基于步进电机太阳自动跟踪系统研究

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1、ELECTRICDRIVE2012Vo1．42No．3电气传动2012年第42卷第3期基于步进电机的太阳自动跟踪系统的研究马正华-一，孔丹，徐守坤(1．常州大学信息科学与工程学院，江苏常州213164；2．常州过程感知与互联技术重点实验室，江苏常州213164)摘要：为了提高太阳光伏发电系统的转换效率，对太阳进行自动跟踪是很有必要的。依据高精度的太阳位置算法，利用STC12C5A60S2单片机作为控制芯片，以步进电机作为执行机构，通过单片机来控制步进电机从而实现双轴太阳自动跟踪。相比于直流电机，步进电机更具有可控性和稳定性，跟踪精度较高，且受环境的影响小。理论分析和研究结果表明，系统实

2、现了对太阳的自动跟踪，能大大提高太阳能的利用率。该系统价格低廉，性能可靠，具有较高的实用价值。关键词：单片机；太阳自动跟踪系统；步进电机中图分类号：TM344．1文献标识码：AResearchonIntelligentSolarTrackingSystemBasedonStepperMotorMAZheng—huat-，K0NGDan，XUShou—kun，(1．J，2／ormationScienceandEngineeringCollege，ChangzhouUniversity，Changzhou213164，Jiangsu，China；2．KeyLaboratoryofProce

3、ssPerceptionandInternetTechnology，Changzhou213164，Jiangsu，China)Abstract：Inordertoenhancetheefficiencyofsolarphotovoltaicpowergenerationsystem，itisquiteneces—sarytOtrackthesunautomatically．AccordingtOthehigh—precisionpositioningalgorithmofsun，usingSTC12C5A60S2singlechipasacontrolchipandsteppermo

4、torastheexecutingunit，thedual—axissolartrack—ingsystemwiththesinglechipcontrollingthesteppermotorwasconstructed．ComparedwiththeDCmotor，thesteppermotorismorecontrollable，moresteadyandhashightrackingaccuracyandsufferslittleenvironmentaleffect．Theoreticalanalysisanddesignresultsshowthatthesystemrea

5、lizestheautomatictrackingofthesunandcangreatlyimprovetheutilizationrateofsolarenergy．ThesystemSpriceislow，ithasreliableperform—ance，andhashighpracticalvalue．Keywords：singlechip；intelligentsolartrackingsystem；steppermotor主要有光电定位和天文定位。前者为被动跟踪，引言根据光学传感器所获得的数据来控制电机。该方作为清洁能源的太阳能，现在已经普遍应用法受环境影响较大，尤其在阴

6、天或多云时及一些于我们的生活之中。例如，太阳能热水器，太阳能传感器探测不到的盲区；后者为主动式，由程序计蓄电，太阳能发电等[1]。在相同条件下，光照强度算出太阳位置，控制步进电机实时跟踪太阳。由越大，太阳能电池输出功率越大，因而增大太阳能于后者大大提高了跟踪精度[3]，所以在光电定位电池受光面的光照强度，就可增大太阳能电池输的基础上侧重于研究通过天文定位方式和控制步出功率。除了提高太阳光电池本身的转换效率和进电机实现的自动跟踪，在太阳能应用方面具有提高蓄电池充放电效应外，对太阳的自动跟踪是广阔的发展前景。太阳光伏发电系统中另一种提高转换效率的有效2系统架构及工作原理手段。因此，在太阳能

7、的利用过程中，实施太阳跟踪是很有必要的【2]。2．1系统整体框架及组成模块太阳跟踪是提高利用率的一种途径，其方式系统原理框图见图1。作者简介：马正华(1962一)，男，本科，教授，Email：jsjma@126．tom37电气传动2012年第42卷第3期马正华，等：基于步进电机的太阳自动跟踪系统的研究角，并根据一定时间间隔产生的角度差值算出步进电机的转角，从而实现太阳跟踪，获取最大的太阳辐射节省自身能量的损耗。3．1系统软件设计1)系统主程序。