太陽能自動跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計

1、太陽能自動跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計1引言開發(fā)新能源和可再生資源是全世界面臨的共同課題，在新能源中，太陽能發(fā)電已成為全球發(fā)展最快的技術(shù)。太陽能作為一種清潔無污染的能源，開發(fā)前景十分廣闊。然而由于太陽存在著間隙性，光照強(qiáng)度隨著時間不斷變化等問題，這對太陽能的收集和利用裝置提出了更高的要求(見圖1)。目前很多太陽能電池板陣列基本都是固定的，不能充分利用太陽能資源，發(fā)電效率低下。據(jù)測試，在太陽能電池板陣列中，相同條件下采用自動跟蹤系統(tǒng)發(fā)電設(shè)備要比固定發(fā)電

2、設(shè)備的發(fā)電量提高35%左右。所謂太陽能跟蹤系統(tǒng)是能讓太陽能電池板隨時正對太陽，讓太陽光的光線隨時垂直照射太陽能電池板的動力裝置，能顯著提高太陽能光伏組件的發(fā)電效率。目前市場上所使用的跟蹤系統(tǒng)按照驅(qū)動裝置分為單軸太陽能自動跟蹤系統(tǒng)和雙軸太陽能自動跟蹤系統(tǒng)。所謂單軸是指僅可以水平方向跟蹤太陽，在高度上根據(jù)地理和季節(jié)的變化人為的進(jìn)行調(diào)節(jié)固定，這樣不僅增加了工作量，而且跟蹤精度也不夠高。雙軸跟蹤可以在水平方位和高度兩個方向跟蹤太陽軌跡，顯然雙軸

3、跟蹤優(yōu)于單軸跟蹤。圖1太陽能的收集裝置現(xiàn)場從控制手段上系統(tǒng)可分為傳感器跟蹤和視日運(yùn)動軌跡跟蹤(程序跟蹤)。傳感器跟蹤是利用光電傳感器檢測太陽光線是否偏離電池板法線，當(dāng)太陽光線偏離電池板法線時，傳感器發(fā)出偏差信號，經(jīng)放大運(yùn)算后控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使跟蹤裝置從新對準(zhǔn)太陽。這種跟蹤裝置，靈敏度高，但是遇到長時間烏云遮日則會影響運(yùn)行。視日運(yùn)動軌跡跟蹤，是根據(jù)太陽的實際運(yùn)行軌跡，按照預(yù)定的程序調(diào)整跟蹤裝置。這種跟蹤方式能夠全天候?qū)崟r跟蹤，其精度不是很高

4、，但是符合運(yùn)行情況，應(yīng)用較廣泛。從主控單元類型上可以分為PLC控制和單片機(jī)控制。單片機(jī)控制程序在出廠時由專業(yè)人員編寫開發(fā)，一般設(shè)備廠家不易再次進(jìn)行開發(fā)和參數(shù)設(shè)定。而學(xué)習(xí)使用PLC比較容易，通過PLC廠家技術(shù)人員的培訓(xùn)，設(shè)備使用廠家的技術(shù)人員可以很方便的學(xué)會簡單的調(diào)試和編寫，并且PLC能夠提供多種通訊接口，通訊組網(wǎng)也比較方便簡單。圖3系統(tǒng)控制元件選型附表系統(tǒng)信號表本文所設(shè)計跟蹤調(diào)整裝置其結(jié)構(gòu)如圖4所示。它主要由底座、立軸、橫軸、兩臺旋轉(zhuǎn)電