摘要：文章在陽光跟蹤系統(tǒng)的硬件設計的基礎上，提出了太陽能電池板跟蹤系統(tǒng)執(zhí)行機構電路、電壓智能檢測系統(tǒng)及電路設計，實驗表明，本系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對太陽能電池板的任意方向檢測并迅速跟蹤，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，可以用在陽光輸送機和光伏離散發(fā)電中，提高了太陽能電池板有效日工作時間和太陽能的利用率，降低了陽光跟蹤系統(tǒng)成本，有較好的推廣應用價值。

　　關鍵詞：太陽能電池板;自動跟蹤;光伏離散供電系統(tǒng);電壓智能檢測系統(tǒng);電路設計

　　太陽能論文范文：基于太陽能的汽車駐車空調系統(tǒng)設計

　　摘要：在夏季陽光直射下露天停放汽車內(nèi)，由于“孤島效應”，車內(nèi)氣溫持續(xù)升高，高溫易導致車輛自然，也使進入車內(nèi)駕駛者感到非常酷熱。針對上面的問題設計了一款基于太陽能電池供電的駐車空調系統(tǒng)，該系統(tǒng)智能控制蓄電池的充放電;根據(jù)車內(nèi)溫度控制風機的功率，通過實現(xiàn)車內(nèi)外空氣交換循環(huán)使車內(nèi)溫度始終保持適宜狀態(tài)，而且可以通過手機GSM遠程操控。經(jīng)過不斷地測試，該系統(tǒng)實現(xiàn)了預設功能，安裝簡單方便，解決了夏季開車的煩惱，也實現(xiàn)了節(jié)能減排的社會效益。

　　0引言

　　太陽能具有普遍性、永久性、清潔性、經(jīng)濟性等獨特優(yōu)勢，因而正在興起的“太陽經(jīng)濟”將成為未來全球能源的主流，在我國的經(jīng)濟文化建設中，太陽能也將起到越來越重要的作用，利用陽光跟蹤系統(tǒng)提高太陽能的利用率是目前主流研發(fā)對象，陽光跟蹤系統(tǒng)的電源來自太陽能電池板，利用陽光跟蹤系統(tǒng)的硬件設計[1]中的太陽能電池板跟蹤系統(tǒng)與陽光傳感器，組成的系統(tǒng)離網(wǎng)型光伏供電系統(tǒng)是目前經(jīng)濟的方案;但是目前對太陽能的應用由于成本和技術的原因，大多數(shù)還局限于專業(yè)要求及精度高標準的場合，想要達到大眾化民用的普及還有一定距離，許多技術人員也正在著力研究解決太陽能電池板跟蹤系統(tǒng)的高效、廉價、穩(wěn)定、大容量。

　　太陽能電池板在一天最有效的工作時間為8:30開始到下午16:00，從早上6:30到8:30，下午16:00到17:30基本是無功狀態(tài)，經(jīng)長期跟蹤研究發(fā)現(xiàn)，這期間其實是有功輸出的，由于電壓低，達不到工作電壓，太陽能電池板跟蹤系統(tǒng)的供電和儲存電的電瓶，達不到為電瓶充電、這樣一天3.5小時就浪費掉，導致太陽能電池板在光伏離散發(fā)電系統(tǒng)和供電的進一步廣泛應用受到限制。因此我們就要利用這3.5小時，設計太陽能電池板的電壓智能檢測切換系統(tǒng)，當太陽能電池板低于目標值，就開始切換至自動升壓系統(tǒng)，升壓要求輸入為5~13V輸出的使用電壓，比如24V;理論分析表明：太陽的跟蹤與非跟蹤，能量的接收率相差37.7%[2]。據(jù)筆者實驗，在太陽能電池板供電中，相同條件下，采用本文的太陽能電池板自動跟蹤供電設備要比固定供電設備的發(fā)電量提高43.75%，為了使該系統(tǒng)得到更可靠的示范和應用，使設計完整實用性更強，對太陽能電池板跟蹤系統(tǒng)執(zhí)行機構電路補充設計。

