太陽(yáng)能跟蹤控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著地球上有限化石能源的不斷地開采，能源危機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今人類世界面臨的最大問題之一，同時(shí)化石燃料的使用所釋放出大量碳化合物造成了全球氣候變暖、自然生態(tài)環(huán)境的破壞，嚴(yán)重危及到人類的生存和發(fā)展，要解決這些問題的必然之路就是開發(fā)和利用新型無(wú)污染的能源。因此，如何開發(fā)利用好新型綠色循環(huán)性能源是關(guān)系到人類生存發(fā)展的重要研究課題。太陽(yáng)能作為一種取之不盡，用之不竭的綠色天然能源，它的開發(fā)和應(yīng)用具有廣大的發(fā)展前景和深遠(yuǎn)的研究意義。目前，對(duì)太陽(yáng)能利用的有

2、效途徑之一便是利用光伏發(fā)電技術(shù)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。其中太陽(yáng)光能采集和電能轉(zhuǎn)換是光伏發(fā)電技術(shù)的重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提高這些技術(shù)環(huán)節(jié)的效率對(duì)于太陽(yáng)能的利用是非常有價(jià)值，然而在太陽(yáng)光能采集上由于太陽(yáng)光強(qiáng)度的不確定性、光照間歇性以及季節(jié)天氣環(huán)境影響大等特點(diǎn)，給太陽(yáng)能的采集帶來(lái)了相當(dāng)大的難度，采用傳統(tǒng)的固定式太陽(yáng)能采集效率相對(duì)低下。理論分析證明，采用太陽(yáng)能自動(dòng)全方位跟蹤技術(shù)，相比采用固定跟蹤情況下可以提高35％太陽(yáng)能的吸收效率。在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換電能環(huán)節(jié)中

3、，電池陣列受光照和溫度影響大，造成輸出功率不穩(wěn)定變化大，導(dǎo)致太陽(yáng)能沒能充分的轉(zhuǎn)換成電能，采用最大功率跟蹤(MPPT)技術(shù)使電池陣列始終保持最大功率點(diǎn)輸出，進(jìn)而提高了轉(zhuǎn)換效率。
　　 本文在研究了國(guó)內(nèi)外太陽(yáng)能跟蹤控制系統(tǒng)的基本原理上，開發(fā)設(shè)計(jì)一個(gè)基于S3C2410X微處理器的嵌入式平臺(tái)太陽(yáng)能跟蹤控制系統(tǒng)。本研究主要內(nèi)容包括：⑴分析當(dāng)今太陽(yáng)能開發(fā)利用的發(fā)展現(xiàn)狀，研究了各種太陽(yáng)能跟蹤技術(shù)，以提高跟蹤效率為原則對(duì)跟蹤技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)出

4、一個(gè)基于嵌入式的太陽(yáng)能跟蹤控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。⑵進(jìn)行太陽(yáng)能跟蹤控制系統(tǒng)傳感單元設(shè)計(jì)，選擇相應(yīng)功能的傳感元件，并進(jìn)行傳感信號(hào)采樣電路設(shè)計(jì)，提高傳感信號(hào)采樣精度。⑶選用S3C2410X作為核心控制芯片，根據(jù)系統(tǒng)控制功能特點(diǎn)進(jìn)行控制單元的硬件設(shè)計(jì)，并對(duì)最大功率跟蹤單元進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，以及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元硬件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)擴(kuò)展外接4x4鍵盤和LCD顯示器，使系統(tǒng)具有良好的人機(jī)交互界面，可以方便地通過鍵盤進(jìn)行設(shè)置。⑷在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上完成功能設(shè)計(jì)要求進(jìn)