太阳能跟踪系统

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1、全天候太阳能跟踪系统设计摘要全天候太阳能跟踪系统是针对太阳能空调、太阳能制氢、太阳辐照度测量、材料老化实验、高效太阳能光伏发电、高效太阳能热水器等需要对太阳进行实时跟踪的应用领域而设计的。太阳能跟踪系统的设计是综合运用物理学、光学，运动学、控制理论等学科体现，是当前国内外研究的热点问题之一。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。所以实现对太阳全天候跟踪，是提高对太阳能运用，利用率有重大意义。本人制

2、作全天候太阳能跟踪系统，该系统可以对太阳全方位跟踪，具有两个自由度的跟踪能力。经过黑夜或阴天后，只要太阳一岀即可跟踪，工作可靠稳定。该系统运用ATMEL公司AT89C52控制芯片，通过对运放器LM354N,LM358组成比较模块对光皱电阻对光线的感应强度和设定基准电压比较结果的检测，并对检测结果进行逻辑运算后，对负责方位角和高度角的步进电机进行控制，从而实现对太阳全方位跟踪。1602液晶显示模块，显示系统当前的工作状态及时间。在该论文中详细阐述了控制系统的组成结构和工作原理。该方法利用九个光敏电阻对当前坏境光线强度进行感应

3、，在不同强度亮度下，光頌电阻的阻值不一样，所以比较器的正输入电压也不同。如果跟踪板不是正对的太阳，那么九个光敏电阻的阻值也不一样，比较器正输入的电压也不一样，如果正输入电压高于设定的基准电压，比较器将输出一个信号给单片机，单片机根据比较器输入的信号进行逻辑运算，然后控制相应步进电机旋转，直到九个光頌电阻感应光线强度一样。在接受控制电路中引入单片机，通过充分利用其软、硕件资源，使系统具有优异的智能性、可扩展性、可升级性和操作方便，为对太阳全天候跟踪提供了合理、廉价的解决方案等特点。最后进行了系统联合调试，结果表明：系统的软、

4、硕件设计合理可行，为后续的研究工作奠定了基础。关键词：光敏电阻组合检测元件比较器模块单片机（AT89C52）1概论太阳能既是一次能源，乂是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，乂无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。所以实现对太阳全天候跟踪具有重大意义。1・1太阳全天候跟踪系统的发展现状目前对太阳进行跟踪的仪器有：＞单轴太阳能自动跟踪器＞步进式太阳能自动跟踪＞可自动跟踪的太阳灶＞五像限法太阳自动跟踪仪＞单轴液压式自动跟踪＞极轴式跟踪不足：结构复杂，跟踪精度不高

5、，不能全自动跟踪1・2太阳跟踪系统的设计思想＞检测规划检测规划是跟踪系统的一•个重要问题。它的口标是在一•个光亮强度差不多环境屮，为跟踪系统寻找太阳的具体位置。一个重要的解决方法就是采用多兀法三维，多元法三维就把检测系统接受板分成九个单元，太阳光线从不同角照射到接受板，检测元件感应光线强度不同。当考虑到元件误差时，跟踪系统与太阳实际位置可能会出现偏差。＞定位步进电机的步进角，是太阳跟踪系统精确定位的一个基木问题，也可以说,太阳偏移一个微小的角度，步进转动角度应该比太阳偏移角度和等，这就要求步进电机的步进角要足够小。1.3全

6、天候太阳能跟踪系统的研究意义：燃烧煤炭，石汕等能源不仅污染环境，而且它们属于不可再生能源，照2003年的煤炭开采速度，中国的煤炭再开采80多年即将枯竭。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。作为能源消耗大国，如何提高对太阳能利用率是解决能源危机的可行方法之一。设计一个对太阳实现全天候跟踪系统，是提高太阳能利用率根本方法。本研究课题是集机电、光学，计算机，控制理论为一体的，体现了电子信息专业多学科相结合，相互渗透的特点。科技以人为本，是为人类服务的，本人设计的太阳能全天候

7、跟踪系统充分的体现了该特点，休现岀人类与环境的和平相处，解决能源危机，造福于人类和社会，所以太阳能全天候跟踪系统是值得研究和实际运用的。本课题的研究成功，对创建能源节约型，环境友好型社会具有较大的意义,也有较好的市场发展前景1・4研究目标、研究内容和拟解决的关键问题才研究的目标本课题主要是利用单片机知识，设计一个太阳能全天候跟踪系统，其突破点在对太阳精确位置检测的系统的设计、步进电机动作指令系统（与太阳同步偏移）的设计、实时显示系统工作状态与人性化时间调节的设计。＞研究的关键问题本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路

8、•太阳高度角跟踪的实现。•太阳方位角跟踪的实现。•经过阴雨天气后，太阳一岀来立即跟踪的实现。•人性化界面的设计，分为人与单片机沟通和时间显示程序。＞总体分析方案的设计：太阳控制系统总体方案的设计主要涉及到核心控制器和外围器件的选择和应用，外围零部件的选用，电源供电方案的确定等，这些凶素的确定有益于系统开