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太陽能光伏電站自動跟蹤係統的研究
時間:2019-04-18 11:14:47        點擊量:【 】次

        太陽能是一種理想的可再生能源,世界各國都在積極開發利用太陽能,隨著光伏電池價格的大幅下落以及逆變技術的逐漸成熟,節能減排的迫切要求,我國把開發利用太陽能作為一項可持續發展的重要戰略。然而目前太陽能光伏電站效率低,發電成本高,直接製約光伏發電產業的大規模推廣,提高太陽能光伏電站效率已成為光伏發電產業的基本要求。 理論分析表明:跟蹤式與固定式的太陽能發電裝置相比,其能量的接收率可提高35%,而目前晶矽太陽能電池板實際利用轉化率約為15%~17%。因此,本文研究現有太陽跟蹤器的原理,結合保定三伊方長電力電子有限公司的相關課題,研究設計了一種基於單片機控製的技術經濟性好的太陽自動跟蹤係統。在對目前國內外太陽跟蹤器原理研究的基礎上,本文采用了光線跟蹤和一種按仰角(太陽高度)和方位角(太陽方位)分別控製調節的太陽自動跟蹤方法。采用單片機計算、檢測太陽和電池板位置並發出脈衝,控製電機的轉動角度,實現跟蹤裝置對太陽的自動跟蹤,使跟蹤裝置始終處於與陽光垂直的最佳位置。 最後,結合工業實際應用,論文給出了自動跟蹤係統具體硬件電路實現和基於MSP430F169單片機控製程序的開發。工程實際應用表明,本文設計的太陽自動跟蹤的研究思路、控製方法、硬件設計以及軟件設計均是切實可行的。係統具有結構簡單、運行平穩、跟蹤精度高、抗幹擾性強等特點。


針對太陽能光伏發電采用固定式方案對太陽能利用率不高的問題,設計出了太陽能光伏發電自動跟蹤控製係統。該方案首先對光伏發電進行了敘述,分析了光伏電池的發電原理及光伏發電的優點和不足;其次對光電跟蹤和太陽運動軌跡跟蹤這兩種自動跟蹤方式進行了詳細分析;最後對自動跟蹤控製係統進行了設計。


太陽能光伏發電作為太陽能利用的重要方式,發展前景非常廣闊。目前,光伏發電係統多采用固定安裝的形式,這種發電係統具有發電效率低、成本高、不宜推廣等缺點。在光伏發電係統中使用太陽自動跟蹤,能有效地提高太陽能的利用率。因此,本文的研究對提高光伏發電效率、促進光伏發電的推廣應用具有重要的意義。 本文首先提出了一種將光電跟蹤方式和太陽運動軌跡跟蹤方式相結合的全天候太陽自動跟蹤方法。分析並確定了晴天、多雲和陰雨三種天氣條件下,應分別采取的跟蹤模式;給出了光電跟蹤方式的具體設計思路和實現方法;分析並確定了太陽運動軌跡的計算方法,驗證了該方法的可行性。


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