自动跟踪太阳光伏发电设备控制器的设计
自动跟踪太阳光伏发电设备控制器的设计
能源是人类面临经济发展和环境维护平衡需要解决的最根本最重要的问题太阳
能是一种极为丰富的清洁能源，同时通常最普遍且最方便使用的是电能因而太阳能光伏发电是最有应用前景的太阳能利用方式
1 引言
目前，光伏发电的成本太高，世界各国正在积极改进电池制造工艺采用新技术以提高转换效率，降低光伏发电的成本全自动跟踪太阳发电设备从控制技术出发，采用新的光伏发电装置技术，与固定式相比发电能力提高35％，成本下降25％
全自动跟踪控制是控制器的核心任务本文设计的这套控制装置是以工控计算机
作为检测与控制的核心，利用其PCI总线插槽、插入采集卡和I／O卡，实现巡回检测多路模拟信号以及开关信号，可对检测信号进行采集、显示、查询、图形图像处理、打印输出，并且具有自校准、自诊断和自测试功能，同时可以根据测试的结果进行自动控制，形成智能化控制器
2 全自动跟踪控制器硬件设计
2.1 硬件结构的基本组成
全自动跟踪太阳光伏发电控制器主要由各种传感器、转换电路、A／D采集卡、工控计算机、I／O卡、执行元件等组成其硬件结构图如图1所示
各种传感器检测到的参数信号通过转换电路，转换成标准的1 V～5 V电信号，传输到模-数(A／D) 采集卡，将采集的各参数信号转换为计算机可以处理的数字量，然后计算机对这些经过离散并量化的数字信号进行监测与处理，并通过输入／输出卡(I／O)输出控制信号，以控制执行元件的接通或断开利用人机界面的系统监控软件设置系统运行方式，选择控制算法，显示实时和历史的数据与图表、分析、保存、报警、打印、发送命令控制系统运行等功能
2.2 传感器的选择和模拟输入电路设计
该装置可检测14路系统参数，分别是光伏阵列的输出电压／电流、跟踪光强、环境光强、蓄电池充电电流／电压、逆变器的输出交流电流、交流电压、环境温度、蓄电池温度、光伏阵列温度、太阳方位角、高度角和风速
电流检测是采用北京中新康达电子有限公司生产的电流传感器CHT50A-S实现的该电流互感器的主要传感器件是霍尔元件，采用磁平衡原理检测精度高，线性度好，
而且检测电路与被检测电路完全隔离但电流互感器实际上是电流一电流变换器，即将被测电流转换为0 mA～50 mA标准电流，并以电流源方式输出，为了获得可供A／D
采集卡采集的电压信号，还必须外加电压取样电路，将电流信号转变成电压信号
其检测电路原理如图2所示
电压检测是采用北京中新康达电子有限公司生产电压传感器HT500VI实现的该电压传感器利用霍尔元件，采用磁补偿原理，大功率电阻把电压输入变换为电压传感器的0 mA～10 mA标准输入电流，并以电流源方式输出，为了获得可供A／D采集卡采集的电压信号，还必须外加电压取样电路，将电流信号转变成电压信号检测电路原理如图2所示
环境温度检测是采用AD590温度传感器实现的，它具有较高的精度和重复性，相对于热敏电阻精度有所提高，且检测温度范围为：-55℃～+155℃检测电瓶温度和光伏阵列温度采用PT100铂电阻为了获得A/D采集卡采集的电压信号，还必须外加电压取样电路取样电路采用高阻抗同相放大器检测电路原理如图3所示
太阳光强和太阳能电池组件表面光强的检测非常重要，是系统太阳能电池组件性能
和聚光发电效率的一个重要参数在太阳光的照射下，由于太阳电池的输出短路电流与太阳辐照度成正比，故选取一块经标准光强标定好的光电池作为光强传感器，只要测出其输出短路电流和表面温度即可推算出当时其表面所受的辐射光强检测电路原理如图4所示
风速检测是采用长春气象仪研究所生产的FC-1型风速风向传感器风杯风速仪是用风杯旋转架作为感应元件，一个多齿转盘和光电断器用来将转子速度转换为与风速成正比的频率电信号，为了获得A／D采集卡采集的电压信号，还必须外加电压取样电路将电频率信号转变成电压信号把频率信号送入频率／电压转换器中，经过取样电
路，就可以得到与风速成正比的标准电压信号其检测电路原理如图5所示
太阳能电池阵列角度检测是采用北京天海科科技公司DWQ-360-BZ-V型角度传感器实现的，该传感器具有分辨率高、温度稳定性好等突出优点
2.3 自动跟踪太阳与蓄电池充放电控制
太阳位置的变化会引起照射在平面镜镜面光强的变化，要使平面镜接收到最大的光强，应使镜面与太阳光线照射垂直，因此必须使平面镜跟踪太阳太阳位置由高度角和方位角确定，可利用两个步进电机驱动平面镜作两轴运动，达到跟踪太阳的目的在高度角和方位角跟踪时分别利用两只2CU型光电二极管作为太阳位置的敏感元件4只光电二极管安装在同一个半球形的传感器壳内每对二极管被中间隔板隔开，对称地放在隔板两侧传感器俯视结构如图6(a)所示当镜面对准太阳时，太阳光平行于隔板，两只二极管的感光量相等，输出电压相同当太阳光略有偏移时，隔板的阴影落在其中一只二极管上，使两只二极管的感光量不等，输出电压也不相等根据输出电压确定步进电机的转向，控制相关的继电器动作，接通步进电机使其转动当转到太阳光重新平行于隔板时，两只二极管输出相同电压，继电器断开，电机停转光电二极管信号放大电路如图6(b)所示
蓄电池作为光伏发电系统的重要元件，延长其使用寿命是关键问题蓄电池在充电过程中过量充电或是在放电过程中过量放电都会对蓄电池的性能造成不良影响，所以采用计算机实时检测蓄电池的端电压，根据充放电要求，控制充放电电子开关的导通和截止，从而延长蓄电池的使用寿命确保系统的正常运行蓄电池放电即负载用电可以采用两点控制方式，当蓄电池电压下降到一定值时报警，提醒工作人员节约用电，减少负荷；当电压下降到更低的下限值时，系统切断负载，从而防止蓄电池过放电造成的损坏
为了提高系统运行的可靠性，还设有自动防风保护功能，当风力达到8级以上时，通过风速传感器检测到风速报警信号后，由计算机系统的继电器输出放翻控制动作，使太阳能电池组件和多平面镜阵快速收平，当风力降下来时，延迟10分钟，解除防风状态，恢复平面镜阵的跟踪过程
此系统还设有夜晚自动恢复原始排放状态功能，当系统采集的实时环境光强和实时时间都小于设定的最小经济发电光强和傍晚时间时，平面镜阵恢复到原始位置，等待第二天的运行
2.4 采集卡与I／O卡的选择
数据采集选用中泰研创科技有限公司生产的PC-6330模拟量输入采集卡，单端16路12位A／D转换输入和PS-003通用接线端子板配合使用完成现场数据采集与处理；开关量输出输入输出采用PC-6408光隔离开关量输入输出接口卡，DI为16路，DO也为16路，与PS-002继电器板配合使用完成现场信号输出控制
