【文章內(nèi)容簡介】 控制技術(shù)，該系統(tǒng)具有實時性高、可靠性強、精度高等優(yōu)點。機械部分設(shè)計如下圖所示，向日葵板是固定在雙軸系統(tǒng)之上的。軸１必須與地軸保持平行關(guān)系。以濟南市為例，176。，176。才能保持軸1與地軸平行。176。176。，在半年之中變化了47176。所以向日葵板的軸在縱向的變化范圍為47176。，每半個月的轉(zhuǎn)動角度約為4176。在橫向的轉(zhuǎn)動中，從早晨的6點開始到晚上的6點共轉(zhuǎn)動180176。，176。軸端的電位器通過分壓把角度值轉(zhuǎn)化為電壓值，進而通過AD芯片，把電壓值轉(zhuǎn)化為數(shù)值，從而達到了把角度值轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)的目的。電路控制部分設(shè)計① 時鐘信號產(chǎn)生電路由于系統(tǒng)需要精確的實時時鐘，并且需要調(diào)時方便的電路，以保證向日葵板與太陽光線的垂直。由于單片機的實時時鐘誤差不易控制，調(diào)試不方便，所以采用DALLAS公司生產(chǎn)的ds1302時鐘芯片。該時鐘芯片具有實時時鐘和31字節(jié)的靜態(tài)RAM，采用串行通訊，可方便的與單片機接口。DS1302可以提供秒、分、時、日、星期、月、和年，并且?guī)в虚c年補償功能，能夠采用12或24小時方式計時，采用雙電源供電。將DS1302的SCLK、I/O、RST三根引腳與單片機AT89S51的三根輸入口相連接，如下圖所示。② 時間顯示電路 向日葵板的運行是通過時間來控制的，所以要有時間顯示部分來確定系統(tǒng)的運行沒有發(fā)生紊亂。時間顯示電路采用MAX7219驅(qū)動數(shù)碼管，MAX7219驅(qū)動的數(shù)碼管顯示穩(wěn)定，并且使用串口與單片機通信，大大節(jié)省了I/O資源。③ AD轉(zhuǎn)化電路AD轉(zhuǎn)換器采用ADC0809轉(zhuǎn)換芯片，該芯片為CMOS單片型逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型D／A轉(zhuǎn)換器、逐次逼近。其時鐘信號由單片機的ALE端經(jīng)二分頻后提供。與單片機接口如下圖所示：④雙軸驅(qū)動部分　　一般的電機存在要和不緊問題，用在本系統(tǒng)上很容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。所以采用5伏的減速電機驅(qū)動雙軸系統(tǒng)。驅(qū)動電路采用六管單元的H橋驅(qū)動電路。如下圖所示：⑤反饋部分反饋電壓由旋轉(zhuǎn)式WH5碳膜電位器。電位器接在電源上時，電位器的軸轉(zhuǎn)動，就會引起本身電阻值的變化，從而使得本身的分壓而變化。變化的電壓通過模數(shù)轉(zhuǎn)化芯片轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)送入單片機。（2）線聚光單軸跟蹤系統(tǒng)單軸太陽能跟蹤系統(tǒng)比固定式系統(tǒng)的功率輸出可增加 25%，實施簡單、價格不高，該項目單軸跟蹤系統(tǒng)是基于可編程邏輯控制器PLC 的單軸機械跟蹤定位系統(tǒng), 并借助 VisuaBasic 開發(fā)的應(yīng)用程序完成控制操作、數(shù)據(jù)采集等功能。硬件部分1）可編程邏輯控制器 PLC可編程邏輯控制器 PLC是太陽能跟蹤系統(tǒng)的核心部件, 系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)緊湊、配置靈活和指令集強大的 SIEMENS公司 S7 200 系列的 PLC。 用戶程序包括位邏輯、計數(shù)器、定時器等復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算以及與其他智能模塊進行通訊等指令內(nèi)容, 從而使 S7 200 能夠監(jiān)視輸入狀態(tài), 改變輸出狀態(tài), 以達到控制的目的。另外, 選用 S7 200 不僅能用于獨立的太陽能設(shè)備跟蹤系統(tǒng)控制, 特別是對于串、 并聯(lián)的大型光伏太陽能陣列的跟蹤系統(tǒng)控制, 能發(fā)揮 PLC現(xiàn)場總線的控制優(yōu)勢進行集中控制。