智能型太阳自动跟踪系统的PLC设计.pdf

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1、·30·工业仪表与自动化装置2010年第3期智能型太阳自动跟踪系统的PLC设计耿欣，林中达(东南大学能源与环境学院，南京210096)摘要：介绍了一种新型的极轴式智能型太阳自动跟踪系统。该系统是基于三菱Q型PLC构建平台，选取极轴式跟踪方式，同时采用以时钟跟踪为主调、传感器跟踪为辅调的混合调节策略，使用视日轨迹跟踪的方法自动计算出不同地点和时间太阳的高度角和方位角，通过PLC控制步进电机作为执行机构，同时采用聚光技术，从而提高了跟踪精度，实现了全天候、全自动跟踪。关键词：太阳自动跟踪；极轴；PLC；步进电机中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：100

2、0—0682(2010)03—0030—04DesignofintelligentautomaticsuntrackingsystembasedonPLCGENGXin，LINZhongda(CollegeofEnergyandEnvironment，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)Abstract：Thispaperintroducesanewtypeofintelligentautomaticpolaraxissuntrackingsystem．Thesystem，whichisbasedontheMits

3、ubishiQ—PLCtobuildaplatform，selectsthewayofpolaraxistrackingandacompositeadjustmentmodecombiningclocktrackingasmainadjustmentwithsensortrack．ingassecondaryadjustment．Bythemethodofsolarpositioncalculation，thissystemcanautomaticallycal—culateelevationangleandazimuthangleofthesunindif

4、ferentpositionsandtimes．MeanwhileitselectssteppingmotorastheactuatorthoughPLCaswellasusingconcentratingtechnologytoimprovetrackingaccuracyandrealizetheall—weatherandfullyautomatictracking．Keywords：automaticsuntracking；polaraxis；PLC；steppingmotor光光伏发电原理，实现了高度角手动和极轴转动自动0引言的调节，使太阳能电池板

5、始终保持与太阳光垂直，既随着社会经济的发展、能源危机以及生态环境保证了跟踪精度，也提高了经济效益，具有很好的实的恶化，太阳能作为一种清洁无污染和可持续产生用价值，对于实现大型太阳能发电具有深远意义。的能源，有着矿物能源不可比拟的优越性，发展前景1系统设计思想非常广阔。但是太阳能存在着密度低、间歇性、空间分布变化快的缺点，因此提高太阳能的利用效1．1跟踪原理率成为研究热点，太阳跟踪系统为解决这一难题提由于四季变更和昼夜交替，对太阳的跟踪应该供一种新途径。与传统的固定发电设备相比，在相是在水平方位角和垂直高度角2个方向进行。单轴同条件下，自动跟踪发电设备的发电量

6、提高35％，跟踪时只在方位角上自西向东跟踪太阳，只做周期成本下降25％_lJ，同时太阳能跟踪装置的精度直接性调整，但太阳高度角同一时间的日变换平均只有影响设备利用太阳能的效率。0．3。，只需周期性调整，但太阳高度角一天的变换可目前太阳跟踪的方式有多种，但是存在精度不达80。(以南京夏至为例)，故单轴调节精度较低。高、适应性不强、成本高等问题，在综合考虑以上问题而双轴跟踪则在方位角和高度角上同时跟踪，实现后，该文设计了极轴式太阳能自动跟踪装置，该系统二维跟踪。但二维跟踪机械结构较复杂，需要2台具有二维调节和四象限传感作用，利用极轴跟踪和聚电机，因此不够经济。为

7、了解决成本与精度的矛盾，采用了两维极轴跟踪方式：俯仰角手动和极轴转动收稿日期：2009—09—15自动的调节。作者简介：耿欣(1985)，男，江苏徐州人，硕士研究生，研究领域为数据库在电厂中的应用。太阳的东升西落是地球自转与公转共同作用的2010年第3期工业仪表与自动化装置·31·结果。如图1所示，设计一根极轴使之与地轴平行，踪相结合的混合控制方式，克服了在阴天多云的情其安装角即为当地纬度角，俯仰角等于赤纬夹况下使用传感器跟踪控制不稳，而在晴天时始终跟角，此角度日变化不足0．4。，可周期性手动机械调踪累计误差大的缺点。交替时钟跟踪和传感器跟踪节。再通过极轴旋

8、转就可抵消地球的自转，实现精的混合控制系统，将抵消两