太阳光自动跟踪仪系统设计_毕设论文.doc

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1、内蒙古科技大学毕业设计说明书内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题目：太阳光自动跟踪仪系统设计内蒙古科技大学毕业设计说明书摘要以常规能源为基础的能源结构随着资源的不断耗用将愈来愈不适应可持续发展的需要，加速开发利用以太阳能为主体的可再生能源己成为人们的共识。光伏发电系统可以直接将太阳光能转换为高品位能源—电能。由于太阳在天空中的位置是不断变化的，为此本文采用了自动跟踪系统。介绍了目前国内太阳跟踪器的发展现状，各类跟踪器的性能特点。对目前跟踪器存在的问题进行了分析，提出了新型自适应复精度太阳跟踪平台和通过单片机控制步进电机的太阳跟踪平台的系列方案。关键词：太阳能自

2、动跟踪内蒙古科技大学毕业设计说明书Abstract内蒙古科技大学毕业设计说明书目录摘要IAbstractII第一章绪论太阳能光伏发电概述11.1开发新能源的迫切需要11.2光伏发电的特点11.3光伏发电的现状及发展前景21.4光伏发电系统的简单介绍41.5本课题研究目的及所做的工作5第二章光伏电池的研究与分析62.1光伏电池的原理62.1.1光伏电池的光伏效应62.1.2光伏电池的物理模型72.2光伏电池的输出特性及其影响因素92.2.1光伏电池的I-V和P-V特性曲线92.2.2光伏电池的主要参数102.2.3太阳的光照强度对光伏电池转换效率的影响112.2

3、.4温度对光伏电池输出特性的影响12第三章光伏发电系统中聚光器的研究与设计133.1聚光比133.2典型聚光器的性能分析143.2.1抛物面反射镜的聚光性能14内蒙古科技大学毕业设计说明书3.2.2复合抛物面（CPC）聚光器163.2.3折射式菲涅尔聚光器173.3聚光器的选择和开发193.3.1聚光器的选择193.3.2CPC聚光器的实际应用设计20第四章光伏电池最大功率点的跟踪224.1最大功率点跟踪及其实现目标224.2常用最大功率点跟踪方法比较224.2.1电压反馈法224.2.2扰动法234.2.3电导增量法254.3最大功率点控制方法的选择及改进—

4、断续扰动法26第五章自动跟踪系统275.1自动跟踪器的研究概况275.1.1国内太阳能自动跟踪器的研究现状275.1.2目前太阳能自动跟踪器所存在的问题295.1.3新型跟踪平台的开发315.2自适应复精度太阳跟踪平台315.2.1太阳位置探测单元325.2.2信号处理与控制单元345.2.3动力单元375.2.4实际电路395.3通过单片机控制步进电机的太阳跟踪平台41内蒙古科技大学毕业设计说明书5.3.1自动跟踪系统的工作原理415.3.2传感器光敏二极管的工作过程415.3.3步进电机及其特性445.3.4基于单片机ADμC812控制的驱动电路465.3

5、.5自动跟踪的控制电路545.3.6软件流程54第六章蓄电池566.1蓄电池的概念566.2光伏发电系统蓄电池的选用566.3铅酸蓄电池的电池反应576.4铅酸蓄电池的充放电特性586.5蓄电池容量的设计及其充电特性606.5.1蓄电池容量的设计606.5.2蓄电池的充电特性61第七章结论62参考文献63致谢64内蒙古科技大学毕业设计说明书第一章绪论太阳能光伏发电概述1.1开发新能源的迫切需要人们很难想象，如果没有电人类的生活会变成什么样子。随着社会生产的日益发展，人类对电的需求每年以很大幅度增加，进而对能源的需求也迅速增长。全世界对能源的消耗在1970年约为

6、83亿吨标准煤，而在1995年，这种消耗达到了140亿吨标准煤，即25年间增长了69.7%，并预计，到2020年全世界对能源的消耗会达到195亿吨标准煤。根据公认的估算，如果人类对能源的需求以目前的速度增长，全世界的石油将在今后40年间被耗尽，而天然气和煤也最多分别能维持60年和200年左右。可见，矿物燃料并不是取之不尽的。不仅如此，大量使用化石能源已经开始造成全球变暖，燃煤会通过煤渣和烟尘放出大量有化学毒性的重金属和放射性物质，严重污染了人类的生存环境[1]。我国拥有居世界第一位的水能资源，居世界第二位的煤炭探明储量，居世界第11位的石油探明可采储量。但由于

7、我国人口众多，人均能源资源严重不足，而我国现在所面临的却是能源需求量成倍增长的严重挑战。因此，采用新能源和可再生能源以逐渐减少和替代化石能源的使用，是保护生态环境、走经济社会可持续发展之路的重大措施。这对于世界尤其是我国是十分迫切的。而太阳能资源丰富、分布广泛、可以再生、不污染环境，是国际社会公认的理想替代能源，所以开发利用太阳能受到越来越普遍的重视，成为目前各国都在研究的重大课题。1.2光伏发电的特点太阳能利用可分为热利用和光伏发电两种方式，热利用主要在采暖领域多，形式比较单一；而光伏发电可以把太阳能转换为当今最普遍的能源利用形式—内蒙古科技大学毕业设计说明

8、书电能，从而具有热利用不可比拟的优势，