【正文】 .................18 程序設(shè)計思想或說明 ....................................................................18 部分程序說明 及電機水平轉(zhuǎn)動控制部分流程圖 .............................18 電機驅(qū)動模塊 ...........................................................................................19 電機類型選擇 ..................................................................................19 步進電機的正反轉(zhuǎn)動控制時序 ........................................................20 部分驅(qū)動程序說明 ........................................................................20 P1OUT=~F_Rotation[w]。 ..........................................................................20 電機驅(qū)動部分實現(xiàn)的功能 .............................................................21 程序設(shè)計思想及說明 ....................................................................21 垂直電機控制部分關(guān)鍵代碼 ............................................................22 時鐘模塊 ..................................................................................................23 DS1302 時鐘模塊的功能 ..............................................................23 程序設(shè)計思想 .................................................................................23 部分程序說明及流程圖 .................................................................23 unsigned char Read_Ds1302 ( unsigned char address ) ................................23 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 4 頁 作者：王文明 ...........................................................................................25 LCD1602 液晶顯示器各種圖形的顯示原理 ..................................25 該模塊程序設(shè)計思想或說明 .........................................................26 部分程序的分析說明及模塊流程圖 .................................................26 void LcdWriteCommand(uchar cmd,uchar chk) ..........................................26 報警系統(tǒng)模塊 ..........................................................................................28 該模塊程序?qū)崿F(xiàn)的功能 ...................................................................28 程序設(shè)計思想及說明 .......................................................................29 部分程序說明及流程圖 ...................................................................29 結(jié) 論 .................................................................................................................30 致 謝 .................................................................................................................31 參 考 文 獻 ........................................................................................................32 附錄 A 系統(tǒng)原理圖 .......................................................................................33 附錄 B 部分程序清單 ....................................................................................34 第一章 太陽能跟蹤系統(tǒng)綜述 太陽能 跟蹤系統(tǒng)是光熱和光伏發(fā)電過程中，最優(yōu)化太陽光使用，達到提高光電轉(zhuǎn)換效率的機械及電控單元系統(tǒng)，包括：電機（直流、步進、伺服、行星減速電機、推桿電機等）、渦輪蝸桿、傳感器系統(tǒng)等等。 在太陽能光伏應(yīng)用方面：保持太陽能電池板隨時正對太陽，讓太陽光的光線隨時垂直照射太陽能電池板的動力裝置，采用太陽能跟蹤系統(tǒng)能顯著提高太陽能光伏組件的發(fā)電效率。 由于地球的自轉(zhuǎn)，相對于某一個固定地點的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，一年春夏秋冬四常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 5 頁 作者：王文明 季、每天日升日落，太陽的光照角度時時刻刻都在變化，有效的保證太陽能電池板能夠時刻正對太陽，發(fā) 電效率才會達到最佳狀態(tài)。目前世界上通用的太陽能跟蹤系統(tǒng)都需要根據(jù)安放點的經(jīng)緯度等信息計算一年中的每一天的不同時刻太陽所在的角度，將一年中每個時刻的太陽位置存儲到 PLC、單片機或電腦軟件中，都要靠計算該固定地點每一時刻的太陽位置以實現(xiàn)跟蹤。采用的是電腦數(shù)據(jù)理論，需要地球經(jīng)緯度地區(qū)的的數(shù)據(jù)和設(shè)定，一旦安裝，就不便移動或裝拆，每次移動完就必須重新計算參數(shù)、設(shè)定數(shù)據(jù)和調(diào)整各個參數(shù)；原理、電路、技術(shù)、設(shè)備都很復(fù)雜，非專業(yè)人士不能夠隨便操作。河北某太陽能光伏發(fā)電企業(yè)獨家研發(fā)出了具有世界領(lǐng)先水平、不用計算各地太陽位置數(shù)據(jù) 、無軟件、不怕陰天、雷雨、多云等各種惡劣天氣、已經(jīng)預(yù)設(shè)系統(tǒng)設(shè)備保護程序、防塵效果好、抗風(fēng)能力強、簡單易用、成本低廉、可在移動設(shè)備上隨時隨地準(zhǔn)確跟蹤太陽的智能太陽能跟蹤系統(tǒng)。該太陽能跟蹤系統(tǒng)在該公司第一代跟蹤儀的技術(shù)基礎(chǔ)上，綜合各地各種環(huán)境下的使用情況，對太陽能跟蹤系統(tǒng)進行了全面的升級和改進，使該太陽能跟蹤系統(tǒng)成為全天候、全功能、超節(jié)能、智能型太陽能跟蹤系統(tǒng)。該太陽能跟蹤系統(tǒng)具有常態(tài)（好天氣情況）下的對日跟蹤狀態(tài)和惡劣氣候條件下的系統(tǒng)自我保護裝態(tài)以及從自我保護狀態(tài)自動快速轉(zhuǎn)為常態(tài)對日跟蹤三種情形。 增加了 GPS 定位系統(tǒng)，該太陽能跟蹤系統(tǒng)是國內(nèi)首家完全不用電腦軟件的太陽空間定位跟蹤儀，具有國際領(lǐng)先水平，能夠不受地域、天氣狀況和外部條件的限制，可以在 50℃至 70℃ 環(huán)境溫度范圍內(nèi)正常使用；跟蹤精度可以達到 177。176。，最大限度的提高太陽跟蹤精度，完美實現(xiàn)適時跟蹤，最大限度提高太陽光能利用率。該太陽能跟蹤系統(tǒng)可以廣泛的使用于各類設(shè)備的需要使用太陽跟蹤的地方，該太陽能跟蹤系統(tǒng)價格實惠、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)合理、跟蹤準(zhǔn)確、方便易用。把加裝了太陽能跟蹤系統(tǒng)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)安裝在高速行駛的汽車、火車，以及通訊應(yīng)急車、特種軍用汽車 、軍艦或輪船上，不論系統(tǒng)向何方行駛、如何調(diào)頭、拐彎，該太陽能跟蹤系統(tǒng)都能保證設(shè)備的要求跟蹤部位正對太陽！ 太陽能跟蹤系統(tǒng)的工作狀態(tài) 該太陽能跟蹤系統(tǒng)的工作狀態(tài)有四種： 1. 常態(tài)（好天氣情況）下的對日跟蹤狀態(tài)； 2. 間歇式跟蹤。