3 全自动跟踪控制器的软件设计
系统运行流程图如图7所示本软件设计采用Windows操作系统作为工作平台，以采集卡和I／O卡的驱动程序作为编程语言，主要包括主程序、采集数据子程序、监控子程序、跟踪子程序、蓄电池充放电子程序等此系统中数据采集量巨大，数据的处理要求高，随着时间的推移，数据的统计、保存、查询都会变的更加复杂因此，必须采用先进的数据库管理技术系统采用Visual Basic6.0软件平台
4 结束语
光伏发电系统输出电压为75 V，功率为3 kW只要对控制器的部分软硬件作适当
的改动，即可适用于更大或更小容量的光伏系统
该控制器是集光、机、电于一体的多功能智能控制器，系统经过长时间的实验模拟运行，具有精度高、操作方便、运行稳定等特点，提高了太阳能发电设备的利用率，大
幅度降低了太阳能发电的成本
太阳能发电工程项目
目次 1 总则 (1) 2 基本规定 (2) 3 光伏发电工程 (4) 3.1 一般规定 (4) 3.2 光伏阵列 (4) 3.3 电气系统 (5) 4 太阳能热发电工程 (7) 4.1 一般规定 (7) 4.2 聚光集热系统 (8) 4.3 储换热系统 (9) 4.4 发电岛系统 (10) 4.5 电气系统 (11) 附：起草说明 (12)
1 总则 1.0.1 为在太阳能发电工程项目规划、建设、验收、运行及拆除中保障人身健康和生命财产安全、国家安全、生态环境安全以及满足经济社会管理基本需要，依据有关法律、法规，制定本规范。 1.0.2 本规范是太阳能发电工程项目的规划、建设、验收、运行及拆除等过程技术和管理的基本要求。新建、扩建和改建的太阳能发电工程项目的规划、建设、验收、运行及拆除，必须遵守本规范。 1.0.3 太阳能发电工程项目的规划、建设、验收、运行及拆除，除应符合本规范要求外，尚应遵守国家有关法律法规和强制性标准的规定。 1.0.4 采用可靠的新技术、新工艺、新设备、新材料时，若技术措施与本规范的规定不一致时，必须采取合规性判定。
2 基本规定 2.0.1 太阳能发电工程项目应符合国家能源和区域的发展战略。 2.0.2 太阳能发电工程项目建设中的安全设施和环保设施应与主体工程同时设计、同时施工、同时投产和使ZB土建设计室用。 2.0.3 太阳能发电工程项目发现安全事故隐v加shejiyuan8患的，应制定应急预案并采取措施。 2.0.4 光伏发电工程项目应分为光伏电站、分布式光伏系统、户用光伏系统。光伏电站按总装机容量分为大、中、小型，大于500MW为大型、小于等于500MW 且大于等于50MW为中型，小于50MW为小型。分布式光伏系统的下限是户用系统的上限，分布式光伏系统的上限是6MW。户用光伏系统的用户侧单点并网容量应不超过50kW。分布式光伏系统的用户侧单点并网容量应大于50kW且不超过6MW。 2.0.5 太阳能热发电工程项目按总装机容量分为大、中、小型，大于等于400MW 为大型、小于400MW且大于等于50MW为中型，小于50MW为小型。 2.0.6 太阳能发电工程项目前期应对开发建设条件进行调查。 2.0.7 项目前期应对站址所在地的区域进行太阳能资源评估。用于太阳能热发电工程项目的太阳能资源评估的现场观测数据应为连续观测记录，且不少于一个完整年。 2.0.8 在地理信息与气象环境数据的采集、存储、传输及使用过程中应符合国家法律法规对保密及安全的有关要求。 2.0.9 太阳能发电工程的设计使用年限不应小于25年。 2.0.10 太阳能发电工程生产运行过程应防止、减少环境污染和生态破坏。2.0.11 生产运行工作人员应配备职业健康与安全防护设施。 2.0.12 电气设备的布置应满足带电设备与生产运行工作人员之间的安全防护距离要求，并应有必要的隔离防护、防止误操作和安全接地措施。 2.0.13 设置带油电气设备的建（构）筑物与贴邻或靠近该建（构）筑物的其他建（构）筑物之间必须设置防火墙。 2.0.14 35kV以上屋内配电装置必须安装在有不燃烧实体墙的间隔内，不燃烧实体墙的高度严禁低于配电装置中带油设备的高度。 总油量超过100kg的屋内油浸变压器必须设置单独的变压器室，并设置灭火设
太阳能光伏设计方案
前言 太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分，由于它集开发利用绿色可再生能源、改善生态环境、改善人民生活条件于一体，被认为是当今世界上最有发展前景的新能源技术，因而越来越受到人们的青睐。随着世界光伏市场需求持续高速增长、我国《可再生能源法》的颁布实施以及我国光伏企业在国际光伏市场上举足轻重的良好表现，我国光伏技术应用呈现了前所未有的快速增长的态势并表现出强大的生命力。它的广泛应用是保护生态环境、走经济社会可持续发展的必由之路。 太阳能发电的利用通常有两种方式，一种是将太阳能发电系统所发出的电力输送到电网中供给其他负载使用，而在需要用电的时候则从电网中获取电能，称谓并网发电方式。另一种是依靠蓄电池来进行能量存储的所谓独立发电方式，它主要用于因架设线路困难市电无法到达的场合，应用十分广泛。
1.项目概况 1.1项目背景及意义 本项目拟先设计一个独立系统，安装在客户工厂的屋顶上，用于演示光伏阵列采取跟踪模式和固定模式时发电的情况，待客户参考后再设计一套发电量更大的系统，向工厂提供生产生活用电。本系统建成后将为客户产品做出很好的宣传，系统会直观的显示采用跟踪系统后发电总量的提升情况。 1.2光伏发电系统的要求 因本系统仅是一个参考项目，所以这里就只设计一个2.88kWp的小型系统，平均每天发电5.5kWh,可供一个1kW的负载工作5.5小时。 2.系统方案 2.1现场资源和环境条件 江阴市位于北纬31°40’34”至31°57’36”，东经119°至120°34’30”。气候为亚热带北纬湿润季风区，冬季干冷多晴，夏季湿热雷雨。年降水量1041.6毫米，年平均气温15.2℃。具有气候温和、雨量充沛、四季分明等特点。其中4月-10月平均温度在10℃以上，最冷为1月份，平均温度2.5℃；最热月7月份，平均温度27.6℃。
自制太阳能发电机详细教程(图文)
自制太阳能发电机详细教程(图文) 一直中意绿色能源，但我这里没有没有风力资源，就只能考虑太阳能了，下决心买了8块200W的太阳能电池，14个100A电瓶，花大血本了。 淘宝上买了个太阳能充电器，是10A的那种，我只用里面的充电功能，还是脉冲的， 拆开，改装，把里面的管子换了，直接用了2907的管子，不用改线路，加了散热器，一下子就能冲60A也不成问题，
