【正文】 ...... 22 最大功率點跟蹤及其實現目標 ......................................................................... 22 常用最大功率點跟蹤方法比較 ......................................................................... 22 電壓反饋法 ................................................................................................. 22 擾動法 ........................................................................................................ 23 電導增量法 ................................................................................................. 25 最大功率點控制方法的選擇及改進 — 斷續(xù)擾動法 .......................................... 26 第五章 自動跟蹤系統(tǒng) ............................................................................................................ 27 自動跟蹤器的研究概況 ..................................................................................... 27 國內太陽能自動跟蹤器的研究現狀 ......................................................... 27 目前太陽能自動跟蹤器所存在的問題 ..................................................... 29 新型跟蹤平臺的開發(fā) ................................................................................. 31 自適應復精度太陽跟蹤平臺 ............................................................................. 31 太陽位置探測單元 ..................................................................................... 32 信號處理與控制單元 ................................................................................. 34 動力單元 ..................................................................................................... 37 實際電路 ..................................................................................................... 39 通過單片機控制步進電機的太陽跟蹤平臺 ...................................................... 41 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 自動跟蹤系統(tǒng)的工作原理 ......................................................................... 41 傳感器光敏二極管的工作過程 ................................................................. 41 步進電機及其特性 ..................................................................................... 44 基于單片機 ADμC812 控制的驅動電路 .................................................. 46 自動跟蹤的控制電路 ................................................................................. 54 軟件流程 ..................................................................................................... 54 第六章 蓄電池 ........................................................................................................................ 56 蓄電池的概念 ..................................................................................................... 56 光伏發(fā)電系統(tǒng)蓄電池的選用 ............................................................................. 56 鉛酸蓄電池的電池反應 ..................................................................................... 57 鉛酸蓄電池的充放電特性 ................................................................................. 58 蓄電池容量的設計及其充電特性 ..................................................................... 60 蓄電池容量的設計 ..................................................................................... 