S7 200 CPU 226 的數(shù)字輸入/輸 出 口 為24/16。 可擴展 7 個模塊, 248 路數(shù)字 I/O, 35 路模擬 I/O。 有 PID 控制器。 有 2 個 RS 485 通信/編程模塊和 16 k 用戶程序可在線編程。2）傳感器和信號處理單元設(shè)計采用的是光敏電阻光強比較法。利用在光照時光敏電阻阻值發(fā)生變化的原理, 將 2 個完全相同的光敏電阻分別置于一塊電池板東西邊沿處的下方。如果太陽光垂直照射太陽能電池板時, 2 個光敏電阻接收到的光照強度相同, 它們的阻值完全相等, 此時電動機不轉(zhuǎn)動。 當(dāng)太陽光方向與電池板垂直方向有夾角時, 接收光強多的光敏電阻阻值減小, 驅(qū)動電動機轉(zhuǎn)動, 直至 2 個光敏電阻上的光照強度相同。光敏電阻光強比較法的優(yōu)點在于控制精確, 電路設(shè)計比較容易實現(xiàn)。當(dāng)太陽輻射強度增加時, 光電電阻阻值減小,1 k 可變電阻的壓降增加, 從而產(chǎn)生與太陽光輻射強度有直接關(guān)系的電壓信號。2 個傳感器的輸出信號與PLC模擬輸入端口連接, 并對這 2 個模擬信號進行比較運算, 從而輸出正確的信號, 以驅(qū)動太陽追蹤系統(tǒng)的電磁和機械機構(gòu)。3）光伏模塊和電磁機械運動原理光伏模塊采用新疆新能源股份有限公司的光伏產(chǎn)品 REW385, 在標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下(太陽光強度為 1 000 W/m3, 太陽板溫度為 25 ℃, : 峰值功率 Pmax 為 85 W, 最佳工作電壓為 V。系統(tǒng)有自動和手動 2 種控制方式, S S2 為控制按鈕, 用于手動操作, PLC 輸出的 Q0 或 Q1分別連接到 2 個繼電器線圈, 以控制太陽板的正反 2 個運動方向。 在自動運行模式下, PLC首先比較來自信號處理單元的兩個模擬輸入的值, 然后決定輸出 Q0 或者 Q1。電源電路采用開關(guān)電源設(shè)計, 具有高效率、 低損耗的特點。 采用的開關(guān)控制芯片 L4960, ～ 40 V的輸出電壓和 A輸出電流。通過調(diào)整電阻 R3 和 R4, 產(chǎn)生 12～ 24 V 直流電壓, 24 VDC用于 PLC電源, 44 V DC直接取自整流橋側(cè)供給直流電機。 如果用于光伏逆變系統(tǒng)的跟蹤系統(tǒng),220 V AC可以直接取自光伏逆變電源。軟件部分1）PLC控制和監(jiān)控程序S7 200 的編程軟件是 STEP7Micro/WIN, 用于 PLC的程序編輯, 支持 LAD(梯形圖) , FBD(功能模塊)和 STL(語句表) 3 種編輯模式。監(jiān)控 PLC 輸入與輸出子程序是將 PLC 輸入與輸出狀態(tài)復(fù)制到內(nèi)存的特定位置, 稱為標(biāo)記區(qū)域, PC監(jiān)控程序能直接從內(nèi)存區(qū)域隨時讀取輸入和輸出狀態(tài)。采樣數(shù)據(jù)存儲是一個在線采集存儲過程, 通過 RAM數(shù)據(jù)存儲內(nèi)部的特殊矩陣, 每隔 1 h 讀取1 次光敏電阻的值。數(shù)據(jù)采集在白天進行, 晚上停止。 采集的時間(小時和分鐘)存儲在不同的矩陣, 然后在 PC 機的屏幕上顯示出來。當(dāng) RAM內(nèi)存滿時, 將不再存儲數(shù)據(jù), 直到復(fù)位操作將存儲數(shù)據(jù)清除。2）PC監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理程序采用面向?qū)ο蟮母呒壘幊陶Z言 Visual 實現(xiàn)以下功能:自動檢測 PC 機 RS232 串口和 PLC 端口的連接狀態(tài)。通過系統(tǒng)監(jiān)控, 決定光伏模塊的實際位置和運動方向, 顯示光敏電阻的讀數(shù)以及內(nèi)存溢出標(biāo)記。通過程序界面發(fā)出強制性前向和反向運動指令, 控制 PLC操作。如果出現(xiàn)系統(tǒng)位置異常, 可強迫太陽板按照操作要求恢復(fù)初始位置。