太阳能自动跟踪发电控制系统的开发与设计

【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
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TK514
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 太阳能发电的实际意义8-9
• 1.1.1 太阳能是当前能源的替代能源之一8-9
• 1.1.2 太阳能是人类可利用的清洁能源之一9
• 1.1.3 太阳能辐射资源丰富9
• 1.2 目前国内外太阳能发电现状9-11
• 1.3 太阳能自动跟踪系统11-13
• 1.4 研究内容13-14
• 第2章 太阳能自动跟踪传感器的设计14-30
• 2.1 太阳能跟踪的设计方案14-15
• 2.1.1 常用的太阳能跟踪方案14-15
• 2.1.2 太阳能跟踪的方案确定15
• 2.2 太阳能跟踪传感器的设计15-26
• 2.2.1 光线和影子的关系15-17
• 2.2.2 跟踪传感器的跟踪精度17-18
• 2.2.3 太阳能跟踪传感器方案确定18-21
• 2.2.4 太阳光照的强度检测21-22
• 2.2.5 太阳能跟踪传感器的设计制作22-26
• 2.3 跟踪传感器的电路测试26-27
• 2.4 结果分析27-28
• 2.5 本章小结28-30
• 第3章 双轴自动跟踪传动的机械设计30-40
• 3.1 机械机构的设计访法30
• 3.2 太阳能自动跟踪的机械传动机构设计30-35
• 3.2.1 跟踪的要求30-31
• 3.2.2 方案比较31
• 3.2.3 方案确定31-32
• 3.2.4 跟踪系统的垂直轴设计32-34
• 3.2.5 跟踪系统的水平轴设计34-35
• 3.3 自动跟踪机械传动中零件的设计35-38
• 3.3.1 垂直轴轴承的选用35-36
• 3.3.2 跟踪系统的水平轴轴承设计36-38
• 3.4 太阳能自动跟踪的机械传动的动力源38
• 3.5 自动跟踪的机械联接38-39
• 3.6 自动跟踪的机械传动机构安装39
• 3.7 本章小结39-40
• 第4章 控制电路及程序设计40-52
• 4.1 单片机简介40
• 4.2 太阳能自动跟踪控制40-47
• 4.2.1 自动跟踪的控制40-41
• 4.2.2 信号采集电路41-45
• 4.2.3 机械运动控制45-47
• 4.3 机械运动的转角控制47-48
• 4.4 单片机和PC 的通信48-49
• 4.5 太阳能自动跟踪控制系统实施及程序设计49-51
• 4.6 本章小结51-52
• 第5章 基于 PC 的人机交互控制程序52-60
• 5.1 基于PC 人机交互的太阳能跟踪52-53
• 5.1.1 基于数据库查询的跟踪方法52
• 5.1.2 天文日历跟踪方法52-53
• 5.2 开发工具介绍53
• 5.2.1 Delphi 简介53
• 5.2.2 SQL server 数据库简介53
• 5.3 程序设计53-59
• 5.3.1 系统模块设计53-55
• 5.3.2 数据库逻辑结构设计55-56
• 5.3.3 各模块程序的编写56-59
• 5.4 本章小结59-60
• 第6章 自动跟踪的实验及数据分析60-66
• 6.1 跟踪传感器的实验60-62
• 6.2 双轴自动跟踪中机械及控制部分的实验62-63
• 6.3 整机实验63-65
• 6.3.1 调试过程63-64
• 6.3.2 实验方案64-65
• 6.3.3 实验结果和分析65
• 6.4 本章小结65-66
• 第7章 结论66-68
• 7.1 课题总结66
• 7.2 存在的问题和展望66-68
• 参考文献68-71
• 致谢71-72
• 攻读硕士学位期间的研究成果72

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于DSP控制的单相光伏并网逆变器的研究    唐伟

太阳能热发电聚光系统的建模与控制策略研究    徐明

智能逐日控制系统设计与实现    罗毅欣

独立光伏发电系统储能电路研究    王秉荣

太阳能光伏发电是理想的可再生能源    狄丹;

