基于ATmega8的双轴太阳跟踪器设计

为提高太阳能的利用率,以ATmega8单片机为控制核心,设计了一套光电跟踪与视日运动轨迹跟踪互补控制的双轴太阳跟踪器.该跟踪器在晴天时,利用光敏电阻采集光强判断太阳位置,控制步进电机实现光电跟踪;在阴天时,采集时钟器件PCF8583的时间信息,计算当前太阳位置来实现视日运动轨迹跟踪.实验表明:该太阳跟踪器能在不同天气状况下对太阳进行较准确地跟踪,能量接收效率提高了30%,达到充分利用太阳能的目的.     

基于C8051F061的太阳跟踪控制器设计

针对目前采用的太阳跟踪控制器跟踪精度不高的问题,设计了一种基于C8051F061的双模式太阳跟踪控制器。该控制器将视日运动轨迹跟踪与采用四象限光电传感器的高精度光电跟踪相结合,精确计算、测量出太阳的方位角和高度角,通过方位控制步进电机和高度控制步进电机使电池板始终垂直于太阳光线,提高了跟踪精度,从而有效地提高太阳能利用率。实验结果表明,该控制器具有较高的跟踪精度。     

双模式太阳能自动跟踪系统的研究

为了提高太阳能的光电转换率,该课题构建了一套以单片机为核心控制器的太阳能自动跟踪系统。该系统根据天气条件,相应的选择光电跟踪或太阳运动轨迹跟踪方式对太阳实现跟踪。系统的设计对提高太阳能的利用效率具有一定的理论和实际意义。     

基于DSP的复合跟踪控制器的设计

针对单一的视日运动轨迹跟踪策略无法对跟踪的计算误差进行修改,随时间积累而出现累计误差,以及单一的光电跟踪策略容易受天气状况和环境中的杂光影响,引起误动作等缺点,文中设计基于复合跟踪策略的太阳跟踪控制器。当光强较弱时,只采取视日运动轨迹跟踪方式自动跟踪太阳,而当光照较强时,太阳跟踪控制器先采用视日运动轨迹进行粗控制,然后再利用光电跟踪进行精确控制。选用型号为TMS320F2812的DSP为控制芯片,完成了硬件电路的设计、制作以及软件程序的设计与编写。实验结果表明,文中提出的跟踪控制策略的跟踪精度高,设计的复合跟踪控制器实现了对太阳更精确和高效的跟踪。     

嵌入式碟式太阳能热发电控制器研制与应用

目前在太阳能热发电领域,碟式太阳能的转化效率最高,能适用于分布式和集中式两种发电需求.为了提高碟式太阳能跟踪控制系统的跟踪精度,本文研制了一种基于嵌入式控制器的碟式太阳能自动跟踪系统,采用视日运动轨迹算法跟踪和光学跟踪结合的策略,计算出碟式太阳能定日镜跟踪太阳的旋转角度,根据偏差值驱动伺服电机,同时根据光学传感器反馈对位置进行实时校正,实现碟式太阳能定日镜对太阳的精确跟踪.应用结果显示,该跟踪控制系统具有跟踪精度高,聚光比高等特点.     

高精度太阳能跟踪控制器

针对目前采用的传统太阳能跟踪控制器传感器形式单一、抗干扰性差、跟踪精度不高等问题,设计了一种基于可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)的太阳能跟踪控制器系统。该系统将固定轨迹粗略跟踪方式与光电传感器精确跟踪方式有效地结合起来,并重点将光电传感器加以改进,从而有效地提高了太阳能利用率。由伺服电机作为执行机构控制太阳能板对太阳位置的跟踪,可以实现对太阳高度角和方位角的双自由度跟踪,使太阳能跟踪装置始终正对着太阳光线位置。通过对比实验表明,该跟踪控制器可以达到较高的跟踪精度。     

太阳光谱辐照度仪自动跟踪装置的设计与测试

为了实现太阳光谱辐照度的高精度观测,提出了视日运动轨迹和光电跟踪相结合的太阳自动跟踪方案,详细论述了视日运动跟踪计算原理和基于四象限探测器的跟踪装置设计。为检测该装置的跟踪精度,设计了基于线阵CCD探测器的跟踪精度检测系统,并开展了室外观测实验。测试结果表明,太阳跟踪精度为±0.030°,稳定性优于1.4%,所设计的太阳跟踪装置在跟踪精度和稳定上均能够满足太阳光谱辐照度观测的高精度跟踪要求。     

高精度太阳能聚光双轴定时跟踪控制系统设计

为提高太阳能电池光电转换效率,设计了不得一种太阳能双轴全自动聚光跟踪控制系统,使可以放多个太阳能电池模块的框架平台可以跟踪太阳光旋转,并保持框架平台上的太阳能电池与阳光入射角保持垂直,以达到光能的最大获取率。在考虑太阳的运动轨迹模型的基础上,设计出可以同时跟踪太阳轨迹的二轴框架平台结构,方位轴和俯仰轴。在考虑晴天和阴天等复杂天气情况下,设计太阳运行轨迹跟踪方式和光传感器跟踪方式相结合的自适应智能跟踪方法,全自动地准确跟踪太阳的位置,跟踪精度小于0.4°,最大限度的接收太阳能,提高了太阳能光电转换的效率。     

光电位置传感器在高精度太阳自动对准中的应用

分析了目前太阳跟踪方式中存在的问题,为进一步提高太阳跟踪精度和利用率,设计了基于光电位置传感器的太阳追光系统;设计了跟踪装置,达到了跟踪的稳定性;跟踪策略上采用光电跟踪与视日跟踪相结合,实现了全天候自动跟踪。经试验表明:该方法简单,跟踪精度高,稳定性好。     

太阳能自动跟踪控制系统的设计

为了提高太阳能的利用率,设计一种太阳能自动跟踪控制系统,本系统采用双光电传感器精确定位太阳与太阳能利用装置相对位置,通过单片机智能控制,实现太阳能利用装置的全程太阳追踪;并设计合理的机械结构,通过硬件控制系统,来实现高精度的太阳跟踪.同时,在阴晴不定的天气状况下仍可以实现对太阳的跟踪.具有设计简单、抗干扰能力强、系统控制器稳定、数据传输可靠性高等特点.     

