太陽(yáng)能發(fā)電自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)技術(shù)方案書-wenkub.com
2025-05-12 00:41 本頁(yè)面
【正文】 圖1電機(jī)拖動(dòng)模塊圖成本核算表成本核算表序號(hào)系統(tǒng)模塊模塊功能參考價(jià)格1PC104與全溫電源板主控制CPU模塊及電源模塊2GPS/磁方位傳感器確定所在地區(qū)地理參數(shù)、方位角3光強(qiáng)及入射角傳感器測(cè)定光線強(qiáng)度及入射角4風(fēng)力及風(fēng)向傳感器測(cè)定實(shí)時(shí)風(fēng)力大小5電機(jī)控制模塊控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)6蓄電池儲(chǔ)存電源合計(jì)綜合以上基于跟蹤的電池板控制系統(tǒng)于未跟蹤的電池板控制系統(tǒng)，以及系統(tǒng)的成本核算等的評(píng)估，顯然基于自動(dòng)跟蹤電池板控制系統(tǒng)收集太陽(yáng)能時(shí)間長(zhǎng)，太陽(yáng)能利用率高，應(yīng)用前景廣，整個(gè)系統(tǒng)投入成本后，能夠很快收回，并取得盈利。第二個(gè)參數(shù)是從當(dāng)前位置移動(dòng)到目標(biāo)位置的角度，我們可以用軟件解算的方式將這個(gè)角度折算成伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)換角度。同時(shí)通過(guò)方位角的測(cè)量，單片機(jī)微控單元讀入此刻電池板的地理偏向，并儲(chǔ)存起來(lái)，作為電機(jī)控制電池板轉(zhuǎn)向的初始值。光強(qiáng)采集采用的是光強(qiáng)傳感器、A/D轉(zhuǎn)換、單片機(jī)微控單元，其中光強(qiáng)傳及入射角傳感器是由我們自主研發(fā)，4方位實(shí)時(shí)采集天空中太陽(yáng)光線的照射強(qiáng)度，并由光電轉(zhuǎn)換器件進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)換，再將電信號(hào)進(jìn)行比較，形成差模信號(hào)，最后通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換送入單片機(jī)微控單元，完成對(duì)其俯仰位置的調(diào)整。根據(jù)能量傳感器檢測(cè)信息，計(jì)算能量最大時(shí)的方位角、俯仰角，通過(guò)控制水平方位電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)、太陽(yáng)能電池板頂桿的移動(dòng)，使得太陽(yáng)能電池板保持與能量最大的矢量方向垂直。圖基于位置控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(3) 基于位置的太陽(yáng)能電池板控制系統(tǒng)的軟件流程圖，通過(guò)對(duì)位置控制步驟的簡(jiǎn)要敘述，下面給出基于這種控制的軟件框圖。本系統(tǒng)方案實(shí)現(xiàn)步驟(1) 基于位置的單自由度太陽(yáng)能電池板跟蹤控制系統(tǒng)研制。、太陽(yáng)高度角的計(jì)算按球面三角形定理，球面三角形邊的余弦，等于其他兩邊余弦的乘積，加上該兩邊正弦余其夾角余弦的乘積，即將Z、P、L的值代入上式得：所以易得到太陽(yáng)高度角的計(jì)算公式如下：特殊地，正午太陽(yáng)高度角h0時(shí)，因正午時(shí)的時(shí)角t=0；所以代入上式后可有：又按照兩內(nèi)角和的三角函數(shù)可以得到，與得到正午太陽(yáng)高度角公式，或者春秋分時(shí)的正午太陽(yáng)高度角時(shí)候赤緯。顯然，在圖9中構(gòu)成球面三角形，其內(nèi)角可以表示為：。、太陽(yáng)位置計(jì)算原理計(jì)算太陽(yáng)在天球中對(duì)于地球上某點(diǎn)的相對(duì)位置，是由該觀測(cè)點(diǎn)的地理緯度、季節(jié)(年、月、日)和時(shí)間三個(gè)因素來(lái)決定的，通常以地平坐標(biāo)系以及赤道坐標(biāo)系同時(shí)表示太陽(yáng)的位置。圖余弦定理示意圖下面簡(jiǎn)單的對(duì)球面余弦定理進(jìn)行相關(guān)的證明。以上統(tǒng)稱為球面三角形的六要素。兩個(gè)大圓弧的交點(diǎn)叫做球面角的頂點(diǎn)，大圓弧稱之為球面角的邊，球面角是以過(guò)頂點(diǎn)的圓弧的二切線所夾的角度來(lái)度量的。 球面上的兩點(diǎn)距離球面上兩點(diǎn)A、B之間的大圓?。ㄝ^短的那段），的長(zhǎng)度叫做球面上兩點(diǎn)AB之間的距離，可以證明：在球面上連接A、B兩點(diǎn)的所有曲線中AB最短。 球面基本性質(zhì) 球面上的基本圓在立體幾何中，我們知道任何平面與球面相交，其截口總是圓；不通過(guò)球心的平面截球面所得的截口是小圓：而通過(guò)球心的平面截出的圓最大，稱為大圓，大圓的半徑正是球半徑。以平太陽(yáng)為參考點(diǎn)來(lái)衡量地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間，叫做平太陽(yáng)日，一個(gè)平太陽(yáng)日分成24小時(shí)的平太陽(yáng)時(shí)。真太陽(yáng)連續(xù)兩次通過(guò)上中天(即觀測(cè)地的地理經(jīng)度)的時(shí)間間隔，叫做真太陽(yáng)時(shí)。所以若已知天體經(jīng)過(guò)正南子午線(時(shí)角零度線)至觀測(cè)時(shí)刻的位置，所經(jīng)歷的時(shí)間乘以，即可得到天體在觀測(cè)時(shí)刻所處位置的時(shí)角t值。赤緯角δ，以天球赤道為零度，由此向天球北極P方向?yàn)檎担幌蛱烨蚰咸鞓O方向?yàn)樨?fù)值。在赤道第二坐標(biāo)系中(在本系統(tǒng)中沒(méi)有用上，所以只簡(jiǎn)單的敘述下)，天體的位置可以使用赤經(jīng)（RA）赤緯(DEC)兩個(gè)變量表達(dá)，其中赤經(jīng)（RA），用α表示，赤緯(DEC)用δ表示，地球公轉(zhuǎn)軌道的延伸與天球相交的大圓圈叫做黃道，天赤道與黃道相交的兩點(diǎn)分別叫做春分點(diǎn)與秋分點(diǎn)。圖天極高度等于當(dāng)?shù)鼐暥仁疽鈭D 赤道坐標(biāo)系取天赤道作為基本圈，北天極P是基本圈的極，天赤道與子午圈的交點(diǎn)之一(近南點(diǎn))作為基本點(diǎn)的天球坐標(biāo)系，稱之為赤道坐標(biāo)系。方位角A，以地平面南點(diǎn)S點(diǎn)為零度，向西為正值，向東為負(fù)值。通過(guò)北天極P和天頂Z的大圓叫做天球子午圈，它和真地平相交與N點(diǎn)與S點(diǎn)，靠近北天極的記做北點(diǎn)N，和它相對(duì)的記做南點(diǎn)S。經(jīng)過(guò)太陽(yáng)位置X點(diǎn)，過(guò)天頂Z點(diǎn)的子午圈，稱之為方位
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