卖冲电器的不要骂我啊，因为那个60A的充电器实在是太贵了，一个充电器60元，加两个管子2907是40元，100元一个充电器搞定，这个是我觉得最便宜的投资了。 太阳好的时候我这个50A的电流表不够用，呵呵，太阳能电池很给力啊。 现在就是这个我花了一个月做的逆变器了。 驱动板用的是张工的成品版，自己做驱动板，怕不漂亮，PCB也做不好，用成品的放心。
#p#变压器#e#DC-DC的管子第一次用的是irf2907，一直功率上不去，不能拖空调，搞到最后管子全炸了，呵呵，一排八个，心疼啊，有了第一次的经验，第二次用了管产的管子，RU190N08Q(TO-247) 这个管子比2907好用多了，这变压器是第一次绕，绕的不好看，整个逆变器就在一块大散热器上做平台搭焊开工，没有办法，习惯了，没有耐心把东西做的很漂亮，
张工的驱动板在这里安家。呵呵。
这个就是传说中的大水塘吧，以前做功放用下来的，就用上了， 大电感，是一个5000KV的逆变器上拆下来的，买来八个，八个就有10多斤啊，真重，用了四个，多了四个，两个串联用的，一个电感量是1.4.我串联是2.8吧。不知道会不会太高，不是说越大越好吗，呵呵。
太阳能电池组件及方阵的设计方法案例图文说明
太阳能电池组件及方阵的设计方法案例图文说明 上面已经说过，太阳能电池组件的设计就是满足负载年平均每日用电量的需求。所以，设计和计算太阳能电池组件大小的基本方法就是用负载平均每天所需要的用电量（单位：安时或瓦时）为基本数据，以当地太阳能辐射资源参数如峰值日照时数、年辐射总量等数据为参照，并结合一些相关因素数据或系数综合计算而得出的。 在设计和计算太阳能电池组件或组件方阵时，一般有两种方法。一种方法是根据上述各种数据直接计算出太阳能电池组件或方阵的功率，根据计算结果选配或定制相应功率的电池组件，进而得到电池组件的外形尺寸和安装尺寸等。这种方法一般适用于中小型光伏发电系统的设计。另一种方法是先选定尺寸符合要求的电池组件，根据该组件峰值功率、峰值工作电流和日发电量等数据，结合上述数据进行设计计算，在计算中确定电池组件的串、并联数及总功率。这种方法适用于中大型光伏发电系统的设计。下面就以第二种方法为例介绍一个常用的太阳能电池组件的设计计算公式和方法，其他计算公式和方法将在下一节中分别介绍。 1．基本计算方注 计算太阳能电池组件的基本方法是用负载平均每天所消耗的电量(Ah)除以选定的电池组件在一天中的平均发电量(Ah)，就算出了整个系统需要并联的太阳能电池组件数。这些组件的并联输出电流就是系统负载所需要的电流。具体公式为： 负载用电10A,负载工作8小时。（220V ） ） 组件日平均发电量（）负载日平均用电量（电池组件并联数Ah Ah = 其中, 组件日平均发电量=组件峰值工作电流(A)×峰值日照时数(h)。 假设告知负载日耗电（KWh ），如何计算负载日平均用电量（Ah ）。 再将系统的工作电压除以太阳能电池组件的峰值工作电压，就可以算出太阳能电池组件的串联数量。这些电池组件串联后就可以产生系统负载所需要的工作电压或蓄电池组的充电电压。具体公式为： 组件峰值工作电压 系数）系统工作电压（电池组件串联数 1.43V ?= 系数1.43是太阳能电池组件峰值工作电压与系统工作电压的比值。例如，为工作电压12V 的系统供电或充电的太阳能电池组件的峰值电压是17～17.5V ；为工作电压24V 的系统
太阳能热水器的控制器的设计
太阳能热水器的通用控制器研制 武汉工程大学刘增华李伟 1、系统功能与指标 1.1功能特点 具有目前产品的一般功能： 1)设置上限水位：设置水位上限，可选择50% ~99%之间（我们选取80%），并且在使用中，不得自动上水。 2)设置水箱水温：设置电加热的温度上限，可选择0°C~80°C（我们选取60°C），自动加热。 3)水位指示：LED五段显示。 4)水温指示：LCD液晶数字显示。 5) 自动上水：为防止空晒，当水位低于10%时，系统强制上水；当水位低于30%时，提示报警，若没有使用，启动自动上水，若使用，则报警提示先上水，再使用。 6)辅助加热：当出现阴雨天气，水温达不到要求，启动辅助电加热，电加热温度上限设置为60°C。 同时还具有新加功能： 1)智能模式：检测淋浴水温，自动调节凉水的流量，自动调节，使水温保持在设定温度的2°C范围内，并保持有足够的流量。 1.2技术指标 1)设置上限水位：设置水位上限，可选择50% ~99%之间（我们选取80%），并且在使用中，不得自动上水。 2)设置水箱水温：设置电加热的温度上限，可选择60°C，自动加热。 3)水位指示：分段显示（5段显示）。 4)水温指示：数字显示（精度为1度）。 5)自动上水：为防止空晒，当水位低于30%时，提示报警，若没有使用，启动自动上水。若使用，则报警提示先上水，再使用。 6)智能模式：检测淋浴水温，自动调节热水、凉水的流量，自动调节，使水温保持在设定温度的2°C范围内，并保持有足够的流量。 2、系统结构设计 2.1系统的工作原理 太阳能热水器辅助控制系统结构如图1所示。在太阳能热水器的储水箱内增加一个电加器，采用220V市电加热，由辅助控制系统的继电器控制通断电，用来在温度达不到要求的时候进行辅助加热来保证热水温度。水位、水温探测器从保温储水箱顶部安装在水箱中，通过电缆线接入用户室内控制器。流量控制阀用通过步进电机来精确控制冷水即自来水的流量，来保证热水与冷水混合后的温度达到用户的要求。当水位不足报警时，通过电磁阀启动上水，上水的过程中，不允许淋浴，且放水电磁阀关闭。当需要淋浴时，放水电磁阀打开，通过自动控制冷水电磁阀的开度来保证冷水与热水混合后的温度与用户设定值基本一致（水温保持在设定温度的2°C范围内），淋浴过程中，系统禁止上水和辅助加热。当淋浴完后按下”淋浴完键”，系统停止放水并且电机要复位。系统的总体结构图如下。
基于51单片机的太阳能热水器智能控制器的设计毕业设计论文
毕业设计论文 基于51单片机的太阳能热水器智能控制器的设计
