【正文】 ................................................................................................................. 23 ................................................................................................................. 24 VI ...................................................................................................................... 25 .......................................................................................................................... 25 傳動(dòng)部分 ..................................................................................................................................................... 28 ......................................................................................................................................................... 28 RS485..................................................................................................................................................... 28 RS485芯片的選著及其電路設(shè)計(jì) .................................................................................................. 29 4 結(jié)論 ................................................................................................................................................................... 31 致謝 .......................................................................................................................................................................... 32 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................................................. 33 附件 .......................................................................................................................................................................... 37 1 緒論 1 1 緒論 課題背景 發(fā) 展太陽(yáng)能的背景 能源是人類(lèi)生存發(fā)展必須具有的基本資源。 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉且跟蹤精度高，可廣泛用于西部等偏遠(yuǎn)地區(qū)的能源供應(yīng)系統(tǒng) —— 太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，具有 一定 的實(shí)用價(jià)值。 （ 4 月下旬前） II VII. 寫(xiě)出畢業(yè)論文（電子版）。 IV. 電機(jī)隨動(dòng)跟蹤驅(qū)動(dòng)電路（ PWM 直流調(diào)速或步進(jìn)控制）。在計(jì)算機(jī)、光電子、電力電子等制造及應(yīng)用技術(shù)日趨成熟的今天，此亦成為廣大科學(xué)工作者關(guān)注及研究的熱點(diǎn)。 II. 掌握光伏發(fā)電光源跟蹤控制系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)、工作原理等專(zhuān)業(yè)技術(shù)。 畢 I2 III 太陽(yáng)能光伏發(fā)電光源跟蹤控制系統(tǒng) —— 硬件部分 摘要 隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展及資源的匱乏，目前人們對(duì)太陽(yáng)能、風(fēng)能等綠色潔凈能源的渴求日趨強(qiáng)烈。 關(guān)鍵詞： 太陽(yáng)能 ； 自動(dòng) 跟蹤； 傳感 器；單片機(jī)； RS485； 步進(jìn)電機(jī) IV Solar photovoltaic energy sources tracking control system —— The hardware part Abstract With the development of modern society and the lack of resources. People on solar, wind and other green clean energy demand are being intense. In today, puter, opticalelectronic, power electronics and other manufacturing and application technology is being mature, this also attract the attention of scientific workers and has bee a hot topic. In the solar energy utilization, analysis indicated shows that receiving rate of pointing device is lower as 35% than the tracking device, and in all current device conversion rate roughly is 10%~20%. Therefore, by analyzing the principle of the solar tracking devices in nation and oversea, a solar tracking system which its elevation and azimuth is adjusted separately was designed in this dissertation. The MCU was used to control the rotation angle and control the step motor by sending off the pulse. So, the system can control the tracking device to be the optimal place which is lighted by sun in the day. The system has simple structure, low cost and high tracking precision. It can be widely used in the west and the remote areas’s energy supply systemssolar power system, and it has certain practical value. In the paper, the designed solar tracking and drive control system are mainly posed of four major ponents: sensors, controllers, and mechanical tracking platform and munication module. The sensor is mainly posed of four photocells which could achieve largescale tracking the sun. RS485 is used in the munication module. C8051F330 is used as the core in the controller. Hardware circuit design and production are acplished. The system hardware circuits are posed of analog input circuit, the motor drive circuit, power circuit and so on. Keywords: Solar。