太阳能光伏发电中跟踪控制系统的研究与设计

太阳能的利用有利于世界的环境保护,光伏发电作为太阳能发电的方式之一,无论从科技应用还是从商业开发的角度出发,如何更进一步地提高太阳能光伏发电装置的效率,都是目前有待解决的重要问题。针对目前应用广泛的太阳能光伏发电跟踪控制系统进行了研究,为了提高太阳能光伏板的跟踪效率,提出了前馈加闭环的跟踪控制方案。根据太阳的运动轨迹计算出太阳能光伏板理论上需转动的角度,实现前馈上的跟踪控制;采用光电传感器,将检测到的光电信号作为反馈,实现光伏板的闭环跟踪控制,克服了太阳能光伏发电跟踪控制系统在安装、生产、加工过程中存在的误差,提高了跟踪控制的精度。     

太阳能跟踪器装置结构与控制算法设计

为了应对日益严重的能源危机,太阳能资源得到广泛的开发利用;提高太阳能利用率是缓解能源问题的有效解决方案,从太阳能跟踪装置的传动精度和跟踪精度两个方面提出改进建议。首先,跟踪装置传动机构采用二级蜗轮蜗杆传动,确保跟踪装置的传动精度;然后,利用修正安装误差之后的公式计算太阳高度角和方位角,跟踪时间节点采取离散式选取方式,最大程度地提高装置视日跟踪轨迹精度。最后,经实验验证,所提出的结构设计方案及跟踪算法能够有效提高太阳能的转换利用率。     

二自由度太阳跟踪控制系统的设计与实现

针对光伏发电领域的太阳能利用率低,设计了以MSP430 G2553 MCU为控制核的太阳自动跟踪控制系统,其通过提高光伏板的有效受光面积以实现提高太阳能利用率的目的。系统由检测器、控制器和执行机构三部分组成,利用光敏电阻阵列构成的检测器,采集太阳光信号并经过调理电路的处理后,最终送入MCU控制器,通过其处理后产生PWM波,控制执行机构实现对太阳的自动跟踪。试验研究表明,该系统能够提高太阳能电池板的受光面积,并提高了太阳能利用率。     

一种侧拉式太阳能跟踪装置的研究

太阳能是被认为最有前景的新能源之一,但是目前的利用还不够理想,主要原因是太阳能的利用率低导致成本高。精确地跟踪太阳可使太阳能的利用率提高,拓宽其利用领域。在斜单轴的基础上研究了一种侧拉式太阳能跟踪装置,其能够实现对太阳光线的连续式跟踪。对比实验表明:侧拉式比固定式能够提高27.8%的发电功率。在跟踪时系统消耗的能量为0.207 kW·h,只占总发电量的3.2%,其中步进电机的最大功率为12 W,占整个光伏组件功率的0.34%。此跟踪系统能够显著提高发电效率,由于自身成本低,有助于太阳能跟踪系统的推广。     

一种单驱双动型视日轨迹控制系统的设计

太阳能跟踪技术的发展对于太阳能利用的推广具有重要的现实意义.文章介绍了“单驱双动”新型太阳能跟踪装置的控制系统设计方案和试验方法.设计方案采用了特殊凸轮实现太阳高度角与方位角的耦合,避免了多方计算所带来的积累误差,提高了自动跟踪装置的可靠性,由51单片机程序有效地实现了太阳能跟踪的功能.试验结果表明:该控制系统工作性能稳定,且装置全年高度角跟踪误差较小,有效地提高了太阳能的利用率.     

