太陽能跟蹤控制系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、隨著地球上有限化石能源的不斷地開采，能源危機已經(jīng)成為當今人類世界面臨的最大問題之一，同時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)性能源是關系到人類生存發(fā)展的重要研究課題。太陽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)和應用具有廣大的發(fā)展前景和深遠的研究意義。目前，對太陽能利用的有

2、效途徑之一便是利用光伏發(fā)電技術將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。其中太陽光能采集和電能轉(zhuǎn)換是光伏發(fā)電技術的重要的關鍵環(huán)節(jié)，提高這些技術環(huán)節(jié)的效率對于太陽能的利用是非常有價值，然而在太陽光能采集上由于太陽光強度的不確定性、光照間歇性以及季節(jié)天氣環(huán)境影響大等特點，給太陽能的采集帶來了相當大的難度，采用傳統(tǒng)的固定式太陽能采集效率相對低下。理論分析證明，采用太陽能自動全方位跟蹤技術，相比采用固定跟蹤情況下可以提高35％太陽能的吸收效率。在太陽能轉(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，導致太陽能沒能充分的轉(zhuǎn)換成電能，采用最大功率跟蹤(MPPT)技術使電池陣列始終保持最大功率點輸出，進而提高了轉(zhuǎn)換效率。
　　 本文在研究了國內(nèi)外太陽能跟蹤控制系統(tǒng)的基本原理上，開發(fā)設計一個基于S3C2410X微處理器的嵌入式平臺太陽能跟蹤控制系統(tǒng)。本研究主要內(nèi)容包括：⑴分析當今太陽能開發(fā)利用的發(fā)展現(xiàn)狀，研究了各種太陽能跟蹤技術，以提高跟蹤效率為原則對跟蹤技術進行改進，設計出

4、一個基于嵌入式的太陽能跟蹤控制系統(tǒng)的設計方案。⑵進行太陽能跟蹤控制系統(tǒng)傳感單元設計，選擇相應功能的傳感元件，并進行傳感信號采樣電路設計，提高傳感信號采樣精度。⑶選用S3C2410X作為核心控制芯片，根據(jù)系統(tǒng)控制功能特點進行控制單元的硬件設計，并對最大功率跟蹤單元進行電路設計，以及步進電機驅(qū)動單元硬件設計。系統(tǒng)擴展外接4x4鍵盤和LCD顯示器，使系統(tǒng)具有良好的人機交互界面，可以方便地通過鍵盤進行設置。⑷在硬件設計的基礎上完成功能設計要求進