目录 摘要……………………………………………………………………..I Abstract…………………………………………………………………..II 第一章：绪论 1.1 太阳能热水器的发展概况及市场竞争分析 1.2 太阳能热水器的应用及意义 第二章：太阳能热水器的组成及工作原理 2.1 系统总体结构设计 2.2 太阳能热水器组成及原理 2.3 主要芯片的结构与特点 2.3.1 DS12887实时时钟芯片简介 2.3.2 80C51单片机结构特点 2.3.3 数字温度传感器DS18B20主要特性及测温原理 第三章：太阳能热水器硬件设计 3.1 太阳能控制器硬件结构 3.2 控制器实时时钟接口电路设计 3.3 水位检测和温度检测接口电路设计 3.4 看门狗和复位接口电路设计 3.5 键盘和显示接口电路设计 3.5.1 键盘电路 3.5.2 显示接口电路 3.6 光电隔离与辅助加热电路设计 第四章：控制器的软件设计 结束语 参考文献 致谢 附录 太阳能热水器智能控制器的设计
摘要 太阳能热水器以其诸多的优点受到人们的欢迎。本文结合实际太阳能热水器的具体应用，在介绍太阳能、传感器、单片机的特点基础上，详细描述了太阳能热水器的工作原理和设计方案。这里根据太阳能热水器对控制器的要求与特点，提出了一种基于DS12887的太阳能热水器智能控制器的设计方法，给出了系统硬件设计及软件实现方法。 全文分三大部分。第一部分包括第一章，描述太阳能的利用和前景发展状况。第二部分包括第二章，描述太阳能系统组成及工作原理。第三部分包括第三、四章硬件设计及电路原理和软件设计，分别介绍了传感器的特点及应用、一般的太阳能热水器及循环系统、单片机发展和原理，这也是此款太阳能热水器的理论基础和必要前提。 关键词：太阳能热水器;传感器; 模糊控制; 实时时钟;单片机 Design of intelligent controller for Solar Water Heater Abstract Solar Water Heater is popular with its pretty benefits, Based on author’s real experience on Solar Water Heater design, this article describes the working theory of this solar water hearer after introducing the characters of solar、sensor、Single Chip
太阳能跟踪器工作原理
太阳能跟踪器的工作原理 一工作原理 “太阳光寻迹传感器”安装在太阳能装置上，根据太阳光的位置，驱动电机，带动机械转动机构，始终跟随太阳位置运动。当太阳偏转一定角度时（一般5--10分钟左右），控制器发出指令，转动机构旋转几秒钟，到达正对太阳位置时时停止，等待下一个太阳偏转角度，一直这样间歇性运动；当阴天或晚上没有太阳出现时停止动作；只要出现太阳它就自动寻找并跟踪到位，全自动运行，无需人工干预，东西向、南北向二维控制，也可单方向控制，使用电源直流12伏，技术指标 1. 跟踪起控角度:1°--10°（不同应用类型） 2. 水平（太阳方位角）运行角度：Ⅰ型0°--360°，Ⅱ型-20°-- +200° 3. 垂直（太阳高度角）调整角度：10°--120°（太阳光与地面夹角） 4. 传动方式：丝杠、涡轮蜗杆、齿轮 5. 承载重量:10Kg-- 500Kg 6. 系统重量：2 Kg--500Kg 7. 电机功率：0.4W--15W 8. 电源电压 DC6V--24V 9. 运行环境温度： -40--85℃ 10.运行时间≥10万小时 11.室外全天候条件运行现有的太阳能自动跟踪控制器无外乎两种：一是使用一只光敏传感器与施密特触发器或单稳态触发器，构成光控施密特触发器或光控单稳态触发器来控制电机的停、转；二是使用两只光敏传感器与两只比较器分别构成两个光控比较器控制电机的正反转。由于一年四季、早晚和中午环境光和阳光的强弱变化范围都很大，所以上述两种控制器很难使大阳能接收装置四季全天候跟踪太阳。这里所介绍的控制电路也包括两个电压比较器，但设在其输人端的光敏传感器则分别由两只光敏电阻串联交叉组合而成。每一组两只光敏电阻中的一只为比
家用分布式光伏系统设计(并网型)
家用分布式光伏系统设计 摘要：太阳能是最普遍的自然资源，也是取之不尽的可再生能源。分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。 目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统，是建在建筑物屋顶的光伏发电项目，方便接入就近接入公共电网，与公共电网一起为附近的用户供电。从发电入网角度出发，根据家庭用电情况可以给出系统施工要求、设计方法以及光伏组件、逆变器的选择等。 关键词：太阳能分布式光伏发电系统 1.前言 太阳能是一种重要的，可再生的清洁能源，是取之不尽用之不竭、无污染、人类能够自由利用的能源。太阳每秒钟到达地面的能量高达50万千瓦，假如把地球表面0.1%的太阳能转换为电能，转变率5%，每年发电量可达5.6×1012kW·h，相当于目前世界上能耗的40倍。从长远来看，太阳能的利用前景最好，潜力最大。近30年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产和市场开拓方面都获得了长足发展，成为快速、稳定发展的新兴产业之一。 本文简单地阐述了家用分布式光伏发电系统设计方法和施工要求，仅供参考。 2.太阳能光伏发电应用现状 太阳能转换为电能的技术称为太阳能光伏发电技术（简称PV技术）。太阳能光伏发电不仅可以部分代替化石燃料发电，而且可以减少CO2和有害气体的排放，防止地球环境恶化，因此发展太阳能光伏产业已经成为全球各国解决能源与经济发展、环境保护之间矛盾的最佳途径之一。目前发达国家如美国、德国、日本的光伏发电应用领域从航天、国防、转向了民用，如德国的“百万屋顶计划”使许多家庭不仅利用太阳能光伏发电解决了自家供电，而且这些家庭还办成了一所所私人的“小型电站”，能够源源不断地为公用电网提供电能。 近几年，我国光伏行业发展也非常迅速。国家对光伏发电较为重视，国家和地方政府相继出台了一些列的补贴政策以促进光伏产业的发展，国家发改委实施“送电到乡”、“光明工
智能独立光伏电源控制器的设计
