自动跟踪发电控制系统的开发与设计

河南科技大学

硕士学位论文

太阳能自动跟踪发电控制系统的开发与设计

姓名：郎龙军

申请学位级别：硕士

专业：机械电子工程

指导教师：张河新

20100501

自动跟踪发电控制系统的开发与设计

摘要

论文题目： 太阳能自动跟踪发电控制系统的开发与设计 专 业： 机械电子工程 研 究 生： 郎龙军 指导教师： 张河新 副教授

摘　要

太阳能是一种环保的绿色能源，而且是巨量的、可再生的，因此在对新能源

的开发利用上，太阳能发电有着巨大的优势。当前，由于技术条件限制，光伏发电的转换效率很低，严重制约了太阳能发电的发展与普及，因此，在现有条件下，寻求一种实用的方式去提高太阳能的发电效率是非常必要的。实践证明，太阳能的发电效率和太阳能电池板与太阳光线的角度有很大关系，太阳能发电中，太阳能电池板实时和太阳光线保持垂直能在很大程度上提高太阳能的发电效率。

本课题针对如何提高太阳能发电效率的问题，提出了采用自动跟踪的方

法，让自动跟踪系统对太阳的运动轨迹作出实时判断，从而使太阳能电池板实时和太阳光线保持垂直，提高光伏转换效率。

论文具体内容为以下几点：首先，根据太阳能自动跟踪的具体工作要

求提出方案；然后对光线和影子的特性进行详细分析，根据分析得到的结果，设计了符合整体方案的光线偏移感应装置传感器；其次，根据空间位置的变化原理设计并制作了双轴传动机械机构以及根据自动跟踪的要求设计制作了动力控制装置，以保证太阳能自动跟踪动作的进行；最后，编写了基于RS232通信的上位机控制台程序，保证在恶劣天气时，跟光传感器可能失效的情况下，系统使用计算机控制来进行太阳能自动跟踪发电。

经试验，系统整体运行良好，实现了太阳能自动跟踪。

关 键 词：太阳能，自动跟踪，机械传动，自动控制，计算机

论文类型：应用研究

I

自动跟踪发电控制系统的开发与设计

河南科技大学硕士论文

Specialty: Name: Supervisor:

ABSTRACT

Solar energy is a kind of huge, renewable and environment-friendly green energy.

Thus solar energy has the unique advantage in the exploiting of new energy resources.However, photovoltaic generation has low conversion efficiency based on the current technology limited. Increasing the conversion efficiency is a key problem to the implication of solar energy and it’s necessary to found a practical method to improve the generation efficiency of solar energy. It is demonstrated that the generation efficiency of solar energy is closely related to the angle between solar energy plate and sunbeam. The generation efficiency of solar energy can be considerably increased when solar energy plate perpendicular to sunbeam.

This paper propose a auto-tracking method to solove the problem of how to

increasing the generation efficiency of solar energy. This method increases the generation efficiency of solar energy by real-time tracking the trace of the sun and adjusting the angle of solar energy plate and keeping the generation photosurface perpendicular to sunbeam.

The main works of this paper are presented as follows: firstly, a sensor which

inductive the migration of the lights and fit the whole print is designed based on the analytical results. Then, to ensure the auto-tracking system runing, a mechanical structure of two axis transmission based on the change of spatial position is fabricated and a dynamic control device based on the automatic following require is fabricated . Finally, the program based on RS232 is compiled to controling the system in cases the light sensor actual effect in bad weather.

The whole system is runing well in the testing, and the auto-tracking solar energy

generation is realized.

KEY WORDS: solar energy, auto-tracking, mechanical drive, automatic control, computer

IIDissertation Type: Applied Research

自动跟踪发电控制系统的开发与设计

第1章 绪论

第１章　绪论　

1.1 太阳能发电的实际意义

1.1.1 太阳能是当前能源的替代能源之一　

自工业革命以来，人类的发展迈入了一个新的台阶。然而，这个发展伴随的是对能源需求的不断上升，对资源的无止境索取，对能源资源的过度开采造成的却是环境的污染，资源的破坏。　

在20世纪的世界能源结构中，人类所能利用的一次能源主要是石油、天然气和煤炭等化石性的能源，这些能源本质上是数万年前或数十万年前甚至更长时间以来太阳的光能和热能辐射到地球上的部分能源存储到古生物和古植物中，历经沧海桑田的变化后演化成为今天地球上的能源矿藏。它们是古生物和古植物化石的一种特殊形态，历经人类数百数千年，尤其是近百年的开采消费，这些化石类能源已经被消耗了相当大的比例。随着世界经济的进一步发展、人口的增加和社会生活水平的不断提高，未来世界的能源消耗量将持续增长，世界上的化石能源总量和消费总量总有一天会产生冲突。即化石能源远远达不到人类的消费需求，甚至会被消耗殆尽，日益枯竭的能源和人类无休止的需求形成了一个很大的反差，而这个反差越来越大时，它 …… 此处隐藏：10404字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……