顯示存儲在 PLC 內(nèi)存中的設(shè)置, 如前向和反向運動極限、 光線暗度極限、 前向和反向停止極限, 可直接對這些參數(shù)設(shè)置進行修改。聚光器技術(shù)原理在太陽聚光領(lǐng)域，菲涅爾透鏡是聚光太陽能發(fā)電（CPV）系統(tǒng)中重要的光學(xué)部件之一。太陽菲涅爾透鏡聚光鏡就是透鏡的焦點剛好落在太陽能芯片上。當(dāng)透鏡面垂直接面向太陽時，光線將會被聚焦在電池片上，匯聚了更多的能量，因而需要較小的電池片面積，大大節(jié)約了成本。應(yīng)用菲涅爾透鏡能夠?qū)⑻柟饩劢沟饺牍饷?/10至1/1000甚至更小的接收面（高性能電池片）上，比傳統(tǒng)平板光伏（FPV)發(fā)電效率提高30％以上，滿足太陽能聚光發(fā)電（CPV)和聚熱系統(tǒng)（TPV)中高能量高溫需求。典型的太陽能菲涅爾透鏡就是將齒型朝向電池片，這和準(zhǔn)直應(yīng)用中齒型朝向長共軛方向剛好相反。齒型朝內(nèi)的另外潛在好處的減少太陽輻射對干擾角的沖擊，也能夠避免結(jié)構(gòu)面里堆積灰塵和沙礫。這種類型菲涅爾透鏡通?？醋魇欠浅上裢哥R，因為穿過透鏡的有效區(qū)域焦距是固定的。其主要的作用是最大限度增加太陽輻射到電池片上，用于轉(zhuǎn)化成電力，因而無須考慮降低圖象球面誤差。菲涅爾透鏡是一種微細(xì)結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件，從正面看其象一個飛鏢盤，由一環(huán)一環(huán)的同心園組成。其工作原理十分簡單：假設(shè)一個透鏡的折射能量僅僅發(fā)生在光學(xué)表面（如：透鏡表面），拿掉盡可能多的光學(xué)材料，而保留表面的彎曲度。 另外一種理解就是，透鏡連續(xù)表面部分“坍陷”到一個平面上。從剖面看，其表面由一系列鋸齒型凹槽組成，中心部分是橢圓型弧線。每個凹槽都與相鄰凹槽之間角度不同，但都將光線集中一處，形成中心焦點，也就是透鏡的焦點。每個凹槽都可以看做一個獨立的小透鏡，把光線調(diào)整成平行光或聚光。這種透鏡還能夠消除部分球形像差。聚光器、跟蹤器的SWOT分析（1）Strength（優(yōu)勢）A. 菲涅爾透鏡聚光器，比平板聚光器效率高30%以上；，告別了依靠進口的時代；，對日更加精確；，可以外銷給其他光伏企業(yè)。(2)Weakness（弱勢）、高技術(shù)行業(yè)，產(chǎn)品質(zhì)量必須嚴(yán)格控制。 (3)Opportunity（機會），國內(nèi)所有對日跟蹤發(fā)電系統(tǒng)的跟蹤器均為國外購置，該項目的成功建立，打破了跟蹤器的進口時代，將會有良好的硬件銷售市場；，能地方政府解決部分人員就業(yè)問題，同時也可以更多的享受地方政府支持； (4)Threat（威脅）A．無法在短時間鋪開系統(tǒng)架構(gòu)，因為資金不足停滯，造成敵手模仿； 四、市場及競爭分析（一） 目標(biāo)市場定位 國內(nèi)光伏企業(yè) 產(chǎn)品銷售和服務(wù) 出口到國外 （二）市場狀況及發(fā)展分析國家太陽能電力總體市場估計2008年，我國太陽能電池產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的三分之一，連續(xù)兩年成為世界第一大太陽能電池生產(chǎn)國。然而，我國光伏產(chǎn)品長期依賴海外市場，已成為障礙我國光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的隱患，開啟國內(nèi)市場是發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的必然選擇。 開啟國內(nèi)市場，就必須由政策推動。發(fā)展光伏等新能源產(chǎn)業(yè)是解決能源供需矛盾，減少環(huán)境污染、應(yīng)對全球氣候變化的最有效途徑。在全球金融危機的大背景下，發(fā)展新能源又是拉動經(jīng)濟增長，擴大就業(yè)，搶占未來能源技術(shù)制高點的有效選擇。我國政府曾先后出臺《可再生能源法》及其相關(guān)實施細(xì)則等政策來扶持新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。