欢迎订阅欢迎撰稿欢迎发布产品广告信息 E I C Vo l .152008No.2 31 应的回调函数,完成了数据的接收、保存、运算,是本设计中的重点。编写时主要是灵活调用MAT LAB 所提供的有关函数。 4 总结 本设计中前端数据处理简单快捷,可靠性强,成本低,主要任务是完成数据实时的采集,并快速送往上位机。上位机程序基于MAT LAB 软件,充分利用了MAT LAB 的面向对象技术、强大的科学计算能力和灵活的人机界面。本设计中利用串口接收前端MCU 的数据并保存降低了系统成本、快速FFT 运算有效增加了软件处理的实时性且编程简便、强大的人机界面有效提供了所测电量的波形和频谱。□ 参考文献 [1]任子晖.煤矿电网谐波分析与治理.徐州:中国矿业大学出版 社,2003. [2]The Math Works .I nc,Hel p for U sing MAT LAB,Massachusetts of America,The Math Works .I nc ,2004.9. [3]徐俊文等.MAT LAB 环境下的G U I 编程[J ].内蒙古民族大学 学报(自然科学版),2006.21(6):640-641.[4]崔怡.MAT LAB 5.3实例详解.北京:航空工业出版社,2000. 作者简介:岳明道(1979-),男,中国矿大硕士研究生,研究方向为电网谐波分析与治理;任子晖(1962-),中国矿业大学信电学院电子科学与技术学科教授,博士生导师,江苏省电机工程学会理论电工专业委员会副主任委员,江苏省电子学会理事,研究方向为检测技术与自动化装置。 收稿日期:2007209212(7591) 文章编号:167121041(2008)022******* 智能独立光伏电源控制器的设计 张 昭,张国荣,苏建徽 (合肥工业大学电气与自动化工程学院,合肥230009) 摘要:本文针对偏远地区通讯或监控设备的独立光伏供电系统介绍了 一种智能太阳能电源控制器的设计方案。按照该方案所设计的太阳能电源控制器具有控制简单、功能强大、运行可靠、价格低廉等优点,长期的运行实践证明了它的可行性。关键词:太阳能;电源控制器;智能中图分类号:T M910.2 文献标识码:A D esi gn of i n telli gen t st and 2a lone PV power supply con troller ZHANG Zhao,ZHANG Guo 2rong,SU J i a n 2hu i (School of Electr i c Eng i n eer i n g and Automa ti on,Hefe i Un i versity of Technology,Hefe i 230009) Abs tra c t:Fo r the s ta nd 2a l o ne p ho t ovo lta i c pow e r sys tem i n the com 2m un i ca ti o n o r m on it o ri ng de vi ce s i n the rura l a rea s,the pap e r p re s 2e n ts a de s i gn schem e o f a n i n te lli ge nt so l a r pow e r supp l y con tr o ll e r .The so l a r pow e r supp l y con tr o ll e r ba se d o n this de s i gn schem e ,ha s the a dvan ta ge s of si m p l e co ntr o l,pow e rfu l func ti o n,re li abl e ope ra ti o n and l o w p ri ce.The l o ng -te r m ope ra ti o n ha s p r oved its fea si bility .Ke y wo rds:so l a r e ne rgy;pow e r supp l y con tr o ll e r;i nte lli ge n t 1 引言 目前我国移动通信运营商对基站的覆盖要求越来越高,从市区、乡村向一些高山海岛覆盖,这些站点往往无法接入市电,但是在这些地区中众多西部偏远地区太阳能资源开发潜力巨大,年平均辐射量都在每平方米5千瓦时以上,在西藏一些地区日辐射量甚至高达每平方米7千瓦时以上,年日照时数大于 2000小时[1] 。因此对于这些西部偏远地区的移动通信基站采用独立光伏供电系统进行供电具有很强的实用性和可行性。本文针对这些偏远地区通讯与监控设备的独立光伏供电系统,介绍了一种单片机控制的太阳能电源控制器的设计方案。按照该方案设计的太阳能电源控制器具有控制简单、功能强大、运行可靠、价格低廉等优点,长期的运行实践证明了它的可行性。 2 太阳能电源控制器的技术特点与要求 (1)该电源控制器主要应用于偏远地区通讯与监控设备 的独立光伏电站,这些电站往往地处偏远,站点分散,周围环境恶劣,不适宜工作人员长期职守,这就要求该控制器具备自动控制和远程通讯功能,使工作人员能够实现对它的远距离监控。 (2)由于环境恶劣、维护不便,该控制器自身必须具备完善的保护功能,较强的抗电磁干扰能力。 (3)针对移动通信基站的功率要求,该控制器主要适用于1～7k W 的中小型独立光伏供电系统。从成本与可靠性方面考虑,该控制器采用逐级充电切换方式对蓄电池进行多路充电控制。 (4)为保证移动通信基站工作的稳定性,该电源控制器还必须具有很高的可靠性。该电源控制器除具备自动控制方式外还得有备用控制方式,配备有备用电源。 3 太阳能电源控制器系统的原理和设计 3.1 系统主电路原理和设计 光伏阵列的输出V -I 特性曲线如图1所示。在一定的光照、电压和温度范围内光伏阵列输出特性近似为电流源,因此利用直接耦合情况下蓄电池组对光伏阵列输出电压的钳位作用可以保证光伏阵列工作在一定的电压范围内对蓄电池组进行充电。 图1 光伏阵列V -I 特性曲线 本文论述的太阳能电源控制器从成本与可靠性方面考虑 将光伏阵列分成8个支路,采用逐级切换方式对-48V 阀控式免维护铅酸蓄电池(VRLA )组进行多路充电,再由蓄电池组对负载进行供电。控制器主电路如图2所示。K 为电子开关控 仪器仪表用户 □科研设计成果□
太阳能自动跟踪系统方案
