基于單片機(jī)的太陽(yáng)能電池自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-08-11 15:55本頁(yè)面
【正文】 根據(jù)球面三角形的邊的余弦公式描述，即一邊的余弦等于其他兩邊余弦的乘積，加上這兩邊正弦及其夾角余弦的乘積，在天球的半徑不是確定值。在球面三角形NPS中，三邊為弧NP、弧NS、弧SP，分別用角度90φ，90δ，τ表示。工作時(shí)采光板根據(jù)太陽(yáng)的視日運(yùn)動(dòng)繞方位軸轉(zhuǎn)動(dòng)改變方位角，繞俯仰軸作俯仰運(yùn)動(dòng)改變采光板的傾斜角，從而使采光板與太陽(yáng)光線垂直。在本文中采用了高度角一方位角跟蹤進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要包括計(jì)時(shí)模塊、太陽(yáng)高度角方位角計(jì)算模塊、日出日落時(shí)間計(jì)算模塊和步進(jìn)電機(jī)脈沖控制模塊等幾部分。 首先系統(tǒng)根據(jù)計(jì)時(shí)模塊計(jì)算出當(dāng)前的時(shí)間，包括當(dāng)日在一年中的日期序數(shù)dn(單位：日)及當(dāng)前的時(shí)刻T(單位：h)，然后再根據(jù)日出日落時(shí)間計(jì)算模塊確定當(dāng)日的日出和日落時(shí)間，以便判斷當(dāng)時(shí)時(shí)間是否在日出后日落前。首先調(diào)整高度角，判斷高度角差值的正負(fù)，驅(qū)動(dòng)高度方向的步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。判斷方位角正負(fù)，驅(qū)動(dòng)方位角步進(jìn)電機(jī)按照偏差旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度。當(dāng)日落時(shí)間到時(shí)，控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)至次日太陽(yáng)升起的位置并恢復(fù)初始狀態(tài)?！ ? 基于FPGA的太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)各模塊設(shè)計(jì) 太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)模塊圖如圖4所示?！ ? 計(jì)時(shí)模塊 視日運(yùn)動(dòng)跟蹤方法需要時(shí)間和地理緯度信息，一般的太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)的位置固定，可以自行設(shè)定其地理緯度值?！ ?太陽(yáng)日出日落時(shí)間計(jì)算模塊 此模塊計(jì)算每天太陽(yáng)的日出日落時(shí)間，據(jù)此保證在太陽(yáng)的照射時(shí)間范圍內(nèi)，太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)正常運(yùn)行，在非照射時(shí)間，太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)。由高度角計(jì)算公式(8)和時(shí)角計(jì)算公式(9)推出太陽(yáng)的日出日落時(shí)間公式(10)。對(duì)太陽(yáng)日出日落模塊輸出結(jié)果分析如表1所示，dn為仿真隨機(jī)選取的日期，太陽(yáng)日出日落時(shí)間只與dn有關(guān)。 太陽(yáng)高度角方位角計(jì)算模塊 當(dāng)時(shí)間為正常光照時(shí)間時(shí)，太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)每隔5 min就會(huì)進(jìn)入太陽(yáng)高度角方位角進(jìn)行計(jì)算。高度角和方位角輸出均為10 b Q7格式。表2表示在dn=100時(shí)，不同的時(shí)間輸出的太陽(yáng)的高度角及方位角值，都為10 b Q7格式，計(jì)算其實(shí)際代表值，并與理論值相比較，誤差很小，說(shuō)明該模塊能夠準(zhǔn)確計(jì)算出太陽(yáng)的高度角和方位角。由太陽(yáng)的高度角方位角計(jì)算模塊輸出的高度角和方位角及上一次輸出的高度角方位角值，決定高度和方位需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，然后確定高度角步進(jìn)電機(jī)和方位角步進(jìn)電機(jī)的脈沖個(gè)數(shù)。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，該模塊能夠按照輸入的電機(jī)轉(zhuǎn)
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