【正文】 從外部復(fù)位狀態(tài)退出后， PINRSF 標(biāo)志（ ）被置 “ 1” 。采用雙電源 (主電源和備用電源 )供電。其結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖 。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)。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。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)?，F(xiàn)就這三種跟蹤方案做一個(gè)簡(jiǎn)要的介紹和比較。并規(guī)定，向西為正，向東為負(fù)。 α 。 ③ 研究和設(shè)計(jì)出太陽(yáng)跟蹤控制系統(tǒng)方案。 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。近來(lái)報(bào)道不多。 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。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。日本政府決定將在 20xx 年成立由國(guó)內(nèi)外專家組成的國(guó)際研究機(jī)構(gòu)，專門(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。 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。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)。 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。 II. 掌握光伏發(fā)電光源跟蹤控制系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)、工作原理等專業(yè)技術(shù)。 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）。 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。到 22 世紀(jì) 20 年代，煤資源也將被耗盡。近 20 年來(lái)，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期維持在全球市場(chǎng) 1%左右的份額。據(jù) SEIA 的統(tǒng)計(jì)， 20xx年美國(guó)太陽(yáng)能光伏市場(chǎng)增長(zhǎng)達(dá) 72%。雖然目前太陽(yáng)能占德國(guó)的能源供給 不到 1％，但到 2020 年將超過(guò) 5%。據(jù)發(fā)展改革委能源局介紹，截至 20xx 年年底，我國(guó)太陽(yáng)能熱水器年生產(chǎn)能力達(dá)到 1500 萬(wàn)平方米，在用太陽(yáng)能熱水器總集熱面積達(dá)１億平方米，生產(chǎn)量和使用量均居世界第一。 通過(guò)光化學(xué)作用轉(zhuǎn)換成電能或制氫。 然而傳統(tǒng)的固定式太陽(yáng)能采集系統(tǒng)沒(méi)有充分利用太陽(yáng)的能量，吸收效率相對(duì)較低。本文所介紹的太陽(yáng)跟蹤裝置采用了新的跟蹤策略，可實(shí)現(xiàn)大范圍、高精度跟蹤。通過(guò)天頂和太陽(yáng)（任一天體） X 作一大圓，叫做地平經(jīng)圈；地平交地平面于 M點(diǎn)；從原點(diǎn) S 沿地平圈順時(shí)針?lè)较蛴?jì)量，弧 SM為方位角 γs( 地平經(jīng)度 )；弧 XM 為高度角 α （地平緯度），向上為正，向下為負(fù)。該射線與地面法線的夾角叫太陽(yáng)天頂角θ z.。 從式（ 21），（ 22），（ 23）可看出，當(dāng)δ，ω，φ確定后，采光組件傾角β和方位角γ的值決定了直接日射入角θ，因此只要控制采光組件使其傾角和方位角有合適的值，就可以保證太陽(yáng)光線入射角θ為 0，從而最大限度地收集太陽(yáng)能。光電跟蹤靈敏度高，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為方便 ； 但受天氣的影響很大，如果在稍長(zhǎng)時(shí)間段里出現(xiàn)烏云遮住太陽(yáng)的情況，太陽(yáng)光線往往不能照到硅光電管上，導(dǎo)致跟蹤 裝置無(wú)法對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，甚至?xí)饒?zhí)行機(jī)構(gòu)的誤動(dòng)作 [12]。單片機(jī)會(huì)結(jié)合當(dāng)前時(shí)鐘調(diào)節(jié)光電池陣列的角度，如果光電傳感器仍然檢測(cè)不到電壓差信號(hào)，則可判斷是陰天，系統(tǒng) 停止連續(xù)跟蹤調(diào)節(jié) 以節(jié)能；如果光電傳感器能檢測(cè)到電壓差信號(hào)，但是經(jīng)單片機(jī)對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)整 后，光電傳感器再次檢測(cè)的信號(hào)與前一次相比沒(méi)有變化，則判斷光電池陣列是否觸到限位開(kāi)關(guān)，若是，單片機(jī)將結(jié)合當(dāng)前時(shí)鐘對(duì)光電池陣列的角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，若不是，則說(shuō)明系統(tǒng)出現(xiàn)故障，這時(shí)將由 通信口發(fā)出信號(hào)通知工作人員進(jìn)行維護(hù)。 光電池是利用光生伏特效應(yīng)把光直接轉(zhuǎn)變成電能的器件。短路電流≥ 23mA；輸出電流≥ ；轉(zhuǎn)換效率 1012%。 在時(shí)鐘芯片的選著上，我們選擇 DALLAS公司生產(chǎn)的串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯 DS1302，為 I2C協(xié)議， 它雖然沒(méi)有采取光電隔離，但由于讀寫(xiě)靠時(shí)序控制，且具有寫(xiě)保護(hù)位，抗干擾效果好，同時(shí)體積小，連線少，外圍只有一 晶振，使用靈活。 外部 /RST 引腳提供了使用外部電路強(qiáng)制 MCU 進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)的方法。 