摘要 人类正面临着石油和煤炭等矿物燃料枯竭的严重威胁，太阳能作为一种新型能源具有储量无限、普遍存在、利用清洁、使用经济等优点，但是太阳能又存在着低密度、间歇性、空间分布不断变化的缺点，这就使目前的一系列太阳能设备对太阳能的利用率不高。太阳光线自动跟踪装置解决了太阳能利用率不高的问题。本文对太阳能跟踪系统进行了机械设计和自动跟踪系统控制部分设计。 第一，机械部分设计： 机械结构主要包括底座、主轴、齿轮和齿圈等。当太阳光线发生偏离时，控制部分发出控制信号驱动步进电机1带动小齿轮1转动，小齿轮带动大齿轮和主轴转动，实现水平方向跟踪；同时控制信号驱动步进电机2带动小齿轮2，小齿轮2带动齿圈和太阳能板实现垂直方向转动，通过步进电机1、步进电机2的共同工作实现对太阳的跟踪。 第二，控制部分设计： 主要包括传感器部分、信号转换电路、单片机系统和电机驱动电路等。系统采用光电检测追踪模式实现对太阳的跟踪。传感器采用光敏电阻，将两个完全相同的光敏电阻分别放置于一块电池板东西方向边沿处下方。当两个光敏电阻接收到的光强度不相同时，通过运放比较电路将信号送给单片机，驱动步进电机正反转，实现电池板对太阳的跟踪。 关键词太阳能；跟踪；光敏电阻；单片机；步进电机
Abstract Human being is seriously threatened by exhausting mineral fuel, such as coal and fossil oil. As a kind of new type of energy sources, solar energy has the advantages of unlimited reserves, existing everywhere,using clean and economical .But it also has disadvantages ,such as low density,intermission,change of space distributing and so on.These make that the current series of solar energy equipment for the utilization of solar energy is not high. In order to keep the energy exchange part to plumb up the solar beam,it must track the movement of solar.In this paper, the solar tracking system of the mechanical part and control system part are designed. First,the mechanical part is designed. Mechanical structure mainly includes the main spindle, stepping motors, gears and gear ring, and so on. When the sun's rayshas a deviation, small gear arerotated by stepper motor according to the control signal from MCU. And the large gear and main spindle is rotated by small gear in order to track to achieve the level direction.At the same time, another small gear is rotated by another stepper motor according to the control signal.And the large gear and the solar panels are rotated by the small gear in order to track to achieve the vertical direction. Solar is tracked by the two stepper motors together. Second, control system part is designed. Control system mainly includesthe sensors part, stepper motor, MCU system and the corresponding external circuit, and so on. Photoelectric detection systemisused to track solar. Sensors use photosensitive resistance. The two same photosensitive resistances were placed in east and west direction of the bottom edge .When the two photosensitive resistances receiveddifferent light at the same time, the signal from comparison circuit is sent to MCU in order to rotate stepping motors. Keywords Solar energyTrackingPhotosensitive resistance SCMSteppingmotor
光伏组件课程设计
课程设计报告 题目太阳能节能灯的设计与分析 系别物理与电子工程学院 年级 2011级专业光伏技术与产业 班级光伏111 学生姓名宋梦丹 学号050411139 指导教师薛春荣 设计时间2013-12