基于BPNN的太阳能板双轴自动跟踪控制系统设计与应用

太阳电池板日照利用效率是光伏发电规划中备受关注的问题,为了实现光跟踪的精确控制,采用了PID控制方法,建立了BPNNPID太阳能双轴自动跟踪控制模型,利用BP神经网络对PID控制中的比例、积分、微分等关键参数进行了优化整定。基于日照强度传感器实现了闭环控制,修正了天文年历计算数据的偏差,完成了实物模型的设计与制作。试验表明:基于BP神经网络PID参数整定的控制策略具有良好的自适应性能,提高了光跟踪系统的响应速度、稳定性及准确性,提高了太阳能板的日照利用效率。研究成果对太阳能光伏发电效能提升应用提供了一定的技术参考。     

阳光跟踪系统的硬件设计

为合理有效地利用太阳能,设计了一种基于单片机的太阳能阳光自动跟踪系统,跟踪装置采用三自由度机构,实现了对太阳高度角和方位角的实时跟踪,并着重分析了系统的硬件设计。实验表明,该系统能够实现对太阳的任意方向检测并迅速跟踪,系统性能稳定,可以用在阳光输送机和光伏发电中,提高了太阳能的利用率,可以实现各种天气状况下的太阳自动跟踪,精度高,具有广泛的应用前景。     

太阳自动跟踪装置计算机控制系统

研究精确的太阳跟踪装置,可提高太阳能的利用效率,拓宽太阳能的利用领域。介绍一种太阳自动跟踪装置计算机控制系统的工作原理及软、硬件设计。在此系统中,采用了光电跟踪和视日运动轨迹跟踪相结合的跟踪方法,但与目前普遍采用的两种跟踪方法相互切换的结合方式不同,系统将两种跟踪方法同时用在一次跟踪动作内,从而使系统具有高精度、高可靠性等优点,且具有极强的实用性。     

高精度全天候太阳能自动跟踪系统设计

针对传统的太阳能跟踪系统跟踪方式单一、跟踪精度差、缺少人机交互等问题,为了进一步提高太阳能利用率,设计了一种高精度全天候太阳能自动跟踪系统。该系统以光电跟踪为主,视日运动轨迹跟踪为辅,实现对太阳能的全天候跟踪;通过设计一种粗精结合的二级跟踪传感器实现对太阳能的高精度跟踪。采用触摸屏搭建人机交互界面,显示直观,便于操作管理。实验结果表明,该系统具有良好的运行稳定性,并且很大程度上提高了太阳能的利用率,具有较广泛的应用前景。     

基于DSP的太阳能双轴跟踪控制系统的设计

为了更充分、高效地利用太阳能的热量,设计了以TMS320F2812为控制核心的太阳能双轴跟踪控制系统。该系统采用视日运动轨迹和传感器校正混合跟踪方案。首先DSP根据相关的理论公式和参数计算出白天太阳的高度角和方位角,并将其转化成相应的脉冲来控制步进电机进行一级跟踪,然后光电传感器检测实际太阳的位置,输出偏差信号来驱动步进电机进行二级校正跟踪,从而获得最大的太阳能热量。理论分析表明,采用该跟踪技术可以有效地提高能量接收率。     

高精度太阳能自动跟踪装置的研制

太阳能自动跟踪技术的发展对有效提高太阳能利用率具有重要的现实意义,本文介绍了太阳能自动跟踪的原理与种类,则重点介绍了高精度双轴跟踪混合控制的自动跟踪方式、控制电路、检测电路与双轴机械机构的构成,实践证明该装置自动跟踪误差低、性能稳定,提高了光伏电池效率,该装置机构简便、成本低具有重要的实用推广意义。     

基于干扰观测法的电动汽车光伏电池MPPT控制算法的建模与仿真

对于太阳能电动汽车而言,最为关键的是太阳能电池。最大功率点跟踪是提高光伏发电效率的关键技术之一,在学术研究以及工程应用中都具有重大的意义。利用MATLAB/Simulink仿真平台,使用Sun Power公司的SPR-305-WHT光伏组件构建电池模型,对干扰观测法最大功率点跟踪方法进行仿真研究和分析,并对最大功率点跟踪方法的研究方向做了合理的展望。     

一种基于双轴的太阳能自动跟踪装置

为了提高太阳能电池的转换效率,设计了一种以Msp430F149单片机为核心,基于双轴的太阳能自动跟踪装置。该装置能精确跟踪太阳运动轨迹,使太阳能电池组件在晴天时始终垂直接收太阳光;在阴天时自动切换至时钟式跟踪,其转换效率高、成本低。实验结果表明,对比固定安装的太阳能电池板,在相同条件下,采用太阳能自动跟踪装置的太阳能电池板的接收率提高了约40%。     

