太阳能路灯双轴跟踪系统设计-论文.pdf

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1、太阳能路灯双轴跟踪系统设计刘日平，任天平，吕寻浩(郑州大学机械工程学院，河南郑州450001)摘要：针对当前太阳能路灯转换效率低的弊端，介绍了一种太阳能路灯双轴跟踪系统，通过实时检测光强的变化驱动执行机构，保证太阳能电池板始终垂直于太阳光线，从而提高太阳能利用效率。实验表明，太阳能电池板在双轴跟踪情况下，发电量要比最佳角度固定安装提高34％。关键词：AVR单片机；太阳能路灯；双轴跟踪；光伏发电；蓝牙中图分类号：TP23文献标识码：B文章编号：1674—7720(2014)15—0086—03Designoftwo-axistrackingsystemofsolarstreetlamplAuR

2、iping，RenTianping，LvXunhao(SchoolofMechanicalEngineering，ZhengzhouUnivervity，Zhengzhou450001，China)Abstract：Duetothelowconversioneficiencyofsolartracker。thepaperintroducesakindoftwo—axistrackingsystem．Itteststhechangeoflightanddrovedactuatorontimetomakesurethesolarpanelsandsunlightmeeteachotheratri

3、ghtanglestoincreasetheconversioneficiencyofsolartracker．Accordingtoexperiments，thetwo-axistrackercanincreasethepoweroutputby34percent．Keywords：AVRsingle-chipmicrocomputer；solarstreeflamp；two-axistracker；photovohaicgeneration；Bluetooth随着科技日新月异的发展，太阳能产品层出不穷，支架以及路灯等组成。其中控制系统主要包括供电电太阳能路灯应运而生并得以飞速发展。太阳能

4、路灯的供路、单片机及外围电路、光电检测电路、掉电检测电路、电方式主要有两种：一种是太阳能市电互补方式，另外位置反馈电路、蓝牙无线传输电路、电机驱动电路等。太一种是纯太阳能供电方式。前者除了需要挖沟渠，铺设阳能双轴跟踪装置的原理框图如图l所示。电缆等大量的繁琐基础工程，还要长期不断地对线路和南北方向光电信号信_。——号南北方向执行机构太其他配置进行维护和更新，成本较高。但因其以市电作东西方向光电信号÷处阳理能为储备能源，所以对太阳能发电量要求不高。后者不需南北方向接近开关及电东西方向接近开关卜控池要铺设电缆，无储备能源，成本低。为了使路灯正常工制东西方向执行机构板作，需要保证太阳能电池板的功率

5、足够高，以产生充足风速传感器卜-电路的电量。而由于发电效率不高的问题，有时候会出现蓄图1原理框图电池电量低，无充足电量供予路灯照明的现象，其可靠核心的控制单元采用了ATMEL公司的ATmagel6，性大大不如市电互补方式。为了提高其工作可靠性，本ATmage16拥有16KB的系统内可编Flash，512B文提出一种太阳能路灯双轴跟踪系统。此系统通过在东EEPROM．1KBSRAM，32个通用I／O口，8路10位具有西、南北两个方向实时跟踪太阳，达到提高太阳能利用可选差分输入级可编程增益的ADC，3个具有比较模式效率和增加发电量的目的，以提高纯太阳能式供电的可的灵活的定时器，计数器和具有片内振

6、荡器的可编程看靠性。门狗定时器，功能齐全且强大。1系统概述当太阳从东方升起且达到一定光照强度时，系统开太阳能路灯双轴跟踪系统由控制系统、太阳能充放始识别太阳的方位，并调整相应的角度，开始进行一天电控制器、12V铅酸蓄电池、电机、太阳能电池板、跟踪的跟踪。傍晚，当太阳光线弱到一定程度时，停止跟踪。86《微型机与应用》2014年第33卷第15期为了避免晚上因为其他灯光的影响导致系统电机的误阻和一个遮光板构成，如图3所示。动作，在停止跟踪后，系统将休眠l0个小时，此期间，光电检测模块停止工作，电机不动作。直到l0小时过后，单片机将驱动电机回到最东边，光电检测模块也重新开始检测太阳光线，开始新的一天

7、的工作。太阳能充放电控制器可以有效地控制蓄电池的充放电，防止蓄电池因过充或过放等不正常使用而降低寿命。本系统以经济、节能、实用为核心设计思想。除了能够在东西、南北两个方向上同时跟踪太阳．还能实现以下四个功能：(1)位置反馈功能。使系统能够辨别自己所处的跟图3光电检测原理示意图踪方位。四个光敏电阻分别位于电路板的东西南北四个位(2)蓝牙通信功能。维修人员可以通过手机客户端置，电路板与太阳能电池板平行。当阳光与太