产品简介 【使用优点】 无需电线，按一下底部的开关，白天晒太阳，晚上自动亮光，环保，不用交电费！灯体造型美观大方，轻巧灵活多样，动感十足，太阳能充满电能亮8小时以上。 【安装及使用方法】 把灯罩向左旋开，拨动开关，把灯具插地，放置在阳光下 【技术参数】 ?品牌: MODAS ?型号: MD9548 ?颜色分类: 白色（MD9548W） ?灯具是否带光源: 带光源 ?光源类型: LED ?太阳能板：0.08W（2V 40MA） ?电源：600MAH 1.2V NI-MH ?光源：1*LED(15000MCD) ?产品尺寸：6.7*6.7*36.7CM ?一盒重量：260g 【工作原理】 通过顶部的太阳能板转换成电能，白天光通过太阳能板转换成电能储存在充电电池中，等到晚上天黑时，太阳能板不再对电池充电，灯就自动亮起来。 原理分析 太阳能光伏发电LED照明系统组成高效节能的太阳能光伏发电LED照明系统包括太阳能电池组、DC-DC变换器、最大功率跟踪控制、储存电能的蓄电池组和LED照明控制、LED光源等部分。 太阳能LED自动照明系统的基本原理，是在有光照的情况下，太阳能电池板把光能转变成电能对蓄电池充电，并将电能储存在蓄电池中。夜晚，蓄电池中的电能为半导体发光二极管LED充电发光起到照明的效果。系统采用全自动工作方式，无须人工介入，可以采用声、光或延时控制方式，做到“人在灯亮，人走灯灭”（指楼道、走廊等）或“天黑即亮，延时关灯”（指道路、庭院、景点等）或每日24小时“常明不灭”（指地下停车场、隧道等）。对连续阴雨天，系统可根据
太阳能自动跟踪装置设计报告
吉林铁道职业技术学院 电子制作职业技能大赛（论文） 题目太阳能自动跟踪装置设计
参赛人姓名王志会张卫国朱峰所在系电气工程系 指导教师陈冬鹤 完成时间2013年5月26日
吉林铁道电子制作职业技能大赛设计报告 题目：太阳能自动跟踪装置设计 主要内容、基本要求等： ◆主要内容：加强大学生动手操作能力，促进集体荣誉感。 ◆基本要求：1，利用单片机控制实现太阳能电池板随着太阳（光源）的位置变 化而调整自身相应的姿态，以达到太阳光能的最佳利用。 2，实现一定的姿态控制精度。 3，以低成本、低功耗完成设计并实现目标电路的组装。 ◆主要参考资料：电路基础、电工技术、电子手工焊接、单片机原理及应用、传感器原理与应用。 完成日期：2013年5月26日 指导教师：陈冬鹤 实验组组长：王志会 2013年 6 月 5 日
太阳能自动跟踪装置 研制目的 人类正面临着石油和煤炭等矿物燃料枯竭的严重威胁，太阳能作为一种新型能源具有储量无限、普遍存在、利用清洁、使用经济等优点，太阳能光伏发电是改善生态环境、提高人类生存质量的绿色能源之一，但由于传统太阳能板方向固定，受光时间有限。因此研制可随光移动的太阳能跟随系统。
一自动跟踪系统整体设计 1.1 系统总体结构 本系统包括光电转换器、步进电机、89C5系列单片机以及相应的外围电路等。太阳能电池板可以360度自由旋转。控制机构将分别对水平方向进行调整。单片机加电复位后，首先由TRCT5000构成的定位系统对整个系统进行预置定位，然后单片机将对两光敏电阻采样进来的两个电平进行比较，电平有高电平和低电平两种，若两电平相等则电池板停止转动，若不等单片机将对两电平进行比较判定，驱动步进电机让太阳能板与之相对应转动，实现电池板对太阳的跟踪。图1-1所示： 1.2 光电转换器
太阳能发电的输出
太阳能发电的输出 技 术 参 数 介 绍 质量方针：以人为本、质量第一 公司成立至今，坚持以领先的技术、优良的商品、完善的售后服务、微利提取的原则服务于社会。我公司为您提供的产品，关键设备采用高质量进口合格产品，一般设备及材料采用国内大型企业或合资企业的产品，各种产品企业都通过ISO9001国际质量体系认证。有一支精良的安防建设队伍，由专业技术人员为您设计，现场有专业技术人员带领施工，有良好职业道德施工人员。我公司用户拥有优质的设计施工质量和优质的售后服务保障。 客户哲学：全新理念、一流的技术、丰富的经验，开创数字新生活 专注——维护世界第一中小企业管理品牌、跟踪业界一流信息技术、传播经营管理理念是莱安永恒不变的追求，莱安坚持“全新的理念、一流的技术、丰富的经验、优质的服务”，专注于核心竞争力的建设是莱安取得今天成功的根本，也必将是莱安再创辉煌的基础！ 分享——“道不同，不相谋”，莱安在公司团队之间以及与股东、渠道伙伴、客户之间均倡导平等、共赢、和谐、协同的合作文化，在迎接外部挑战的过程中，我们共同期待发展和超越，共同分享激情与快乐！“合作的智慧”是决定莱安青春永葆的最终动力！ 客户服务：以高科技手段、专业化的服务为客户创造价值 分布于神州大地各行业中的800万中小企业是中国最具活力的经济力量，虽然没有强势的市场影响力和雄厚的资金储备，但无疑，个性张扬的他们最具上升的潜力，后WTO时代市场开放融合，残烈的竞争使他们的发展更加充满变数。基于以上认识，在智能化设备管理市场概念喧嚣的热潮中，独辟“实用主义”产品哲学，莱安将客户视为合作关系，我们提供最为实用的产品和服务，赢得良好的口碑。我们认为，用户企业运做效率的提升是莱安实现社会价值的唯一途径。 承蒙广大用户的厚爱，我公司得以健康发展。在跨入新的世纪后，公司将加快发展速度，充分发挥已有资源，更多地开展行业用户的服务工作，开创新的发展局面。 我公司全体员工愿与社会各界携手共创未来!我们秉承真诚合作精神向广大客户提供相关的系统解决方案，设备销售及技术支持，价格合理，欢迎来人来电咨询、洽谈业务！
光伏组件与阵列设计复习过程
光伏组件与阵列设计
1.1 引言 太阳电池是将太阳光直接转换为电能的最基本元件，一个单体太阳能电池的单片为一个PN结，工作电压约为0.5V，工作电流约为20－25mA/cm2, 一般不能单独作为电源使用。因而需根据使用要求将若干单体电池进行适当的连接并经过封装后，组成一个可以单独对外供电的最小单元即组件（太阳能电池板）。其功率一般为几瓦至几十瓦，具有一定的防腐、防风、防雹、防雨的能力，广泛应用于各个领域和系统。 当应用领域需要较高的电压和电流，而单个组件不能满足要求时，可把多个组件通过串连或并联进行连接，以获得所需要的电压和电流，从而使得用户获取电力。根据负荷需要，将若干组件按一定方式组装在固定的机械结构上，形成直流发电的单元，即为太阳能电池阵列，也称为光伏阵列或太阳能电池方阵。一个光伏阵列包含两个或两个以上的光伏组件，具体需要多少个组件及如何连接组件与所需电压（电流）及各个组件的参数有关。 太阳能电池片并、串联组成太阳能电池组件；太阳能电池组件并、串联构成太阳能电池阵列。 1.2 光伏组件 1.2.1组件概述 光伏组件（俗称太阳能电池板）是将性能一致或相近的光伏电池片（整片的两种规格125*125mm、156*156mm），或由激光机切割开的不同规格的太阳能电池，按一定的排列串、并联后封装而成。由于单片太阳能电池片的电流和电压都很小，把他们先串联获得高电压，再并联获得高电流后，通过一个二极管（防止电流回输）然后输出。