模拟光伏发电自动跟踪平台的研究与实现

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1、分类号TP23学位代码308密级学校代码10298学号3120159南京林业大学研究生硕士学位论文论文题目：模拟光伏发电自动跟踪平台的研究与实现作者：姚达雯专业：仪器科学与技术研究方向：测试计量技术及仪器指导教师：周国平副教授二○一五年六月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注

2、明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文出版授权书本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》（以下简称“章程”，见www.cnki.net),愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享录

3、相关权益。论文密级：^开□保密（_年_月至_年_月）（係密的#住讼式在斛密后系道守此仿初致谢恩师掬取天池水，洒向人间育新苗。本文的顺利完成首先要感谢我的导师周国平副教授。在三年的研究生生涯中，周老师以严谨的治学态度、务实的工作作风、渊博的专业知识和真诚的处世风范扮演着我人生的导航者、心灵的指路人，同时也是我治学问津的楷模和为人处事的榜样。感谢周老师对我在科研学习上的谆谆教诲以和在生活工作中关怀帮助，愿师生情谊一生延续。也祝愿周老师及家人健康快乐，幸福美满。此外，还要真诚感谢刘云飞书记、封维忠教授、时维铎副

4、教授、杨晓彦老师、盛江梅老师。他们在我本硕七年的工作生活中给予了无私的关怀和帮助，在科研学习道路上给予了我宝贵的启发。其次，感谢我的闺蜜孟培雯，七年的陪伴让我们的青春变得多姿多彩。我还要感谢我同学仲园、徐婷、黄峰、王鑫鑫、徐磊、李阳以及研一研二的师弟师妹们，三年的朝夕相处营造了实验室大家庭的温暖。感谢已经毕业的师兄师姐陈佳栋、燕元超、徐振、王琼、马兰、李静、司飞飞，他们在我的学习和工作中给予了真诚的建议和帮助。最后，真诚感谢我的父母和家人给予我无条件的支持与关爱。家人无私的爱与奉献给予我前进的不竭动力，给

5、予我失败后重新站起来的勇气，给予我追求美好前程的无限希望。祝愿我的父母和家人健康平安，永远幸福。作者：姚达雯二○一五年六月一日摘要看过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

6、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

7、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

8、个可视化的智能控制平台。关键词：光伏跟踪；模拟光源；单片机；机械建模StudyandImplementationofPhotovoltaicAutomaticTrackingPlatformAbstractPeoplewhohadwatchedthe2014FIFAWorldCupinBrazilwon'tforgettheeightChinesecharacters,"ZhongguoYingli,Guangfuruhu",