【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 第 8 頁(yè) 共 20 頁(yè) 達(dá)到 IP65。組件抗風(fēng)壓達(dá)到 2400帕，能夠抵御 120Km/h 風(fēng)速，組件強(qiáng)度能抵御一般的風(fēng)沙、冰雹和雪壓。 “家庭電站”是一種家 庭太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng)，主要由太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能控制器和蓄電池三部分組成?！凹彝ル娬尽痹谖覈?guó)不僅有較為成熟的技術(shù)支撐和現(xiàn)實(shí)需求，且隨著社會(huì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，其在我國(guó)的發(fā)展將有著廣闊的空間。個(gè)人分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的條件并不難，即需要一臺(tái)光伏發(fā)電設(shè)備（太陽(yáng)能電池板或組件）、一臺(tái)逆變器、一個(gè)微斷開(kāi)關(guān)和一些導(dǎo)線(xiàn)即可。所謂逆變器是用來(lái)將發(fā)電設(shè)備發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為符合并網(wǎng)要求的交流電。微斷開(kāi)關(guān)則主要起保護(hù)作用，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)自動(dòng)跳開(kāi)。這些“裝備”中最重要的是太陽(yáng)能電池板。目前市場(chǎng)上的太陽(yáng)能電池板大致分為單晶硅電池、 多晶硅電池、薄膜電池以及非晶硅薄膜電池。對(duì)于太陽(yáng)能電池而言，最重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)換效率，目前在實(shí)驗(yàn)室所研發(fā)的硅基太陽(yáng)能電池中，單晶硅電池效率為 25%，多晶硅電池效率為 %，薄膜電池效率不到 20%，非晶硅薄膜電池的效率僅為 %。 為了使太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)能為負(fù)載提供足夠的電源，就要根據(jù)用電器的功率，合理選擇各部件。下面以 100W 輸出功率，每天使用 6個(gè)小時(shí)為例，介紹一下計(jì)算方法： （包括逆變器的損耗）：若逆變器的轉(zhuǎn)換效率為 90%，則當(dāng)輸出功率為 100W 時(shí)，則實(shí)際需要輸 出功率應(yīng)為 100W/90%=111W；若按每天使用 5小時(shí)，則耗電量為 111W*5小時(shí) =555Wh。 ：按每日有效日照時(shí)間為 6小時(shí)計(jì)算，再考慮到充電效率和充電過(guò)程中的損耗，太陽(yáng)能電池板的輸出功率應(yīng)為 555Wh/6h/70%=130W。其中 70%是充電過(guò)程中，太陽(yáng)能電池板的實(shí)際使用功率。 2 模擬光源跟蹤控制系統(tǒng) 系統(tǒng)工作原理： 正常情況下：光電池陣列接受光照后，光電傳感器輸出信號(hào)（電壓差）經(jīng)放大處理等（光源跟蹤信號(hào)前置電路）輸入單片機(jī)，單片機(jī)處理后發(fā)出信號(hào)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)而驅(qū)動(dòng) 電機(jī)對(duì)光電池陣列進(jìn)行水平和垂直方向的調(diào)節(jié)，以便保持同 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 第 9 頁(yè) 共 20 頁(yè) 太陽(yáng)光垂直的角度，從而達(dá)到對(duì)太陽(yáng)光的最大利用，通過(guò)當(dāng)前時(shí)鐘可以很方便的在太陽(yáng)下山后（無(wú)光照時(shí)）控制光電池陣列回到初始位置，以便開(kāi)始新的一天的工作。 非正常情況下：如果是陰天，光電傳感器檢測(cè)到的兩電壓信號(hào)相等，所以輸出的電壓差信號(hào)為零，這時(shí)可用軟件實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘優(yōu)先。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)。 因地球自轉(zhuǎn)，對(duì)于同一地點(diǎn)而言，不同季節(jié)不同時(shí)間點(diǎn)，太陽(yáng)光的照射角度是不一樣的，只有讓太陽(yáng)能電池方陣時(shí)刻正對(duì)著太陽(yáng)才能保證光照強(qiáng)度最高，因此要設(shè)計(jì)光源跟蹤系統(tǒng)，使太陽(yáng)能的利用率達(dá)到最大化。 本系統(tǒng)的模擬光源跟蹤控制系統(tǒng)主要由 3盞日光燈（模擬早、中、晚三個(gè)時(shí)間點(diǎn)的日照）、太陽(yáng)能模擬追日跟蹤傳感器、太陽(yáng) 能板水平和俯仰傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、直流電動(dòng)機(jī)（配減速箱）、三菱 FX2N 可編程控制器、按鈕和繼電器等組成。