电池串联的片数越多电压越高，面积越大或并联的片数越多则电流越大。如一个组件上串联太阳能电池片的数量是36片，这意味着这个太阳能组件大约能产生17伏的电压。 1.2.2电池的连接与失配 失配的影响:失配损失是由于电池或者组件的互联引起的，这些电池或者组件没有相同的特性或者经历了不同的条件。在PV组件和方阵中，在某种条件下失配问题是一个严重的问题，因为一个组件在最差情况的输出是由其中的具有最低输出的太阳电池决定。例如，当一个太阳电池被遮挡而组件中的其它的太阳电池并没有被遮挡时，一个处于“良好”状态的太阳电池产生的功率可以被低性能的太阳电池耗散，而不是提供给负载。这可以导致非常高的局部电力耗散，并且由此而产生的局部加热可以引起组件不可恢复的损伤。 太阳能电池在串、并联成电池组件时，由于每片太阳能电池电性能不可能绝对一致，这就使得串、并联后的输出总功率往往小于各个单体太阳能电池输出功率之和，称作太阳能电池的失配。在太阳能组件的制造以及组建安装为阵列的过程中，失配问题总会存在，并或多或少的影响太阳能电池的性能。这是
高精度太阳能跟踪控制器设计与实现_关继文
《自动化与仪器仪表》２０１０年第３期（总第１４９期） ２３ 高精度太阳能跟踪控制器设计与实现 关继文１，２，３，孔令成１，３，张志华１，３ （１中国科学院合肥智能机械研究所 安徽合肥，２３００３１）（２中国科学技术大学自动化系 安徽合肥，２３００２７） （３常州机械电子工程研究所 江苏常州，２１３１６４） 摘 要：针对目前采用传感器检测实现的太阳能跟踪控制器抗干扰性差，跟踪误差大的缺点，介绍了采用软 件算法和传感器检测控制结合的高精度太阳能跟踪控制器设计与实现的方法。软件算法是根据天体的运行规律来计算太阳的高度角和方位角，控制太阳能跟踪器的水平角和俯仰角的范围。传感器检测控制是由精密的四象限传感器检测电路来实现，在软件算法计算的水平角和俯仰角移动的范围内搜索，精确的跟踪太阳光信号的最强点，提高太阳光能的利用率。 关键词：太阳能跟踪器；四象限传感器；高度角；方位角；算法 Abstract: Due to the existing solar tracking controller having defect of poor anti-interference and large tracking error ,this paper introduces the method of design and implementation of the software algorithms and sensor measurement and control with high precision solar tracking controller . Software algorithms to run in accordance with the laws of celestial bodies to calculate the sun's elevation angle and azimuth control the range of the pitch and horizontal angle of the solar tracker .Sensor measurement and control is a sophisticated four-quadrant sensor detection circuit to achieve in the software algorithm discussed above ,accurate tracking of the sun the strongest signal,and greater utilization of solar energy. Key words: Solar tracker ; Four-quadrant sensor ; Altitude ; Azimuth ; Algorithm 中图分类号：TP273.5 文献标识码：B 文章编号：1001-9227(2010)03-0023-03 0 引 言 太阳能跟踪控制器是能够保持太阳能电池板随时正对太阳，使太阳能电池板能垂直照射的机械动力装置，能够显著提高太阳能光伏器件的发电利用率。由于地球的公转和自转，每一个固定地点在一年四季每天每时每刻，太阳的照射角度都有不同，要提高太阳能的利用率，必须保证太阳能电池板能够根据太阳位置的不同而转动。目前，通用的太阳能跟踪控制器是根据经度和纬度的不同，按照天体运行的规律来计算每时刻太阳所在高度角和方向角。天体运行的计算需要运用到大量的浮点、三角、反三角等复杂的运算，要保证计算的精度，普通的单片机需要耗费大量的时间，不能实时的计算。另外，由于蒙气差（大气折射）的存在，蒙气差随着大气密度、温度和压力等条件的变化而变化，不可能很精确的实现太阳跟踪。现在市场上也有采用硬件检测电路来实现的太阳能跟踪器，其采用光电池作为传感器，来实现太阳跟踪。这种跟踪器的精度要靠高精度的传感器，精密的实验电路来保证；并且抗干扰性差，容易跟错目标［１］。 由于现有的太阳能跟踪控制器存在这些缺点，本文设计了一种新型的高精度太阳能跟踪控制器。该控制器由软件算法、传感器检测控制来综合实现，可以精确的跟踪太阳，提高太阳光能的利用率；具有很高的抗干扰性，并且可以节约跟踪器的成本。 2 太阳能跟踪控制器概述 高精度太阳能跟踪控制器采用软件算法控制和传感器检测精确控制综合来实现。软件算法控制根据天体运行规律，实时计算出太阳的位置，使跟踪器定位到一定的范围。传感器检测控制在该范围内搜索检测太阳光的最强点，提高太阳能的利用率。软件算法控制可以提高系统的抗干扰能力。由于外界自然环境复杂多变，天空中飞起的树叶或生活垃圾，以及云层的运动都会对传感器检测造成干扰，使跟踪器产生很大的跟踪误差。所以采用这种高精度太阳能跟踪控制器可以提高跟踪的精度和抗干扰能力［２］。 太阳能跟踪控制系统框图如图１所示。软件算法控制主要通过读取当前时间，由ＤＳＰ根据相关的算法计算出太阳能电池板要旋转的水平角和俯仰角。传感器检测控制由四象限传感器、信号放大电路、绝对值电路、比较电路等组成。 图１ 控制系统框图 收稿日期：２００９－１２－１５ 作者简介：关继文（１９８４－），男，安徽宿州人，研究生，主要研究方向为检测技术与自动化装置，ＤＳＰ 及太阳能跟踪控制。