基于七点法太阳定位器的自动跟踪系统研究

为提高光伏系统的转换效率,基于七点法太阳定位器的结构与原理,分析了其精度,设计了七点法太阳定位器的自动跟踪系统,推导了自动跟踪系统的控制模型和传递函数,并阐明了控制策略.试验结果表明,该自动跟踪系统克服了主动式的误差累积和被动式易受天气影响的缺点,具有跟踪范围广、结构简单、控制方便等优点,提高了太阳能利用率.     

时序与光传感复合控制在太阳跟踪系统中的应用

介绍了两类常用的太阳能跟踪控制方式,即时序跟踪控制与光传感跟踪控制,以及两种跟踪方式的复合控制原理,并根据原理进行了控制系统的硬件设计和软件设计.跟踪控制系统在重庆市大足县一光伏电站投入使用,二年内无故障,且能够实现高精度全天候太阳跟踪.     

单轴太阳跟踪智能热水器系统设计

分析单轴式太阳跟踪装置控制系统的原理及特点,运用时角以及地平两种不同坐标系对太阳的具体方位进行了分析和求解,以研究太阳的运动轨迹.设计了单轴太阳跟踪装置,实现对太阳的自动跟踪控制.与传统热水器对比,此单轴太阳跟踪热水器系统的可靠性更好、能量的接收率更高(可提高30％ ～ 40％)、跟踪精度更精确,制造和运行成本低、性价...     

太阳能电池板自动跟踪电路设计

本文提出了一种智能路灯上的太阳能电池板的自动转向的控制电路设计方法.根据七点法定位器的原理,以光敏二极管作为采光传感器,七点法定位器做驱动跟踪,单片机作为主控制器,采用光电跟踪与时序跟踪相结合的方法完成了系统的软硬件设计,解决了天气对自动跟踪系统的影响问题,降低了运行成本,提高了太阳能的利用效率.     

一种变步长阻抗匹配的光伏MPPT控制

针对光伏系统最大功率点跟踪难以同时获得响应速度和稳态跟踪精度的问题,提出了一种基于变步长阻抗匹配的光伏发电系统最大功率点跟踪技术。利用光伏系统拓扑结构的阻抗匹配原理实现光伏系统最大功率点跟踪,在此基础上,引进了变步长控制方法,改善了系统的动态响应速度和稳态跟踪精度。仿真结果证明了该算法的有效性。     

一种大范围太阳光线自动跟踪方法

分析了聚光太阳能发电系统中目前常用的程序跟踪法和传感器跟踪法的特点,阐述了程序跟踪和传感器跟踪相结合实现精确跟踪的原理,并介绍了相应的控制方法和模拟跟踪装置的组成。这种方法可以利用低成本的角度传感器和四象限光电池实现太阳光线的精确跟踪,有利于降低跟踪系统的硬件成本。跟踪装置运行结果与SPA算法的结果比较,实测的跟踪误差不大于0.03°,满足高聚光比太阳能发电系统对太阳跟踪的要求。     

基于89C51单片机太阳能跟踪控制装置设计

基于目前太阳能跟踪控制中普遍采用的复合控制方式的工作原理,采用价格低廉、低功耗的89C51单片机设计了一款可满足复合控制功能要求的太阳能跟踪控制装置.介绍了在跟踪控制装置中加入AD转换模块与PC机通讯模块以实现复合控制中传感器控制功能和时钟控制功能的设计环节.将配备该太阳能跟踪控制装置的聚光器与定点式聚光器在相同实验环境中运行比较,结果表明,配备该太阳能跟踪控制装置的聚光器比定点式聚光器的接收率提高约35%,跟踪稳定性良好,实现了高精度、高稳定性的太阳能跟踪控制.     