今年3月份，國家財政部和住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合出臺“太陽能屋頂計劃”，對在建筑上安裝太陽能發(fā)電裝置的業(yè)主給予20元/瓦不等的財政補貼。財政部目前正在制定“金太陽”工程計劃，將采取財政補貼的方式，加快啟動國內(nèi)光伏市場。不僅如此，現(xiàn)在正在制定中的新能源振興規(guī)劃中規(guī)定，2020年，光伏發(fā)電安裝量將要達到2000千瓦，是《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中規(guī)定的180萬千萬的10倍以上。國家政府不論是從支持力度上還是規(guī)模上，都是空前的。 國家的頻頻政策利好會極大地刺激和鼓舞光伏產(chǎn)業(yè)，更是成為指引地方政府布局當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的信號。 地方太陽能電力市場估計發(fā)展光伏等新能源產(chǎn)業(yè)不但可以優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、促進節(jié)能減排、培育新興產(chǎn)業(yè)，而且可以調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、推動工業(yè)轉(zhuǎn)型升級。 目前，江西南昌已經(jīng)制定了《光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》，擬在20092013年把光伏產(chǎn)業(yè)打造成千億產(chǎn)業(yè)，使南昌成為世界光都；浙江海寧把光伏產(chǎn)業(yè)列入5大重點發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一；6月，江蘇省出臺《江蘇省光伏發(fā)電推進意見》，計劃通過3年努力，力爭在全省建成光伏并網(wǎng)發(fā)電裝機容量400MW。到2011年，全省電池及組建產(chǎn)能達10000MW，光伏總產(chǎn)值達3500億元。上海發(fā)改委正在對全市光伏等新能源企業(yè)進行調(diào)研，據(jù)稱上海新能源戰(zhàn)略規(guī)劃正在緊張制訂中。 地方政府爭先出臺光伏發(fā)展政策，是為了爭取產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢，培育地方光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展。有地方政府做堅強后盾，光伏企業(yè)將會取得跨越式發(fā)展。（三）公司競爭優(yōu)勢公司的競爭優(yōu)勢包括以下幾方面：l 天時：在能源短缺，部分偏遠地區(qū)靠拉閘限電的今天，開發(fā)新能源是各國一直在研究和探索的問題，而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，正可以很好的解決這個問題。首先，光伏發(fā)電具有環(huán)保、無污染特性，其次是太陽光源取之不盡、用之不竭，是可持續(xù)性發(fā)展的、符合社會發(fā)展趨勢的產(chǎn)業(yè)； l 地利：我國幅員廣大，有著十分豐富的太陽能資源。據(jù)估算，我國陸地表面每年接受的太陽輻射能約為50x1018kJ，全國各地太陽年輻射總量達335～837kJ／cm2a，中值為586kJ／cm2a。從全國太陽年輻射總量的分布來看，西藏、青海、新疆、內(nèi)蒙古南部、山西、陜西北部、河北、山東、遼寧、吉林西部、云南中部和西南部、廣東東南部、福建東南部、海南島東部和西部以及臺灣省的西南部等廣大地區(qū)的太陽輻射總量很大。尤其是青藏高原地區(qū)最大，那里平均海拔高度在4000m以上，大氣層薄而清潔，透明度好，緯度低，日照時間長。l 人和：公司主要從事生物質(zhì)能、風(fēng)能、太陽能等可再生資源利用與開發(fā)工作，公司擁有職工1000余人，國外專家6人，有著堅實的技術(shù)人才優(yōu)勢。品牌優(yōu)勢某投資有限公司是一家致力于發(fā)展綠色能源及節(jié)能降耗等領(lǐng)域的高新技術(shù)企業(yè)。公司集項目開發(fā)投資、項目系統(tǒng)集成于一