太陽能光伏發(fā)電畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-25 13:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 天使用6個小時為例，介紹一下計算方法：（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，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，則耗電量為111W*5小時=555Wh。：按每日有效日照時間為6小時計算，再考慮到充電效率和充電過程中的損耗，太陽能電池板的輸出功率應(yīng)為555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充電過程中，太陽能電池板的實(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（電壓差）經(jīng)放大處理等（光源跟蹤信號前置電路）輸入單片機(jī)，單片機(jī)處理后發(fā)出信號給電機(jī)驅(qū)動電路，進(jìn)而驅(qū)動電機(jī)對光電池陣列進(jìn)行水平和垂直方向的調(diào)節(jié)，以便保持同太陽光垂直的角度，從而達(dá)到對太陽光的最大利用，通過當(dāng)前時鐘可以很方便的在太陽下山后（無光照時）控制光電池陣列回到初始位置，以便開始新的一天的工作。 非正常情況下：如果是陰天，光電傳感器檢測到的兩電壓信號相等，所以輸出的電壓差信號為零，這時可用軟件實(shí)現(xiàn)時鐘優(yōu)先。單片機(jī)會結(jié)合當(dāng)前時鐘調(diào)節(jié)光電池陣列的角度，如果光電傳感器仍然檢測不到電壓差信號，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到電壓差信號，但是經(jīng)單片機(jī)對電機(jī)進(jìn)行調(diào)整后，光電傳感器再次檢測的信號與前一次相比沒有變化，則判斷光電池陣列是否觸到限位開關(guān)，若是，單片機(jī)將結(jié)合當(dāng)前時鐘對光電池陣列的角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，若不是，則說明系統(tǒng)出現(xiàn)故障，這時將由通信口發(fā)出信號通知工作人員進(jìn)行維護(hù)。 因地球自轉(zhuǎn)，對于同一地點(diǎn)而言，不同季節(jié)不同時間點(diǎn)，太陽光的照射角度是不一樣的，只有讓太陽能電池方陣時刻正對著太陽才能保證光照強(qiáng)度最高，因此要設(shè)計光源跟蹤系統(tǒng)，使太陽能的利用率達(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、晚三個時間點(diǎn)的日照）、太陽能模擬追日跟蹤傳感器、太陽能板水平和俯仰傳動機(jī)構(gòu)、直流電動機(jī)（配減速箱）、三菱FX2N可編程控制器、按鈕和繼電器等組成。通過太陽能模擬追日跟蹤傳感器接收到的光線強(qiáng)度信號，利用PLC內(nèi)設(shè)計程序進(jìn)行比較，調(diào)整太陽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。目前國內(nèi)外跟蹤太陽的主要方法可以分為三種： ①視日運(yùn)動軌跡跟蹤②光電跟蹤③視日運(yùn)動軌跡跟蹤和光電跟蹤相結(jié)合?，F(xiàn)就這三種跟蹤方案做一個簡要的介紹和比較。①視日運(yùn)動軌跡跟蹤視日運(yùn)動軌跡跟蹤，即計算機(jī)先根據(jù)太陽運(yùn)行規(guī)律計算出一天內(nèi)某時刻太陽的位置角度，然后運(yùn)行控制程序使跟蹤裝置對準(zhǔn)太陽完成跟蹤。視日運(yùn)動軌跡跟蹤系統(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焦線南北水平布置,東西跟蹤；③焦線東西水平布置,南北跟蹤。這三種方式都是單軸轉(zhuǎn)動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)簡單，但是由于入射光線不能始終與太陽能電池板垂直，收集太陽能的效果并不理想 [17][18]。如果能夠在太陽高度和赤緯角的變化上都能夠跟蹤太陽就可以獲得最多的太陽能，全跟蹤即雙軸跟蹤就是根據(jù)這樣的要求而設(shè)計的。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，國內(nèi)常用的光電跟蹤有重力式、電磁式和電動式，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準(zhǔn)太陽、硅光電池處于陰影區(qū)；當(dāng)太陽西移時采光板的陰影偏移，光電管受到陽光直射輸出一定值的微電流，作為偏差信號，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準(zhǔn)太陽完成跟蹤。光電跟蹤靈敏度高，結(jié)構(gòu)設(shè)計較為方便；但受天氣的影響很大，如果在稍長時間段里出現(xiàn)烏云遮住太陽的情況，太陽光線往往不能照到硅光電管上，導(dǎo)致跟蹤裝置無法對準(zhǔn)太陽，甚至?xí)饒?zhí)行機(jī)構(gòu)的誤動作[12]。③視日運(yùn)動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)動軌跡跟蹤在計算太陽角度的過程中會產(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)的精密程度也會影響到裝置的跟蹤精度。但是，將視日運(yùn)動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)動軌跡跟蹤的基礎(chǔ)上加兩個高精度傳感器。當(dāng)跟蹤裝置開始運(yùn)行時，用兩片高精度傳感器初始定位。在運(yùn)行當(dāng)中，以過程控制為主，傳感器瞬時測量作反饋，對程序進(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，工作過程穩(wěn)定，應(yīng)用于目前許多大型太陽能發(fā)電裝置。但計算過程十分復(fù)雜，高精度傳感器成本也很高，對于需要降低成本的小型太陽能利用裝置來講，該種跟蹤方式并不十分適用。太陽與地球的位置關(guān)系地球每天圍繞通過它本身南極和北極的一個假想軸——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，所以地球每小時自轉(zhuǎn)15度。在自轉(zhuǎn)的同時。地球圍繞太陽在一個橢圓形軌道上公轉(zhuǎn)，每公轉(zhuǎn)一周為一個太陽年、它等于365天5小時48分。即365．241天，因此每四年須閏一日。地球的自轉(zhuǎn)軸
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