通過(guò)太陽(yáng)能模擬追日跟蹤傳感器接收到的光線(xiàn)強(qiáng)度信號(hào)，利用 PLC 內(nèi)設(shè)計(jì)程序進(jìn)行比較，調(diào)整太陽(yáng)能電池板的左右位置及仰角。模擬光源跟蹤 PLC 控制系統(tǒng) I/O 分配如表 1所示。 目前國(guó)內(nèi)外跟蹤太陽(yáng)的主要方法可以分為三種： ①視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤②光電跟蹤③視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤和光電跟蹤相結(jié)合。 現(xiàn)就這三種跟蹤方案做一個(gè)簡(jiǎn)要的介紹和比較。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 第 10 頁(yè) 共 20 頁(yè) ①視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤 視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤，即計(jì)算機(jī)先根據(jù)太陽(yáng)運(yùn)行規(guī)律計(jì)算出一天內(nèi)某時(shí)刻太陽(yáng)的位置角度，然后運(yùn)行控制程序使跟蹤裝置對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)完成跟蹤。視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤系統(tǒng)可分為單軸跟蹤和雙軸跟蹤兩種。單軸跟蹤一般采用 :①傾斜布置東西跟蹤 。 ②焦線(xiàn)南北水平布置 ,東西跟蹤；③焦線(xiàn)東西水平布置 ,南北跟蹤。這三種方式都是單軸轉(zhuǎn)動(dòng)的南北向或東西向跟蹤。工作原理基本相似。單軸跟蹤的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是由于入射光線(xiàn)不能始終與太陽(yáng)能電池板垂直，收集太陽(yáng)能的效果并不理想 [17][18]。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。雙軸跟蹤又可以分為兩種方式 :極軸式全跟蹤和高度角一方位角式全跟蹤。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) ②光電跟蹤 目前，國(guó)內(nèi)常用的光電跟蹤有重力式、電磁式和電動(dòng)式，這些光電跟蹤裝置都使用光敏傳感器如硅光電管。在這些裝置中，光電管的安裝靠近采光板，調(diào)整采光板的位置使采光板對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)、硅光電池處于陰影區(qū)；當(dāng)太陽(yáng)西移時(shí)采光板的陰影偏移，光電管受到陽(yáng)光直射輸出一定值的微電流，作為偏差信號(hào)，經(jīng)放大電路放大，由伺服機(jī)構(gòu)調(diào)整角度使跟 蹤裝置對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)完成跟蹤。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(xiàn)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]。 ③視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤和光電跟蹤相結(jié)合 光電跟蹤方法容易受外界天氣、雜光的干擾。視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤在計(jì)算太陽(yáng)角度的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生誤差，從而影響跟蹤精度，并且跟蹤裝置的機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的精密程度也會(huì)影響到裝置的跟蹤精度。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)。在視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤的基礎(chǔ)上加 兩個(gè)高精度傳感器。當(dāng)跟蹤裝置開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，用兩片高精度傳感器初始定位。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。這樣能在任何氣候條件下使聚光器得到穩(wěn)定而可靠的跟蹤控制。這種跟蹤方案跟蹤精度高，工作過(guò)程穩(wěn)定，應(yīng)用于目前許多大型太陽(yáng)能發(fā)電裝置。但計(jì)算過(guò)程十分復(fù)雜，高精度傳感器 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 第 11 頁(yè) 共 20 頁(yè) 成本也很高，對(duì)于需要降低成本的小型太陽(yáng)能利用裝置來(lái)講，該種跟蹤方式并不