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太阳能电池板自动追踪系统的研究

毛桂生  
【摘要】: 随着传统的化石能源日趋枯竭,人类的发展将面临着严峻的能源挑战。而且大量使用化石燃料已给环境带来了严重的后果,人类文明的高度发展与地球生存环境的快速恶化已经形成一对十分突出的矛盾。寻找新的能源资源已是人类共同的使命,太阳能因其独特的优势,必将受到重视而广泛利用。因此研究如何充分利用太阳能已是一个现实的命题。本研究正是对此命题作出了一点个人的探讨。 本课题所研究的内容是太阳能电池板如何自动追踪太阳光,其特点是利用单片机控制技术来实现机电一体化,因而提高了追踪的自动化程度和自身的稳定性。本系统采用的单片机为AT89C51,它是整个系统的控制核心。 本研究采用了两种追踪模式:光电检测追踪模式和太阳角度追踪模式。晴天时系统启用光电检测追踪模式,而阴天时系统进入太阳角度追踪模式,利用这两种模式就可以较充分地追踪太阳能。在光电检测追踪模式下,光电检测采用光电二极管作为光电传感器,利用比较电路来判断太阳的朝向,单片机发送信号从而驱动太阳能电池板的转动,实现追踪太阳的目的;太阳角度追踪模式下,主要是通过软件计算当时当地太阳高度角和太阳方位角,再配合机械装置来实现对太阳的追踪。系统的软件和硬件采用模块化设计思想,采用了C51语言编写程序。 本研究分别测试了光电检测追踪内容和太阳角度追踪内容。前者测试结果表明追踪效果较为明显,太阳能接收率提高了35.3%;后者测试结果表明计算精度较好,达到了所要求的计算功能。


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