如一天當(dāng)中有一段時間為多云或陰天或惡劣天氣時，該系統(tǒng)將甄別為不適宜跟蹤，整個系統(tǒng)便處于暫停狀態(tài)。待光線和跟蹤條件適宜時，系統(tǒng)會有一個快常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 6 頁 作者：王文明 速跟蹤指令，使跟蹤儀大致對準(zhǔn)太陽。之后，程序會進行另一組信號采集處理，完成精細跟蹤； 3. 自動回位。日落后，系統(tǒng)會自動進入 休眠狀態(tài)，并自動回歸到太陽升起的方位。第二天再自動進入新一輪的運轉(zhuǎn)。 4. 惡劣天氣狀態(tài)的保護：當(dāng)環(huán)境風(fēng)速或降水等因素不適宜系統(tǒng)工作時，跟蹤儀會自動停止工作，并使整個大系統(tǒng)的受光面與地平面成平行狀態(tài)或垂直狀態(tài)，以避免系統(tǒng)遭到破壞。 太陽能跟蹤系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域 該太陽能跟蹤系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域： （ 1）光伏領(lǐng)域的平板光伏發(fā)電和 500 倍以下的 CPV 系統(tǒng)； （ 2）光熱領(lǐng)域的拋物面跟蹤（如太陽灶、高溫太陽能采暖、太陽能熱化工等）； （ 3）太陽能槽式集熱； （ 4）太陽能塔式熱電等。 太陽能跟蹤系統(tǒng)分類 光伏系統(tǒng)跟蹤方式的分類： 光伏系統(tǒng)跟蹤方式分為固定式、單軸跟蹤和雙軸跟蹤。固定式聚光器通常采用線聚光方式，縱軸沿南北向放置。單軸跟蹤主要用在槽式反射鏡面系統(tǒng)中，也可用在低倍聚光時的透鏡系統(tǒng)。在二級聚光器的輔助作用下，單軸聚光器也可以達到較高的聚光率。對于使用透鏡或盤式反射鏡，并且聚光率超過 60 倍的系統(tǒng)，需要使用雙軸跟蹤。目前所建的聚光光伏系統(tǒng)多數(shù)為雙軸跟蹤。 主要單軸跟蹤的分類 ： 水平軸跟蹤 改變傾角 垂直軸跟蹤 改變方向角 極軸跟蹤 同時改變傾角和方向角 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 7 頁 作者：王文明 太陽能跟蹤 系統(tǒng)的研究意義 長期以來，世界能源主要依靠石油和煤炭等礦物燃料，而這些礦物作為一次性不可再生資源，儲量有限，而且燃燒時產(chǎn)生大量的二氧化碳，造成地球氣溫升高，生態(tài)環(huán)境惡化。據(jù)國際能源機構(gòu)預(yù)測，人類正面臨礦物燃料枯竭的嚴(yán)重威脅。這種全球性的能源危機，迫使各國政府投入大量的人力和財力，研究和開發(fā)新能源，如太陽能等。 能源危機，環(huán)境保護成為當(dāng)今世界關(guān)注的熱點問題。據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署資料，目前礦物燃料提供了世界商業(yè)能源的 95%，且其使用在世界范圍內(nèi)以每 10 年 20%的速度增長。這些燃料的燃燒構(gòu)成改變氣候的溫室氣體的最大 排放源，按照可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)模式，決不能單靠消耗礦物原料來維持日益增長的能源需求。因此越來越多的國家都在致力于對可再生能源的深度開發(fā)和廣泛利用。其中具有獨特優(yōu)勢的太陽能開發(fā)前景廣闊。日本經(jīng)濟企劃廳和三澤公司合作研究認為，到 2030 年，世界電力生產(chǎn)的一半將依靠太陽能。 基于當(dāng)今世界能源問題和環(huán)境保護問題已成為全球的一個“人類面臨的最大威脅”的嚴(yán)重問題，本課題的目的是為了更充分的利用太陽能、提高太陽能的利用率，而進行太陽追蹤系統(tǒng)的開發(fā)研究，這對我們面臨的能源問題有重大的意義。同時太陽能又是一種無污染的清潔能源 ，加強太陽能的開發(fā)，對節(jié)約能源、保護環(huán)境也有重大的意義。 太陽能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，對環(huán)境無任何污染。 作為能源消耗大國，如何提高對太陽能利用率是解決能源危機的可行方法之一。設(shè)計一個對太陽實現(xiàn)全天候跟蹤系統(tǒng)，是提高太陽能利用率根本方法。 科技以人為本，是為人類服務(wù)的，本人設(shè)計的太陽能全天候跟蹤系統(tǒng)充分的體現(xiàn)了該特點，體現(xiàn)出人類與環(huán)境的和平相處，解決能源危機，造福于人類和社會，所以太陽能全天候跟蹤系統(tǒng)是值得研究和實際運用的。 本課題的研究成功，對創(chuàng)建能源節(jié)約型，環(huán) 境友好型社會具有較大的意義，也有較好的市場發(fā)展前景。 太陽追蹤系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 在太陽能跟蹤方面，我國在 1997 年研制了單軸太陽跟蹤器，完成了東西方向的自動跟蹤，而南北方向則通過手動調(diào)節(jié)，接收器的接收效率提高了。 1998 年美國加州成功的研究