单片机与PC串行通信的实现    赵玉剑;范修荣;

太阳能路灯自动跟踪系统的研制    李子莹;

推动我国太阳能光伏发电产业化的对策建议    张东海;

太阳自动跟踪器的研究    孙茵茵,鲍剑斌,王凡

混合双轴太阳自动跟踪装置的研究    王尚文;高伟;黄树红;

向日葵型跟踪太阳智能发电装置的研制    杨帆;杨景常;郑宇;

太阳能发电前景?    张耀庆;

太阳自动跟踪装置控制系统的研究    徐东亮;任超;

太阳能电池自动跟踪系统的设计    万里瑞;

AT系列单片机SPI口在嵌入式系统中的应用    张育欣,张大宏,张振东,姚冬平

聚光和非聚光太阳能光伏电池发电实验比较    刘自强;王建辉;刘伟;彭国辉;

基于JSP架构的网络注册和管理系统研究    李杰;

MCS-51串行口的多机通信技术    任志斌,严慕秋

消息编程方法在电源嵌入式主机中的实现    王军,梁原华,王学伟,王林兵

串行外设接口SPI的应用    任志斌,车长征

LIS与HIS的集成技术探讨与实现    马兴成;刘帅;

基于MSP430的点光源跟踪系统的设计    朱丽霞;

CAN总线智能测控节点的设计    王月姣,朱家驹

基于计算机控制的数字化定标器    翟自坡;屈国普;杨彬华;王文通;

关于大理州可再生能源与电网和谐发展的思考    宋春;

基于单片机的注塑机控制器设计    李兴成;

基于单片机AT89S51烟叶烘烤温度控制系统的研究    赵丽;缪志农;伍维根;姚建平;

天然气汽车燃料泄漏及发动机舱温报警系统    陈子明;

基于USB口的数据采集系统    王永;刘向阳;张平;

无人值守自动气象站的设计与开发    王杰;

LED显示屏数据源控制器设计    张飙;范刚;

某型机射手控制盒设计与仿真实现    张志虎;张少贤;陈伟;贾红光;王旭东;

嵌入式pH值智能测控系统的设计与实现    杨艳华;曹良坤;艾昌文;

气象用标准铂电阻温度计的研制    敖振浪;沙奕卓;吕文华;吕玉嫦;

太阳能光伏产业链垂直一体化构建研究    耿亚新

中国能源消费与经济增长关系的实证研究    张琳

分布式并网发电系统低电压穿越问题的若干关键技术研究    蔚兰

太阳能热光伏系统机理与实验研究    陈雪

小型光伏系统及其关键问题研究    胡义华

纳米ZnO基有机/无机复合光伏器件研究    王丽丹

行程传感液压缸基础技术的研究    潘峰

车载夜视导航系统的研究    冯桂兰

基于光纤传感的危险环境安全监测方法和关键技术的研究    祁耀斌

电子束熔炼提纯多晶硅的研究    姜大川

楼宇供暖节能系统的设计    张志伟

基于Internet的远程水表抄表系统的设计与实现    李翔

基于PJR-2X型喷浆机器人的开放式算法平台研究与设计    刘鲁艳

注塑机械手控制系统设计研究    丁鉴彬

基于FPGA的USB接口协议及驱动技术研究    王国帅

清洁能源产业的技术路线图研究    刁磊

基于单片机的USB设备的研究与设计    钟志彬

基于CAN总线的制动能量回收实验台架测控系统研究    陈波

电力通信中数据压缩技术的研究与实现    朱新博

染料敏化太阳能电池电极改性研究    石德晖

太阳高度角和日出日落时刻太阳方位角一年变化范围的计算    王国安;米鸿涛;邓天宏;李亚男;李兰霞;

四象限光电跟踪技术中若干问题的探讨    冯龙龄，邓仁亮

太阳光自动跟踪装置的设计    刘俊;刘京诚;谢磊;何伟;李茹杰;翟值楚;