到了現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)階段，主要是煤石能源(煤炭、石油、還有天然氣、地?zé)崮艿?)，可稱為煤石能時(shí)代，或地下能時(shí)代。資料表明，作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，我國(guó)目前能源生產(chǎn)量?jī)H次于美國(guó)和俄羅斯，居世界第 3位；基本能源消費(fèi)占世界總消費(fèi)量的 %，僅次于美國(guó)，居世界第 2 位，可見(jiàn)我國(guó)已經(jīng)成為一個(gè)能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。有專(zhuān)家預(yù)測(cè)，到 2020 年前后，中國(guó)有可能成為世界第一大油品進(jìn)口國(guó) [13]。 國(guó)務(wù)院參事、中國(guó)可再生能源協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)石定寰在上海召開(kāi)的 “ 第二屆中歐國(guó)際太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇 ” 上預(yù)計(jì)，20xx年中國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá) 1GW， 20xx年預(yù)計(jì)達(dá) 5GW， 2O2O年達(dá) 20GW。根據(jù)歐洲、日本等能源機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)， 2020年，光伏發(fā)電將占到全球發(fā)電量的 1％， 2040 年將占到全球發(fā)電量的 21％， 2050年左右，太陽(yáng)能將成為全球主力替代能源 [78]。日本政府決定將在 20xx 年成立由國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家組成的國(guó)際研究機(jī)構(gòu)，專(zhuān)門(mén)從事低成本新型太陽(yáng)能板的研制開(kāi)發(fā)，并在年度預(yù)算中列入相關(guān)經(jīng)費(fèi)20 億日元。德國(guó) 20xx年太陽(yáng)能投資為 37 億歐元，與風(fēng)電和生物能一樣同屬發(fā)展最快的新能源之一。近幾年來(lái)發(fā)達(dá)國(guó)家的“零能房屋”已有相當(dāng)發(fā)展水平，許多國(guó)家的政府（如美國(guó)、德國(guó)）還制定了太陽(yáng)能在國(guó)家總能源消耗中的所占比例應(yīng)超過(guò) 20％的計(jì)劃，如德國(guó)實(shí)施的 綠電計(jì)劃 — 10 萬(wàn)家屋頂光伏發(fā) 電計(jì)劃自 1999 年開(kāi)始實(shí)施， 20xx 年該計(jì)劃順利完成。隨著無(wú)錫尚德太陽(yáng)能電力有限公司成功登陸納斯達(dá)克，國(guó)內(nèi)掀起一股進(jìn)軍光伏產(chǎn)業(yè)的熱潮。 太陽(yáng)能利用的基本方式 太陽(yáng)輻射能實(shí)際上是地球上最主要的能量源泉。 光電轉(zhuǎn)換 。近來(lái)報(bào)道不多。 太陽(yáng)能作為一種清潔無(wú)污染的能源，發(fā)展前景非常廣闊，太陽(yáng)能發(fā)電已成為未來(lái)全球解決能源危機(jī)的最具獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的重要途徑。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 國(guó)外對(duì)太陽(yáng)跟蹤的研究歷來(lái)比較重視。 1992 年推出了太陽(yáng)灶自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)， 1994 年《太陽(yáng)能》雜志介紹了單軸液壓自動(dòng)跟蹤器，完成了單向跟蹤，國(guó)家氣象局計(jì)量站在 1990 年研制了 FST 型全自動(dòng)太陽(yáng)跟蹤器，成功的應(yīng)用于太陽(yáng)輻射觀測(cè)。 ③ 研究和設(shè)計(jì)出太陽(yáng)跟蹤控制系統(tǒng)方案。在地球圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的一年中有四個(gè)特殊的日期，這就是受地球傾斜運(yùn)動(dòng)影響最大的冬至和夏至以及不受地球傾斜運(yùn)動(dòng)影響的春分和秋分。 α 。 a. 有關(guān)角的定義 假如太陽(yáng)能采光組件的傾斜角度和方位角已經(jīng)確定，要計(jì)算入射在采光組件表面上的太陽(yáng)直射輻射的能量，就必須定義一些角度。并規(guī)定，向西為正，向東為負(fù)。相應(yīng)的時(shí)間為 24h，每 1h 地球自轉(zhuǎn)的角度定義為太陽(yáng)時(shí)角ω，則ω＝360176。現(xiàn)就這三種跟蹤方案做一個(gè)簡(jiǎn)要的介紹和比較。 如果能夠在太陽(yáng)高度和赤緯角的變化上都能夠跟蹤太陽(yáng)就可以獲得最多的太陽(yáng)能，全跟蹤即雙軸跟蹤就是根據(jù)這樣的要求而設(shè)計(jì)的。但是，將視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤和光電跟蹤相結(jié)合就能克服兩者的缺點(diǎn)。如果是陰天等不正常情況下我們就用軟件啟動(dòng)時(shí)鐘跟蹤優(yōu)先，以確保系統(tǒng)的 正常運(yùn)行。當(dāng)跟蹤裝置轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)，為了保護(hù)設(shè)備同時(shí)為第二天跟蹤做好準(zhǔn)備和避免電纜纏繞，需返回初始位置。 光電轉(zhuǎn)換電路可以使用集成運(yùn)算放大器。它是基于光生伏特效應(yīng)制成的，是發(fā)電式有源組件，具有較大面積的結(jié)，當(dāng)光照射在結(jié)上時(shí)，在結(jié)的兩端出現(xiàn)電動(dòng)勢(shì)。硒光電池在可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)有較高的靈敏度，峰值波長(zhǎng)在附近，適宜測(cè)可見(jiàn)光。其結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖 。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 外部時(shí)鐘電路 由于光電跟蹤控制系統(tǒng) 存在一定的缺陷，例如早上陰天的話不能夠跟蹤到太陽(yáng)光，會(huì)造成跟蹤系統(tǒng)在跟蹤時(shí)觸碰行程開(kāi)關(guān)，造成強(qiáng)制歸位，引起誤操作。采用雙電源 (主電源和備用電源 )供電。 RST：復(fù)位，用于對(duì)芯片操作。從外部復(fù)位狀態(tài)退出后， PINRSF 標(biāo)志（ ）被置 “ 1”