60 蓄電池的充電特性 ..................................................................................... 61 第七章 結論 ............................................................................................................................ 62 參考文獻 .................................................................................................................................. 63 致 謝 .................................................................................................................................. 64 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 第一章 緒論太陽能光伏發(fā)電概述 開發(fā)新能源的迫切需要 人們很難想象，如果沒有電人類的生活會變成什么樣子。 因此，采用新能源和 可再生能源以逐漸減少和替代化石能源的使用，是保護生態(tài)環(huán)境、走經濟社會可持續(xù)發(fā)展之路的重大措施。 ，沒有污染、 噪 聲等公害，對環(huán)境無不良影響，是 理想的清潔能源。澳大利亞一家名為 Integral Energy 的公司己開始銷售適合于家庭和辦公樓使用的、可與大電網聯接的太陽能 成套設備。我國西部幅員遼闊、地廣人稀、負荷密度小，不利于常規(guī)電網的延伸。北京申辦 20xx 年奧運成功，提出了 “ 綠色奧運、 人文奧運、科技奧運”的指導思想?？刂破鳛檎麄€系統(tǒng)的控制核心，負責對系統(tǒng)各運行參數進行檢測，并根據預設和判斷做出控制指令，使系統(tǒng)能夠自動穩(wěn)定運行，并工作于最佳狀態(tài)。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 第二章 光伏電池的研究與分析 光伏電池的原理 光伏電池是利用半導體材料的電子特性把陽光直接轉換成電能的一種固態(tài)器件。在 PN 結開路情況下， PN 結兩端建立起光生電勢 Voc，這就是開路電壓。這與傳統(tǒng)的發(fā)電方式是完全不同的：既沒有旋轉的轉動部分，也不排出氣體，是清潔的、無噪聲的發(fā)電機。 圖 23 實際光伏電池等效電路圖 ? ?e x p 1S SLoShq V R I V R II I I n KT R????? ???? ? ? ????????? （ 22） 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 此式叫做光伏電池的超越方程式。 圖 24 光伏電池的 IV和 PV特性曲線 可以看出，此 IV 曲線具有高度的非線性特征，這樣就存在一個最大功率輸出問題，在第四章中將對 此問題進行研究。通常采用光伏電池的最大效率值作為其效率 ?， MMPPSPP???? （ 24） 以上各個參數可以在圖 25 中表示如下： 圖 25 光伏電池的伏安特性曲線 圖 25 中，在 IV 曲線上總可以找到一工作點，此點處的輸出功率最大，此點就是最大功率點（ MPP），即圖中 M 點。對于一個給定的功率輸出，電池的轉 換效率決定了所需的電池板的數量，所以電池達到盡可能高的轉換效率是極其重要的。 具體的聚光器工作原理和性能特點在下文中將予以詳細的分析。由于實際的陽光并非平行光，所以陽光經拋物面鏡聚焦后，不可能會聚在一點，而是形成一個焦斑區(qū)域。 θ 是變量， 35 式不等號右邊的函 數是關于 θ 的函數，不管 θ 取何值，接收器直徑必須滿足 35 式。這種聚光器只聚光不成像，因而不需要跟蹤太陽，至多只需要根據季節(jié)變化作少量傾斜度的調整。設計 CPC時要注意這些問題。齒棱越窄，焦斑區(qū)域的面積就越小 ，菲涅爾聚光器的精度就越高。 為了保證陽光能垂直的入射到表面，菲涅爾聚光器需要精度較高的跟蹤裝置輔助工作。比如在 CPC 反光板的的高度被截去 40%，而聚焦比只不過減少了 12%左右，所以可以對 CPC 聚光器進行截短 40%～60%，使高度 h 變成 h39?！?65176。最大功率點跟蹤控制具體到 P/V特性曲線上，就是使光伏電池端電壓始終處于 VM 附近 [10]。這種辦法不夠精確，而且需要人工干預，不利于生活上使用，但具有簡單易實現的優(yōu)點； b）事先將不同溫度下測得的 VM 值存儲于微處理器中，實際運行時，微處理器通過陣列上的溫度傳感器獲取陣列溫度，通過查表確定當前的 VM 值。 c)有時受電壓 、電流的突變影響，會發(fā)生程序在運行中的失序（“誤判”）現象。針對這些問題，根據最大功率跟蹤的 要求，本文將兩者的優(yōu)點相結合，提出一種改進方法 — 斷續(xù)擾動觀察法。實踐表明，一般平板光伏電池采用跟蹤裝置后，平均輸出能量可提高 30%以上。而且跟蹤器不能自動復位，不能滿足晝夜更替之后的跟蹤需求，除非另外加復位機構，這又使得跟蹤器的成本提高。該機構內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 結構簡單，制作費用低，純機械控制，不需電子控制部分及外接電源。跟蹤的目的在于提高入射能量密度，如果精度低，跟蹤效內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 率低，跟蹤裝置還額外提高了成本，在太陽能利用系統(tǒng)中添加跟蹤器就失去了原來的意義。在大自然中可能出現：①太陽的由東向西的運動（相對地球）。太空中的云朵會遮住太陽，這時跟蹤平臺的傳感單元無法反映出太陽光線的變化，當云彩過后太陽可能偏離較大的角度。 該跟蹤平臺跟蹤控制系統(tǒng)的設計考慮了經濟性問題，在保證工作性能的同時大大降低了成本提高了性價比。但由于加上了這些屏蔽結構，當面臨烏云、陰雨天氣過后或者晝夜交替等太陽光線偏離較遠的情況時，太陽位置變化很大，屏蔽結構會屏蔽太陽光線的變化，光敏元件就不能做出反應，跟蹤器不能及時跟蹤上太陽光線。當轉動到一定的精度范圍內，太陽偏離不太遠時，與 G4 并聯的 G2（暗筒屏蔽了環(huán)境散射光干擾）開始起主導作用，使暗筒精確對準太陽。但是光敏元件對太陽光線做出的反應是本身參數的改變（例如電阻值發(fā)生改變），而不是驅動信號。 由上一小節(jié)知，光敏電阻將陽光強度的變化轉變?yōu)殡娮枳柚档淖兓?，信號處理電路處理的是電阻的變化。根據輸入信號電?Vi隨著阻值的變化作線性變化這一規(guī)律，得出比較器的輸入 輸出波形如圖 56 所示。但是步進電機也有較大的缺點：步進電機輸出力矩小且昂貴，會使得整個系統(tǒng)的性價比下降。當要求電機正轉時，使 A 端電位上升， B 端電