光伏发电伺服跟踪控制系统的设计与应用

太阳能板接收能量的效率直接影响光伏并网发电量。为提高接收效率,利用dSPACE DS1104 R＆D控制器板设计了一种伺服跟踪系统,该系统结合了光电跟踪和视日跟踪两种方法,实现了对日光的垂直跟踪。dSPACE和Matlab／Simulink之间的无缝连接使得开发过程快速高效,实验结果验证了系统的有效性。     

高精度太阳能双轴跟踪器的设计研究

随着太阳能的广泛利用,如何提高对太阳能的利用率,成为太阳能利用的焦点之一.介绍了基于二维的太阳跟踪装置的控制系统.该控制系统采用的是光电跟踪和视日跟踪的方法相结合的控制方法,运用双轴运动达到对其高度角和方位角的控制,以实现其二自由度运动.再通过建模达到一个直观的感受,为开发太阳能跟踪控制器的控制系统提供一个实验的平台,来验证控制系统的真实可靠性和现实可行性.其控制系统的工作原理是利用单片机的实时控制和五个光敏电阻来决定控制器的控制方式.当没有光照时,采用视日运动轨迹的方法计算太阳的高度角和方位角,通过单片机控制步进电动机转动;当有光照时,采用光电控制,根据东西南北四个光敏电阻的信号差值来决定步进电动机的转动,进而实现全方位、高精度的太阳能跟踪器的设计.     

基于PLC的线性菲涅耳式太阳能跟踪控制系统设计与实现

为了提高线性菲涅耳式太阳能跟踪的精度及稳定性,设计了一种基于可编程序控制器(PLC)的太阳能自动跟踪系统。系统采用了视日运动轨迹算法主动式跟踪策略,应用结果显示,满足线性菲涅耳集热系统对高跟踪精度的要求,且具有操作简单、易于维护及稳定性高等特点。     

一种智能型太阳能路灯控制器的设计与实现

以独立光伏发电系统——太阳能路灯系统为研究对象,采用了MPPT跟踪算法中的扰动法来进行对最大功率点的跟踪控制,设计了DC／DC电力变换电路,并基于PIC16C712单片机设计了一种智能型太阳能路灯的控制器。它集太阳能电池板最大功率点跟踪（MPPT）控制和蓄电池的充放电管理功能于一体,能对蓄电池起到有效过充电和过放电保护,延长蓄电池的使用寿命,提高太阳能路灯系统运行的可靠性。     

太阳能集热装置随动跟踪液压系统设计

太阳能以其安全、清洁、无污染、储量丰富等优点逐渐受到人们的关注。针对其密度低、光照方向变化等特点,发明了跟踪装置以提高太阳能的利用率。为了提高跟踪装置精度,降低制造成本,对现有视日运动轨迹式跟踪装置提出了改进方案。设计了一种新型跟踪装置,采用液压马达驱动液压绞车带动反射镜转动跟随太阳,避免了采用双液压缸驱动时所需要的复杂轨迹规划。利用单片机控制实现装置的自动运行,设计了完整的液压驱动方案,详细描述了其工作原理,通过MATLAB仿真验证了跟踪装置液压系统的可行性。     

垂直轴风光互补LED照明系统设计

风力和太阳能分别通过垂直轴阻力型风机和太阳能光伏板发电,其中光伏发电辅以太阳能双轴跟踪装置提高太阳能电池板的发电效率,经过充电控制电路控制,利用蓄电池储能,实现离网照明。该装置能实现节能减排,可解决农村及偏远地区的照明问题,应用推广前景广阔。     

基于LabVIEW的太阳能发电数字跟踪系统软件设计

利用LabVIEW图形化的编程语言,对单片机与PC机之间的通讯进行了设计,开发出一种太阳能发电板双轴自动跟踪控制系统,使其时时正对太阳,从而提高太阳能的利用率,方便监控。