置进行精确跟踪。实验表明,系统能实现太阳位置的二维实时跟踪和太阳能电池姿态控制,在光强大范围变化条件下也可以精确的跟踪,大大提高了太阳光的利用。

基于平衡式阵列的光电传感太阳跟踪系统

为了提高太阳能电池的能量转化效率,依据太阳运行规律和季节的变化特点,设计了一种光电跟踪和太阳轨道跟踪相结合的实时太阳跟踪系统。采用平衡式阵列光电传感与时钟计算组合方法,分析太阳运动轨迹与方位控制对阳光跟踪与能量转换效率的影响,基于四元阵光电传感对太阳运动轨迹与方向变化的阳光跟踪光电控制系统原理,通过光照强弱与时钟计算太阳历史位置进行快速跟踪。实验结果表明,该系统能实现太阳位置的二维实时跟踪和太阳能电池姿态控制,在光强大范围变化条件下也可精确地跟踪,大大提高了太阳光的利用率。

太阳方位双模式跟踪系统的研究

针对当前太阳方位跟踪系统跟踪精度较低、易受天气环境制约等问题,提出一种光控与程控相结合的高精度太阳方位跟踪系统。该系统结合了光电式跟踪法和视日运动轨迹跟踪法的优点,光照强度较大时,利用光电压进行比较控制;光照强度较小时,系统根据太阳运动轨迹计算方位差程序控制,双模式双轴跟踪使得接收器始终垂直于太阳光。实验结果表明,该系统太阳跟踪精度误差在0.1°~0.3°内,鲁棒性更强,实现了全天候、高精度的太阳定位,为工程应用提供可靠依据。

嵌入式太阳跟踪定位控制系统设计与研究

太阳能设备应用中对太阳运动位置的跟踪和定位,决定了太阳能量的利用率。为了能够最大限度的获得太阳能量,设计并实现了精确跟踪太阳实时运动位置的跟踪定位控制系统。本系统设计方法是依托太阳位置算法,通过采集时间、空间信息计算后获得当前太阳高度角和方位角。将角度信息送入嵌入式控制器驱动两轴伺服电机进行运动控制,实现太阳位置的实时跟踪定位。通过将理论计算值与光强度传感器采集光斑最大强度数据对比,验证嵌入式太阳跟踪定位控制系统的准确性。通过太阳位置算法理论值与系统实测值对比表明,高度角误差±1°、方位角误差±3°,满足实时跟踪太阳运动位置的精度要求。

太阳能电池板双轴追踪控制系统的研究

一直以来,人类对于能源都是依赖的。煤、石油这些不可再生能源更是我们生活不可或缺的重要资源。但不可再生能源的开采与焚烧对环境造成了严重的破坏,以损坏环境而促进经济增长终归不是长久之计,因此,科研人员开始向新型能源探究,并在发现太阳能资源的基础上,对太阳能电池板双轴追踪控制系统进行了重点研究。

基于BPNN的太阳能板双轴自动跟踪控制系统设计与应用

太阳电池板日照利用效率是光伏发电规划中备受关注的问题,为了实现光跟踪的精确控制,采用了PID控制方法,建立了BPNNPID太阳能双轴自动跟踪控制模型,利用BP神经网络对PID控制中的比例、积分、微分等关键参数进行了优化整定。基于日照强度传感器实现了闭环控制,修正了天文年历计算数据的偏差,完成了实物模型的设计与制作。试验表明:基于BP神经网络PID参数整定的控制策略具有良好的自适应性能,提高了光跟踪系统的响应速度、稳定性及准确性,提高了太阳能板的日照利用效率。研究成果对太阳能光伏发电效能提升应用提供了一定的技术参考。