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模拟光伏发电自动跟踪平台的研究与实现

姚达雯  
【摘要】:看过2014年巴西世界杯的人们肯定不会忘记每场球赛都会出现在球场四周的八个中文汉字:“中国英利,光伏入户”。这是我国光伏代表企业英利绿色能源控股有限公司的广告语,这句广告词向全世界揭示了光伏技术普及的必然趋势与广阔前景。在推广光伏发电的过程中,如何最大限度地提高太阳能的利用率已经成为当前国内外学者的研究热点。无论是从能量转换的角度还是接收效率的角度,对太阳能利用率的提高已取得了较大的进步。然而,技术的进步必须以人才作为核心,光伏发电的推广过程需要光伏型人才的培养,这对光伏教学的基础设施建设提出了一定的要求。本文在深入研究了太阳角度变化的理论依据和光伏跟踪的控制方式的前提下,搭建了模拟太阳光源和光伏跟踪系统相结合的智能控制平台,为光伏教学实验提供了硬件基础。在模拟太阳光源方面,通过设计执行机构与智能控制模块,将太阳光源在一天内东升西落的过程缩短在可控的时间范围内,并实现了模拟光源运行方向和光强变化的无线遥控。在光伏跟踪方面,采用低功耗控制电路实现了太阳能板的双轴跟踪,使太阳能电池板与模拟太阳光源的入射光相垂直。其中整个实验平台的机构设计采用SolidWorks进行三维建模与动画仿真,控制模块采用基于单片机的低功耗电路控制电机的运动状态和模拟光源的亮度。本课题首先介绍了光伏跟踪的研究目的与研究现状,完成了光伏跟踪的可行性分析,接着进行了模拟光源的设计,再对整个智能控制平台进行机构设计,硬件电路设计和软件设计,并进行了执行机构和电路板的制作加工,最后进行了整个智能平台的组装和调试。经过反复测试达到了预设的功能和理想的跟踪精度,为光伏发电系统提供了前端设计模型,也为光伏教学实验提供了一个可视化的智能控制平台。


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