毕业论文-太阳自动追踪系统设计

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1、目录中文摘要3英文摘要41引言51.1课题研究的背景和意义51.2课题研究的现状51.3课题研究的主要内容62系统的总体设计方案72.1跟踪方法82.1.1太阳轨迹跟踪方法的设计82.1.2光电跟踪方法的设计102.2机械结构的设计132.3充电模块的设计142.3.1充电策略的选择142.3.2充电控制器的选择173系统的硬件设计183.1电源模块的设计193.1.124V到5V的转化213.1.124V到负15V的转化223.1.124V到15V的转化223.1.124V到12V的转化233.1.124V到-12V的转化233.2光电检测模块

2、的设计243.2.1太阳方位检测模块243.2.2太阳光强检测模块263.3单片机控制模块283.3.1单片机的选择283.3.2外部时钟电路293.3.3步进电机驱动电路293.4蓄电池充电模块313.4.1DC/DC变换电路313.4.2MOSFET驱动电路333.4.3电压采样电路343.4.4电流采样电路353.4.5蓄电池温度检测电路353.4.6PWM方波设计364电路仿真374.1降压（BUCK）电路的仿真374.2太阳光强和方位检测电路的放大电路的仿真37结论38致谢39[参考文献]40附件1：41附件2：42太阳自动追踪系统设计

3、摘要：人类正面临着石油和煤炭等矿物燃料枯竭的严重威胁，太阳能作为一种新型能源具有储量无限、普遍存在、利用清洁、使用经济等优点，但是太阳能又存在着低密度、间歇性、空间分布不断变化的缺点，这就使目前的一系列太阳能设备对太阳能的利用率不高。本文研究了基于太阳自动跟踪的独立光伏发电系统。太阳能光伏发电作为太阳能利用的重要方式，发展前景非常广阔。目前，光伏发电系统多采用固定安装的形式，这种发电系统具有发电效率低、成本高、不宜推广等缺点。在光伏发电系统中使用太阳自动跟踪，能有效地提高太阳能的利用率。因此，本文的研究对提高光伏发电效率、促进光伏发电的推广应用具

4、有重要的意义。本文首先提出了一种将光电跟踪方式和太阳运动轨迹跟踪方式相结合的全天候太阳自动跟踪方法。分析并确定了晴天、多云和阴雨三种天气条件下，应分别采取的跟踪模式；给出了光电跟踪方式的具体设计思路和实现方法；分析并确定了太阳运动轨迹的计算方法。根据提出的跟踪方法，设计了一套自动跟踪式独立太阳能光伏发电系统。该系统为小型光伏发电系统，在太阳自动跟踪的基础上，全天候、高效率地独立运行，将尽可能多的太阳能转换为电能，储存在蓄电池中。整个系统分为太阳自动跟踪系统和光伏电源系统两个子系统。分别进行了两个子系统的硬件设计和软件设计。硬件设计包括太阳方位检测

5、、光强检测、单片机控制、数据采集、外部时钟、光伏电源等模块；而软件部分设计了太阳自动跟踪系统的软件体系，实现了各个硬件模块的功能、光电检测数据的处理以及跟踪机构的驱动控制。本课题设计的自动跟踪式独立太阳能光伏发电系统，实现了对太阳的自动跟踪，使太阳能电池板基本对准太阳垂直入射的方向，并实现了连续稳定的电能输出，保证蓄电池的正常充电。关键词：太阳能，光伏发电，光电跟踪，太阳运动轨迹跟踪，蓄电池充电Abstract:Anstand-alonePV(photovoltaic)generationsystembasedonautomaticsolartr

6、ackingwasresearched.Asanimportantwayofutilizingsolarenergy,PVpowergenerationhasabroadprospect.NowmanyPVpowergenerationsystemsusefixed-mountedsolarpanels.Thesesystemshavethedisadvantagesoflowefficiencyofelectricitygeneration,highcostsanddifficulttopromote.Byusingsolarautomatic

7、tracking,PVpowergenerationsystemscaneffectivelyimprovetheutilizationofsolarenergy.SothestudyofthispaperhasanimportantsignificancetoimprovetheefficiencyofPVpowergenerationandpromoteitsapplication.Firstly,anall-weatherautomaticsolartrackingmethodcombiningthephotoelectricdetecti

8、onandthesolartrajectorytrackingmodeswasproposed.Differenttrackingmod