基于最大电功率跟踪的风力发电系统幂指数趋近滑模控制

文章考虑机组转轴摩擦损耗和发电机本体的电损耗,从减小发电功率损耗、提高整机风电转换效率出发,设计了一种基于MPPT原理下的最大电功率点跟踪(MEPT)控制策略,该策略在考虑转轴摩擦损耗和发电机绕组损耗基础上,推导出发电机最大电功率跟踪输出控制模型方程。采用转矩跟踪型MPPT控制策略,利用动态滑模控制原理,设计了基于幂指数趋近律的风电系统MEPT滑模功率控制器。控制律引入输入变量的积分,在时间上形成滑模控制的动态连续性,抑制了MEPT功率跟踪的抖振,增强了控制精度、平滑性与鲁棒性。通过静、动态多种风况的Matlab仿真实验,验证了MEPT控制的正确性。     

获得最大日照度的协调控制方法的研究——多镜面聚光型太阳能光伏系统

针对目前太阳能聚光方式,提出了采用平面镜反射聚光的多镜面阵全跟踪聚光方案.首先描述了多镜面聚光型太阳能光伏系统的基本结构及其跟踪控制原理和方法.通过对多镜面阵聚光系统对太阳全方位跟踪控制分析,推出了太阳电池组件和平面镜阵在跟踪过程中方位角、倾角及空间位置变化的运动方程.通过建立了平面镜阵与太阳电池组件之间的运动关系,实现太阳电池组件跟踪控制以及平面镜阵之间的跟踪协调控制,并对此系统进行了定量分析和数值计算.     

太阳跟踪装置的双模式控制系统

介绍了用于太阳跟踪装置控制系统中的两种控制模式结构、组成和工作原理。对该模式进行适当设置,即可用于太阳能热水器、太阳能屋顶发电、太阳能干燥器、太阳能电池、太阳灶、太阳能空调、太阳能路灯等各种太阳跟踪装置中,实现双模式控制。双模式控制系统具有较强的通用性和适应性。     

Development of an embedded solar tracker for the enhancement of solar energy utilization

An embedded two‐axis solar tracking system using Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench to write the operation and control algorithms was developed for enhancing solar energy utilization. The system consists of a real‐time processor, two motion‐control modules, two step drives, two step motors, feedback devices, and other accessories needed for functional stability. The real‐time processor allows the solar tracker to be used as a stand‐alone, real‐time system that can operate automatically without any external control. The system combines two different solar tracking methods: the optical method and the astronomical method. Cadmium Sulfide (CdS) sensors are employed to continuously generate feedback signals to the controller, ensuring high‐precision solar tracking even under adverse conditions. The CdS sensor is a resistor whose electric resistance decreases with increasing incident light intensity. A database of solar altitude, azimuth, and sunrise and sunset times is provided by this solar tracking system. Other solar trackers operating in an astronomical method may access and use this database over the Internet. Solar position and sunrise and sunset times in the database were compared with those of the Astronomical Applications Department of the U.S. Naval Observatory. The differences were found to be negligible. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

自适应太阳跟踪平台理论分析及控制器设计

本文对太阳跟踪装置的机械结构和控制原理及系统设计做了简单描述,分析太阳与集能平台之间的关系.提出一种自适应太阳跟踪方案,实现对太阳方位角和高度角的双轴自动跟踪,可以广泛应用于需要跟踪太阳的装置中,提高太阳能利用效率.     

基于复合控制的塔式太阳能跟踪控制装置设计

针对塔式太阳能热发电站中定日镜跟踪装置的跟踪精度不高、构建成本较大等问题,提出采用将遗传算法的选择机制与吸热塔能量变化的反馈机制相结合的方式对光热电站的太阳能跟踪控制系统进行改进.在光热电站的少数几台定日镜上配备光电检测元件,并以其控制角度为基准控制其他定日镜的角度调整.采用DSP(digital signal processing)为控制核心,完成了跟踪控制器的通讯框架及控制系统的硬件电路设计.实验表明,该方案在保证光热电站整体控制精度的基础上,减少了光电检测元件安装数量和电站构建成本,并保证了视日轨迹跟踪控制时的自动调整能力.     

