太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)采用在地平坐�(biāo)系下的太�(yáng)跟蹤及程序跟蹤和傳感器跟蹤相�(jié)合的控制方式,即采用程序控制,利用光�(xué)傳感器對(duì)太陽(yáng)能板做自�(dòng)定位和誤差校�,而通過(guò)單片�(jī)控制步�(jìn)電機(jī)�(lái)�(shí)�(xiàn)。單片機(jī)利用�(shí)鐘提供的日期和時(shí)�,計(jì)算出太陽(yáng)能板的預(yù)期位�,與編碼器提供的�(dāng)前位置比�,輸出控制信�(hào)。驅(qū)�(dòng)裝置根據(jù)單片�(jī)提供的信�(hào)控制俯仰角電�(jī)和方位角電機(jī)使太�(yáng)能板�(yùn)行至太陽(yáng)垂直照射�(diǎn),從而�(jìn)行跟�。傳感器在太�(yáng)能板位置出現(xiàn)誤差�(shí)�(jìn)行校��
隨著社會(huì)�(jīng)�(jì)的快速發(fā)展,人類所面臨的能源問(wèn)題越�(lái)越突�,太�(yáng)能作為一種清潔能�,無(wú)疑受到各�(guó)的普遍重視。在相同條件�,光照強(qiáng)度越�,太�(yáng)能電池輸出功率越�。因而增大太�(yáng)能電池受光面的光照強(qiáng)度,就可增大太陽(yáng)能電池輸出功�。除了提高太�(yáng)光電池本身的�(zhuǎn)換效�(yīng)和提高蓄電池充放電效�(yīng)外,�(duì)太陽(yáng)的自�(dòng)跟蹤是太�(yáng)光伏�(fā)電系�(tǒng)中另一種提高轉(zhuǎn)換效率的有效手段。因�,在太陽(yáng)能的利用�(guò)程中,實(shí)施太�(yáng)跟蹤是很有必要的�
�(duì)太陽(yáng)�(jìn)行跟蹤的方法很多,但不外乎為采用確定太陽(yáng)位置所用的兩種坐標(biāo)系統(tǒng),即赤道坐標(biāo)系和地平坐標(biāo)系,并分為雙軸跟蹤和單軸跟蹤。單軸跟蹤已在很多文�(xiàn)作了介紹,本文要討論的為雙軸跟蹤。為了敘述方�,在以后的陳述中將兩種坐�(biāo)系下的整�(gè)系統(tǒng)�(tǒng)稱為太陽(yáng)能板�
控制系統(tǒng)選用了AT89C51單片�(jī)作為智能單元。AT89C51是一種低功�、低電壓、高性能�8位單片機(jī)。片�(nèi)帶有一�(gè)4 KB的FLASH可編�、可擦除只讀存儲(chǔ)�。文中所述系�(tǒng)為地平坐�(biāo)系的雙軸自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng),因此采用雙坐標(biāo)步�(jìn)電機(jī)控制,雙坐標(biāo)步�(jìn)電機(jī)控制就是在x軸方向控�1�(tái)步�(jìn)電機(jī),在y軸方向控�1�(tái)步�(jìn)電機(jī)。�2�(tái)步�(jìn)電機(jī)同時(shí)�(qū)�(dòng)同一�(gè)�(duì)�,使�(duì)象在一�(gè)平面上以任意曲線�(yùn)�(dòng)�
本控制系�(tǒng)中所采用光電傳感器為6塊相同的硅光電池,其�4塊用�(lái)制作四象限硅光電�,�(jìn)行誤差校正�2塊作為判斷光照強(qiáng)弱的信號(hào)輸出傳感��
太陽(yáng)跟蹤傳感器是本系�(tǒng)的關(guān)鍵部�。為了保證太�(yáng)能板的受光面始終與太�(yáng)光線保持垂直而不�(fā)生偏�,采用特制的四象限硅光電池作為太�(yáng)跟蹤誤差校正用傳感器�
�(dāng)光軸�(duì)�(zhǔn)太陽(yáng)�(shí),光斑的中心在光軸上。四�(gè)象限接收到相同的光功�,輸出相同的電壓信號(hào)。當(dāng)光軸未對(duì)�(zhǔn)太陽(yáng)�(shí)即太�(yáng)光與光軸成一角度θ�(shí),光線經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)照射到四象限光電池上形成的光斑必然發(fā)生偏移即(x≠O,y≠O)。由于各象限的光功率與各象限的光斑面積成正比,每�(gè)象限被光斑覆蓋的面積不同,因此各象限光電池產(chǎn)生的電壓不盡相同。根�(jù)上述將Vx,Vy�(jìn)行模�(shù)�(zhuǎn)�,然后送入單片�(jī)。單片機(jī)通過(guò)�(qū)�(dòng)�(shè)備可控制俯仰角電�(jī)和方位角電機(jī)�(zhuǎn)�(dòng),直到Vx=Vy=0,即x=0,y=0,則表明系統(tǒng)光軸已經(jīng)�(duì)�(zhǔn)太陽(yáng),根�(jù)以上原理即可�(duì)太陽(yáng)能板位置誤差�(jìn)行校正�
程序�(yùn)行中�(huì)�(fā)生多種異常情�,有些可以通過(guò)檢查輸入�(shù)�(jù)判斷,而有一些情況系�(tǒng)可以自行校正。光電傳感器誤差信號(hào)超出死區(qū)也應(yīng)視為異常情況??赡艿脑蚴浅霈F(xiàn)了一干擾光源或太�(yáng)能板與太�(yáng)位置�(fā)生偏�。為了避免在多云情況下的盲目跟蹤,如果輻射強(qiáng)度沒(méi)有達(dá)到特定�,則�(duì)于誤差信�(hào)超出死區(qū)不作任何操作。太�(yáng)能板與太�(yáng)位置�(fā)生偏離的情況�,系�(tǒng)有能力自�(dòng)的回�(fù)�(yùn)行狀�(tài)�
在每次定�(shí)器T1中斷�(shí),系�(tǒng)都檢查控制字。當(dāng)控制字表明系�(tǒng)在校正狀�(tài)�(shí),輸出控制量的值由�(yù)期位置量和光電傳感器誤差信號(hào)共同�(jì)算產(chǎn)��