高精度高可靠性脱机追日系统研制

为实现高精度高可靠性的追踪太阳,提高对太阳能的利用率,设计了一套基于以C8051Fa020的控制系统;该系统以C8051Fa020为控制器,通过太阳能公式计算出太阳的水平角及高度角,由程序控制水平及高度电机的转动,实现对太阳位置的精确跟踪;同时利用安装在太阳能发电架构上的编码器作为反馈,实现追日系统的闭环控制,对追日系统的误差进行校正,改进跟踪系统的精度;通过对实地太阳能架构的实验,追日系统可以精确追踪太阳位置,系统性能稳定,成本低,实用性很强。     

高精度太阳位置检测系统的设计

针对目前太阳位置检测系统精度不高的情况,设计了一种基于CMOS图像传感器和ARM11微控制器的高精度太阳位置检测系统。该系统可以实时采集太阳图像、定时保存图像并对保存的图像进行图像处理、计算太阳光斑圆心偏离图像中心的偏差角,计算所得的数据可以显示在系统界面上。将系统所得太阳偏差角传送到太阳能板转台控制器中,转台控制器调整太阳能板位置使太阳能板正对太阳,从而提高太阳能利用率。实验结果表明,该系统测量精度高、误差小。     

Design and implementation of FPGA-based Taguchi-chaos-PSO sun tracking systems

The field-programmable gate array (FPGA) based intelligent sun tracking system proposed in this paper uses an NI 9642 controller to integrate the dual-axis sun tracking system with a Maximum Power Point Tracker (MPPT), so as to effectively increase the output power of solar panels. Furthermore, it is provided with multiple intelligent functions, so that the system can start up the sun tracking function automatically in the daytime, and automatically return to its initial position at night. It has a delay function to reduce the electric power consumed by the motor in rotation. Moreover, it can be switched to dual-axis or one-axis sun tracking freely as required by the user, and the solar panel inclination can be operated directly. The dual-axis sun tracking system uses the Particle Swarm Optimization (PSO) method to look for the parameters of the PI controller. The Taguchi Method and Logistic Map are proposed to enhance the steady state convergence of PSO in seeking the optimal solution. The MPPT uses Fuzzy Logic to adjust the step length of the incremental conductance method, so as to remedy the defects in the traditional fixed step method, and to make the solar panel output reach the maximum power point position rapidly and stably.     

太阳光入射角光电检测装置

为了提高太阳能光伏电池的光电转化效率,设计了一种能够自动跟踪太阳光照射角度的双轴自动跟踪系统.设计了4个分布式光敏电阻对比分析各点所受光照强度,设计了电压比较器实时反映太阳方位,设计了H桥电机驱动芯片,驱动两个直流电机按相应的方位角转动,实现实时跟踪.该太阳光入射角光电检测装置结构简单、成本低、灵敏度高,受外界环境影响较低,不仅可以作为演示实验装置,还可以扩展为实用的太阳能发电的自动跟踪系统.     

基于BP神经网络的闭环太阳能自动逐日系统

本文针对目前主流的光电追踪式太阳能难以检验是否达到最大正对面积的缺陷,设计一种在视日运动轨迹追踪基础上改进的太阳能自动逐日系统.该系统以89C52单片机作为控制核心,通过GPS模块接受地理信息,初始化电池板在该地区的倾斜角和方位角.当选择粗调节模式时,单片机通过设定的太阳运动轨迹算法,控制两个自由度上的步进电机的旋转;当选择人工精调节模式时,观测者通过观察电池板上的阴影长度,手动调节,同时单片机把调节信息通过RS232串口通讯传递到计算机,计算机利用数据库的样本数据,采用有导师学习的BP神经网络算法,在Matlab中计算并反馈之后时刻的电池板的旋转角度;当选择无人精调节模式时,系统定时自行从按照上述算法调整机械部分旋转.该系统特别适合大面积电池板的系统.该系统具有测试精度高的特点,达到了设计要求.     

基于单片机的太阳追踪系统的设计

针对固定式太阳能利用装置的光能利用率低,设计一种太阳追踪系统。此系统由单片机智能控制,采用光电传感器检测太阳照射下遮光器的阴影,从而精确定位太阳与太阳能利用装置相对位置,实现太阳能利用装置的全程太阳追踪,使太阳光能最大限度地得到利用。     

基于OMRON PLC的太阳能集热系统设计

本文详细介绍了基于OMRON PLC的太阳能集热器控制系统的设计方案,采用CJ1系列PLC作为核心控制器,采用复杂的数学公式计算出太阳角度,通过PLC和NC位置控制模块输出脉冲信号控制步进电机,并设计聚焦反馈系统形成闭环控制,使集热管始终处于焦点位置,极大的提高了太阳能系统的集热效率。控制系统充分利用PLC的功能块功能,使控制系统的开发周期短,维护方便。