Adaptive neuro-fuzzy inference system-based maximum power point tracking of solar PV modules for fast varying solar radiations

This paper analyses the operation of an adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS)-based maximum power point tracking (MPPT) for solar photovoltaic (SPV) energy generation system. The MPPT works on the principle of adjusting the voltage of the SPV modules by changing the duty ratio of the boost converter. The duty ratio of the boost converter is calculated for a given solar irradiance and temperature condition by a closed-loop control scheme. The ANFIS is trained to generate maximum power corresponding to the given solar irradiance level and temperature. The response of the ANFIS-based control system is highly precise and offers an extremely fast response. The response time is seen as nearly 1 ms for fast varying cell temperature and 6 ms for fast varying solar irradiance. The simulation is done for fast-changing solar irradiance and temperature conditions. The response of the proposed controller is also presented.     

独立式风光互补发电系统中最大功率控制策略研究

独立风光互补发电系统从能量的角度来看可以分为3部分,即能量获取部分,能量存储部分以及能量消耗部分。主要介绍了能量获取所涉及的风力机最大功率运行和光伏电池最大功率跟踪这2个问题的控制策略,同时对能量存储部分所涉及的蓄电池充放电的控制策略进行了介绍,其中对充电策略的三阶段法做了比较详细的分析。最后对最大功率控制策略的研究方法作了系统的评述并对该领域今后的研究方向作了展望。     

Performance of off-grid residential solar photovoltaic power systems using five solar tracking modes in Kunming,China

This paper compares the performance of a 2.02 kW_p off-grid residential solar photovoltaic (PV) power system using PVSYST simulation software for a household in Kunming, Yunnan province, China. The monthly available solar energy; missing energy; array, final, and reference yields, performance ratio; and array capture and system losses were analyzed for five solar tracking modes: fixed tilted plane, seasonal tilt adjustment, horizontal axis tracking, vertical axis tracking, and dual axis tracking. Although there were some similar aspects across the five systems, minimum available solar energy (2461 kWh/y) and maximum missing energy (134.68 kWh/y) were obtained using the fixed tilted plane system (tilt angle = 25°, azimuth angle = 0°), whereas maximum available solar energy (3081 kWh/y) and minimum missing energy (48.53 kWh/y) in October were obtained using the dual axis tracking system. Average monthly performance ratio was maximal for the fixed tilted plane system (0.689), and minimal for the dual axis tracking system (0.596).     

跟踪式光伏发电系统研究

根据某地实测的太阳辐射数据,仿真比较了配备有单轴跟踪和双轴跟踪等4种跟踪控制的光伏发电系统与固定式光伏发电系统的太阳辐射利用率。并在此基础上对4种跟踪系统的跟踪角控制规律及跟踪控制方式进行了详细的分析,得出倾纬度角单轴跟踪系统控制规律最为简单,算法实施更为实用的结论。同时,也在理论上证明了采用步进式控制方式的跟踪系统能够在保持较高太阳辐射利用率情况下简化控制系统设计,有利于工程设计及应用。     

一种新型单轴太阳跟踪方式

针对单轴跟踪精度较低的问题,提出一种新型单轴跟踪方式,采用"斜面+楔形体+转轴"的几何构造,只用一个转轴即可最大程度接近双轴跟踪的效果。通过几何关系推导出新型单轴跟踪方式的数学表达式,结合晴天太阳辐射模型进行仿真分析,与传统单轴跟踪方式进行对比。以北京地区为例,新型单轴跟踪方式接收的年辐射量相比传统单轴跟踪方式有一定程度的提高,比水平单轴跟踪方式提高22.7%。最后还证明,在其他纬度新型单轴跟踪方式仍优于传统单轴跟踪方式,其接收年辐射量可达到双轴跟踪的97%~99%。     

基于三角腔体吸收器的透射式菲涅尔定焦线系统聚光特性分析

为解决线性菲涅尔太阳能集热系统单轴跟踪过程中出现的聚光焦线偏移以及降低系统跟踪能耗等问题,提出一种透射式菲涅尔定焦线太阳能聚光器.该聚光器采用极轴跟踪方式与线性菲涅尔透镜定期滑移调节方式相结合,可实现固定焦线聚光.将该聚光器与三角腔体吸收器所组成的太阳能集热系统,利用基于蒙特卡罗光线追迹法的TracePro光学软件分析...