太阳能电池板定向跟踪控制系统设计开题报告

1 通信工程学院毕业论文（设计）开题报告题目太阳能电池板定向跟踪控制系统设计专业信息工程学号 20101206 学生姓名谈金明指导教师姓名 （教师签字）指导教师职称日期 ２０１３ 年 １１ 月 ２１ 日2 一、 毕业设计题目背景、目的太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域；通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。二十世纪 50 年代，太阳能利用领域出现了两项重大技术突破一是 1954 年美国贝尔实验室研制出 6％的实用型单晶硅电池，二是 1955 年以色列 Tabor 提出选择性吸收表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层。这两项技术突破为太阳能利用进入现代发展时期奠定了技术基础。太阳能作为一种新能源，它与常规它与常规能源相比有三大优点第一，它是人类可以利用的最丰富的能源；第二，地球上，无论何处都有太阳能，就地开发利用，不存在运输问题，尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值；第三，太阳能是一种洁净的能源。所以对太阳能的利用已经是重中之重。太阳能电池板定向跟踪控制系统可以使太阳能的利用率大大提高所以对太阳能电池板定向跟踪的研究是必要的。太阳能电池板定向跟踪控制系统设计的目的为了解决太阳能转换效率低的问题，为了更大程度的利用太阳能。阳光照射的角度不固定，要想达到最大的集热效果，太阳能集热板应和太阳光线保持垂直。本设计要求设计一种自动跟踪太阳的机械和控制系统，使太阳能集热板能随太阳光线的移动而转动，保持集热板与太阳光线基本垂直。此系统能使太阳能电池板始终对着太阳，保持最大的发电效率，具有低成本、免维护等优点，有较好推广应用价值。3 二、 毕业设计主要内容及要求（注明是否要编出程序、做出硬件电路、仿真结果等） 本设计内容为设计一种自动跟踪太阳的机械和控制系统，使太阳能板能随太阳光线 的移动而转动。包括追踪模式选择，单片机驱动步进电机和整体电路图。目前，太阳追踪系统中实现追踪太阳的方法很多，但是不外乎采用如下两种方式一种是光电追踪方式，另一种是根据视日运动轨迹追踪；本次研究会根据当地实际情况与系统繁简程度对其进行比较并选取其中一种进行实际设计。（一）光电追踪。光电追踪装置利用光敏传感器，如硅光电管进行太阳光的检测。在这些装置中，光电管的安装靠近遮光板。通过调整遮光板的位置使遮光板对准太阳、硅光电池处于阴影区；当太阳西移时遮光板的阴影偏移，光电管受到阳光直射输出一定值的微电流，作为偏差信号，经放大电路放大，由伺服机构调整角度使追踪装置对准太阳完成追踪。光电追踪灵敏度高，结构设计较为简单；但受天气的影响很大，如果在稍长时间段里出现乌云遮住太阳的情况，太阳光线往往不能照射到硅光电管上，导致追踪装置无法对准太阳，甚至会引起执行机构的误动。（二）视日运动轨迹追踪。视日运动轨迹系统根据追踪系统的轴数，可分为单轴和双轴两种。（ 1）单轴追踪。单轴追踪一般采用①倾斜布置东西追踪；②焦线南北水平布置，东西追踪；③焦线东西水平布置，南北追踪。这三种方式都是单轴转动的南北向或东西向追踪。单轴追踪的优点是结构简单，但是由于入射光线不能始终与主光轴平行，收集太阳能的效果并不理想。（ 2）双轴追踪。如果能够在太阳高度和赤纬角的变化上都能够追踪太阳就可以获得最多的太阳能，全追踪即双轴就是根据这样的要求而设计的。双轴追踪又可以分为两种方式极轴式全追踪和高度角方位角式全追踪。本设计要求 1 机械部分 跟踪系统能水平方向 360 度旋转，垂直方向两边能大于 60 度旋转，要求系统有一定的抗干扰性；2 控制系统部分 要求系统能准确跟踪太阳，说明跟踪的过程，分析控制跟踪系统的原理，完成电路图；3 完成毕业设计论文，包含以上全部内容 。4 三、 毕业设计技术难点太阳能电池板定向跟踪控制系统设计的技术难点主要有以下几点 １、太阳能电池板定向跟踪控制系统中对太阳进行追踪的设计。２、步进电动机以及驱动电路模块的设计。３、光伏转换系统的设计。四、 毕业设计进度表1 了解设计的基本要求，查阅相关资料2 查阅相关资料，写开题报告3 外文资料翻译4 设计方案比较选择5 系统总体设计6 传感器设计7 电路系统总体设计8 绘制电路图9 撰写毕业设计10 答辩准备11 答辩5 五、 文献、资料阅读情况[1] 太阳能电池板定位系统的研究 - 成都电子机械高等专科学校学报 -2011 年 第 3 期 14. [2] 太阳能电池板自动追踪装置的设计 - 科技信息 -2011 年 第 11 期 . [3] 用于太阳能电池板的自动测试分选应用工程 - 制造业自动化 -2011 年 第 15 期 33. [4] 王 雪 文 . 太 阳 能 电 池 板 自 动 跟 踪 控 制 系 统 设 计 [J]. 西 北 大 学 学 报 自 然 科 学 版 .2004,342163 一 164. [5] 薛建国 . 基于 HYM8563和单片机的低功耗太阳电池自动跟踪系统设计 J]. 沈阳工程学院学报 自然科学版 ,20052113 一 116. [6] 罗维平 . 基于 PLC的太阳能电池板自动跟踪系统的研究 [J]. 电子技术应用 . 200909. [7] 李建庚． 一种智能型全自动太阳跟踪装置的机械设计 [J] ． 太阳能学报， 2003， 2403 330-333. [8] 陈维，李戬洪．太阳能利用中的跟踪控制方式的研究 [J] ．能源工程， 2OO3， 0318-21. [9] 陈维，李戬洪．太阳能利用中的跟踪控制方式的研究 [J] ．能源工程， 2OO3， 03 18- 21. 六、 毕业设计开题情况（老师填写，可进入毕业设计成绩综合评定） 毕业设计指导教师签字年 月 日七、专业毕业设计指导小组意见（签章） 年 月 日