太阳能跟踪系统设计

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1、新能源专题太阳能跟踪系统设计王淼王保利焦翠坪景崇友（保定天威集团有限公司技术中心，河北保定071056）摘要为了更充分、高效地利用太阳能,现普遍采用跟踪太阳的方式是为最大限度地获得输出功率。本文介绍了太阳跟踪系统的控制原理、系统硬件组成和控制算法。在此基础上设计了一种跟踪精度高、结构简单、控制可靠的双轴太阳能跟踪系统，有效地提高了太阳能的利用率。并通过试验验证了此太阳能跟踪系统在晴朗的气候条件下，比固定式至少提高发电量25%。关键词：太阳能跟踪系统；时空控制；光强控制；跟踪传感器；太阳运行轨迹计算Designof

2、SolarTrackingSystemWangMiaoWangBaoliJiaoCuipingJingChongyou（R&DCenter,BaodingTianweiGroupCo.,Ltd.,Baoding,Hebei071056）AbstractInordertomorefullyandefficientuseofsolarenergy,iscommonlyusedtotrackthesun'strajectorytomaximizeoutputpower.Thisarticledescribestheso

3、lartrackingsystemcontroltheory,thesystemhardwarecomponentsandcontrolalgorithms.Onthisbasisthedesignofatrackingandhighprecision,simplestructure,reliablecontrolofdual-axissolartrackingsystem,whichimprovestheutilizationofsolarenergy.Andthroughtestsofthissolartra

4、ckingsysteminthesunnyweatherconditions,thanfixedatleast25percentcapacities.Keywords：solartrackingsystem；timeandspacecontrol；lightintensitycontrol；solartrackingsensor；suntrajectorycalculation来完成。1引言2太阳能跟踪控制方法随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，太阳能这个清洁的可再生能源，常用的太阳能跟踪控制

5、方法主要有以下三种：已受到许多国家的高度重视和利用。我国是一个太匀速控制方法、光强控制方法以及时空控制方法。阳能资源较为丰富的国家，且分布范围较广，因此（1）匀速控制方法充分利用太阳能资源，有着深远的能源战略意义。由于地球的自转速度是固定的，可以认为，早由太阳能电池板的特性可知，它的发电量与照上太阳从东方升起经正南方向向西运动并落山，太射到它上面的光照强度成正比，而接受太阳的直射阳在方位角上以15°/h匀速运动，24h移动一周。光，可以得到太阳的最大光照强度。试验证明，采高度角等于当地纬度作为一个极轴不变。其跟踪

6、过用相同功率的太阳电池板，自动跟踪式光伏发电设程是将固定在极轴上的太阳能电池板以地球自转角备要比固定式光伏发电设备提高发电量至少在25%速度15°/h的速度转动，即可达到跟踪太阳，保持[1]以上，成本下降20％。由于太阳的位置每时每刻太阳能电池板平面与太阳光线垂直的目的。该方法都在变化，若想在太阳能电池板上得到最大输出功控制简单，但安装调整困难，初始角度很难确定和率，就必须要太阳能电池板随时跟随太阳的运动轨调节，受季节等因素影响较大，控制精度较差。迹运动，才能保证太阳光始终垂直照射到太阳能电（2）光强控制方法。池

7、板上。为实现太阳光始终垂直照射到太阳能电池在高度角和方位角跟踪时分别利用两只光敏电板上这一目的，就需要用太阳光自动跟踪控制系统池作为太阳位置的敏感元件。4只光敏电池安装在一1002009年第8期新能源专题个透光的玻璃试管中。如图1所示，每对光敏电池被太阳光跟踪传感器（以下简称：跟踪传感器）中间隔板隔开，对称地放在隔板两侧。当电池板对是检测光伏阵列是否对准太阳的基准。当太阳光垂准太阳时，太阳光平行于隔板，两只光敏电池的感直照射到跟踪传感器上时，跟踪传感器四个方位的[2]光量相等，输出电压相同。当太阳光略有偏移时，输

8、出信号全部为零，表示跟踪传感器已对准太阳。隔板的阴影落在其中一只光敏电池上，使两只光敏当太阳光偏离垂直照射跟踪传感器时，跟踪传感器电池的感光量不等，输出电压也不相等。根据输出能检测出当前太阳偏离跟踪传感器的方位，同时在电压的变化来进行太阳能跟踪控制。该方法的特点跟踪传感器相应方位的输出端，会有信号输出。如是测量精度高、电路简单、易于实现，但在多云和图3所示。阴天环境下会出