在上電期間，器件保持在復(fù)位狀態(tài)， /RST 引腳被驅(qū)動(dòng)到低電平，直到 VDD 上升到超過(guò) VRST電平。時(shí)鐘的運(yùn)行可采用 24 小時(shí)或帶上午和下午的 12 小時(shí)格式。將輸入的 12V 電壓轉(zhuǎn)換到 5V 我們選用 MC78M05 三端 穩(wěn)壓芯片，將 5V轉(zhuǎn)換到 3V我們選用 AS1117 三端穩(wěn)壓芯片，在將 12V 轉(zhuǎn)換到 24V 時(shí)我們沒(méi)有用 MC78M05 而是選用了轉(zhuǎn)換效率更高的 MAX618EEE 芯片。硅光電池價(jià)格便宜，轉(zhuǎn)換效率高，壽命長(zhǎng)，適于接受紅外光。 由于光電 跟蹤 傳感器的輸出電壓很小，不利于直接比較，所以我們先將光電傳感器的輸出電壓進(jìn)行放大處理后輸入單片機(jī)，在單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行比較再由執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。在運(yùn)行當(dāng)中，以過(guò)程控制為主，傳感器瞬時(shí)測(cè)量作反饋，對(duì)程序進(jìn)行累積誤差修正。單軸跟蹤一般采 用 :①傾斜布置東西跟蹤 。以上角度如圖 所示。當(dāng)天體作周日運(yùn)動(dòng)時(shí)，天體的赤緯δ不隨周日運(yùn)動(dòng)而變化，但天體的時(shí)角ω卻從 0176。 2 系統(tǒng)工作原理及總體設(shè)計(jì) 7 2 系統(tǒng)工作原理及總體設(shè)計(jì) 太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律 太陽(yáng)與地球的位置關(guān)系 地球每天圍繞通過(guò)它本身南極和北極的一個(gè)假想軸 —— 地軸自西向東自傳一周，每轉(zhuǎn)一周為一晝夜，一晝夜又分為 24 時(shí)，所以地球每小時(shí)自轉(zhuǎn) 15 度。 研制了活動(dòng)太陽(yáng)能方位跟蹤裝置，該裝置通過(guò)大直徑回轉(zhuǎn)臺(tái)使太陽(yáng)能接收器可從東到西跟蹤太陽(yáng)。 通過(guò)光合作用收集與儲(chǔ) 存太陽(yáng)能。 它是靠吸收太陽(yáng)輻射的光能直接轉(zhuǎn)換為熱能的。日本居民光伏屋頂系統(tǒng)最近 5 年平均年增長(zhǎng)率為 %[912]。因此，日本政府提出將開(kāi)發(fā)使能源 效率比現(xiàn)在提高 12倍的新型太陽(yáng)能板，使發(fā)電成本大體上與火力發(fā)電相當(dāng)，到 2030年其成本由現(xiàn)在的每千瓦 46日元降低到 7日元。國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)主要應(yīng)用在通信和工業(yè)領(lǐng)域 (約占 36%)、農(nóng)村和邊遠(yuǎn)地區(qū)領(lǐng)域 (約占 51%)、光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) (約占 4%)以及太陽(yáng)能商品及其它 (約占9%)[46]。預(yù)計(jì)到20xx 年，我國(guó)石油供需缺口 1 億噸，天然氣缺口 400 億立方米。 microcontroller。 V. 借助 PROTEL 技術(shù)，繪出系統(tǒng) SCH、 PCB 圖。 (論文 )的主要內(nèi)容（理工科含技術(shù)指標(biāo)）： 自主設(shè)計(jì)一個(gè)典型單片機(jī)系統(tǒng)，含以下部分及功能： I. 典型 51 內(nèi)核的單片機(jī)系統(tǒng)（ 推薦采用 Silabs 公司的 C8051F 系列）。 在太陽(yáng)能利用方面， 理論分析表明 :跟蹤式 太陽(yáng)能發(fā)電裝置 與定點(diǎn)式太陽(yáng)能發(fā)電裝置相比， 其能量的接收率可提高 35%，而目前太陽(yáng)能利用轉(zhuǎn)化率約為 10％～ 20％。能源短缺已成為人類社會(huì)面臨的一個(gè)非常重大的挑戰(zhàn)，作為世界主要能源的石油，其價(jià)格居高不下 ，前期每桶原油最高單價(jià)已突破 100 美元。我國(guó)大多數(shù)地區(qū)年平均日輻射量在每平方米 4千瓦時(shí)以上，西藏日輻射量最高達(dá)每平米 7 千瓦時(shí)。自 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，光伏產(chǎn)業(yè)可以說(shuō)是世界上增長(zhǎng)最快的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。全球最大的太陽(yáng)能發(fā)電廠于 20xx 年 9 月在德國(guó)南部巴伐利亞州投入使用，其發(fā)電總?cè)萘窟_(dá) 12 兆瓦，能夠?yàn)?3500 多個(gè)家庭供電。據(jù)中國(guó)太陽(yáng)能學(xué)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)孟憲淦介紹，我國(guó)是太陽(yáng)能資源豐富的國(guó)家之一，我國(guó)有荒漠面積 108 萬(wàn)平方公里，大多分布在光照資源豐富的西部高原地區(qū)，一平方公里面積可安裝 100 兆瓦光伏陣列，每年能發(fā)電 億度。這是近幾十年才發(fā)明和發(fā)展起來(lái)的。然而，太陽(yáng)能強(qiáng)度和方向的不確定性及光照間歇性等特點(diǎn)，給太陽(yáng)能的收集帶來(lái)了一定難度。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，光伏轉(zhuǎn)換效率的提高，太陽(yáng)跟蹤裝置的研究會(huì)朝著全自動(dòng)太陽(yáng)跟蹤的方向發(fā)展。夏至的白天最長(zhǎng)而冬至的黑夜最長(zhǎng)； 春分和秋分的晝夜各 12 個(gè)小時(shí)。太陽(yáng)光線可以分為兩個(gè)分量，一個(gè)垂直于采光面，一個(gè)平行與采光面，只有前者的輻射能北采光面所 截取。正午時(shí)角為零．其它時(shí)辰時(shí)角的數(shù)值等于離正午的時(shí)間 (h)乘以 15。在雙軸跟蹤中極軸式全跟蹤采用赤道坐標(biāo)系， 高度角 — 方位角式全跟蹤采用地平 坐標(biāo) [19][20]。（這