空间光通信ATP系统中光信号处理技术研究    倪飞,邓兴成,李贤

太阳自动跟踪器的研究    孙茵茵,鲍剑斌,王凡

模糊控制太阳能自动跟踪随动系统    杜微;王平凯;白羽;

步进电机简介及控制原理    孔凡君;

浅谈步进电机的工作原理    董里扬;

独立光伏系统中蓄电池充电控制策略    任柱;陈渊睿;张淼;

弱光下光伏充电器的设计    刘立强;岑长岸;张淼;

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

多能源互补的多功能能源系统及其集成机理    韩巍

中国光伏产业发展战略研究    李晓刚

中国太阳能长期变化及计算方法研究    赵东

三相并网光伏发电系统的运行控制策略    刘飞

太阳能光伏发电系统的控制问题研究    熊远生

微网运行仿真研究    翟津川

光伏并网逆变器的研究    曹建平

单相非隔离型光伏并网逆变器的研究    洪海

基于DSP的10kW微网逆变器软件设计    洪洁

太阳能发电自动跟踪控制系统研究与实现    丁伟

单相光伏并网逆变器的研究与设计    齐乐

并网光伏电站分布式数据采集监测系统的研究    刘莉敏

PLC与上位计算机通讯监控系统的研究与应用    陈卓

光伏发电自动跟踪系统    张嘉英

单相光伏并网逆变器的研制    张凌

差动三电平独立/并网光伏逆变器研究    马锋

基于准PR控制的单相光伏并网逆变器的研究    赵云梦

大型聚光光伏跟踪装置结构优化    黄磊

太阳能光伏发电综述    李春鹏;张廷元;周封;

太阳自动跟踪器的研究    孙茵茵,鲍剑斌,王凡

两维程控太阳跟踪器控制系统的研制    饶鹏,孙胜利,叶虎勇

天和家园43kW_p屋顶并网光伏发电系统设计    王春明;王金全;刘文良;

成品油油库自动化管理系统技术方案    李永明;李艳钊;刘勇;姜琳;

太阳能光伏发电技术发展状况与趋势分析    高虎;李俊峰;许洪华;

极大规模光伏发电在我国的发展前景展望    胡学浩,周孝信,白晓民,张文涛

光纤照明的原理与应用    徐晓星

太阳跟踪方法及应用    郑小年,黄巧燕

太阳能电池研究的新进展    倪萌,M K Leung,K Sumathy

光伏发电系统及其控制的研究    郑诗程

地面自动跟踪太阳暴晒设备的设计    李德赤;江高炎;

太阳全方位自动跟踪实验平台的设计    陈昭炎,刘计星,严飞龙

一种太阳能自动跟踪电站精度测试仪设计    徐剑;

太阳能高度角自动跟踪精度的模型仿真    梁勇;梁维铭;

基于PLC的太阳能自动跟踪装备    臧华东;

铁路物流自动跟踪信息系统关键技术研究    魏臻;任建华;程磊;

两种自动跟踪控制策略的比较    张远高;杨文光;孙汉青;曲俊海;吴红霞;

太阳能自动跟踪发电系统的创新设计    肖英;曾元精;罗虎;欧舟;王艳;余建;刘吉普;

蝶式聚光光伏发电自动跟踪太阳装置的设计    张晓霞;殷盼盼;张国;孙常生;朱建衡;孙利国;

太阳自动跟踪控制系统的设计    默少丽;王鹏月;

海南省人工增雨车辆自动跟踪定位系统    黄巧明;李天富;黄彦彬;

基于ANSYS的太阳能自动跟踪机构仿真及实验分析    欧阳玉平;洪添胜;文韬;孙同彪;

基于自动跟踪控制的不停车混合收费系统    程根源;王久增;谷振楠;

一种新的步进自动跟踪方法    邢炜;黎孝纯;

太阳能光伏系统的自动跟踪式装置    谢卿

太阳能自动跟踪发电控制系统的开发与设计    郎龙军

基于嵌入式的光伏发电自动跟踪控制系统设计    彭春明

高精度自动跟踪对准系统建模方法研究    陈钢

太阳能自动跟踪控制系统的设计与研究    宿剑锋