　　1光伏離網(wǎng)型光伏供電系統(tǒng)組成

　　電壓智能檢測電路與自動切換開關組成的電壓智能檢測切換系統(tǒng)，將光伏電池組件與蓄電池或電容儲存電能組件連接，蓄電池或電容儲存電能組件通過電源開關與電機連接，電機負責光伏電池組件和陽光傳感器跟蹤對準太陽組成離網(wǎng)型光伏供電系統(tǒng)，如圖2所示。光伏電池板為發(fā)電部件，光伏控制器對所發(fā)的電能進行調節(jié)和控制，一方面把調整后的能量送往直流負載或交流負載，另一方面把多余的能量送往蓄電池組儲存，當所發(fā)的電不能滿足負載需要時，控制器又把蓄電池的電能送往負載。蓄電池充滿電后，控制器要控制蓄電池不被過充。當蓄電池所儲存的電能放完時，控制器要控制蓄電池不被過放電，保護蓄電池。控制器的性能不好時，對蓄電池的使用壽命影響很大，并最終影響系統(tǒng)的可靠性。蓄電池的任務是貯能，以便在夜間或陰雨天保證負載用電。逆變器負責把直流電轉換為交流電，供交流負荷使用。

　　1.1太陽能電池板跟蹤執(zhí)行機構電路的設計

　　八個光敏電阻分別對應一路信號，通過信號處理電路與單片機P1口相連，如圖3所示。通過調節(jié)八路Rf的阻值，使其在相同光照的情況下得到相同的十進制數(shù)，即S的值。此時單片機進行判斷調節(jié)，然后控制電機平臺進行旋轉，進而實現(xiàn)對太陽位置的實時跟蹤。陽光傳感器將太陽光信息轉化成電壓信號，再由信號處理電路將其轉化為供單片機AD口轉化的0~5V電壓，通過AD轉化即可將陽光強度轉化成0~255的十進制數(shù)。

　　這八個十進制數(shù)則表示了光照強度。將單片機輸出的八個十進制數(shù)命名為S0到S7。經(jīng)過試驗，當S4，S5，S6，S7的和值大于等于220時，認為有適當強度的光照，并開始調節(jié);當進入內(nèi)部調節(jié)時，外部調節(jié)將不起作用。單片機將AD轉換后的值進行判斷、運算，產(chǎn)生輸出，控制相應電機正反轉，就可以調節(jié)云臺獲得陽光直射。聚光體和陽光傳感器都安裝在云臺上，調整云臺的角度就調整了聚光體和陽光傳感器的角度，即可實現(xiàn)反饋調節(jié)。此系統(tǒng)中，單片機通過L298驅動兩個直流電機。跟蹤裝置采用雙軸式，分別進行方位角和高度角的調節(jié)，由此達到準確跟蹤陽光的目的。

　　1.2電壓智能檢測系統(tǒng)

　　太陽能電池板由開關與檢測組件主導的切換機構，接通或關閉升壓電路，當太陽能電池板的電壓低于目標值，開始切換至自動升壓系統(tǒng)。在保證陽光跟蹤精度條件下，據(jù)此設計驅動電機每24s轉動一次(大約0.6s)，太陽能電池板對準太陽光的方向，網(wǎng)型光伏供電系統(tǒng)由太陽能電池板能跟蹤太陽供電，經(jīng)太陽能電池板的電壓智能檢測切換系統(tǒng)對蓄電池進行充放電管理，并給直流負載提供電能或通過逆變器給交流負載提供電能。廣泛應用于環(huán)境惡劣的高原、海島、偏遠山區(qū)及野外作業(yè)，也可作為通訊基站、廣告燈箱、路燈等供電電源。

　　1.3升壓電路設計

　　電壓從輸入端到C1和D1，(C1為濾波電容，D1為反向包保護)，電壓再到L1同時到IC的4-2腳，IC的1腳是負輸入(GND)，L1通過IC3腳高頻開關振蕩，再振蕩波形經(jīng)過C2到L2，振蕩升壓經(jīng)過D2整流再通過C3-C6儲能，這時已經(jīng)有壓，再把電壓TV1到IC的5腳做負反饋5腳，再通過R1接地，VT1和R1構成輸出穩(wěn)壓控制。LE1是電源指示，R2是限流電阻。

　　2系統(tǒng)實驗與運行電路實現(xiàn)

　　正常情況下系統(tǒng)的跟蹤情況，通過連續(xù)7天對太陽能電池板的跟蹤情況進行記錄，得到如表所示的記錄，實踐證明，電壓智能檢測切換系統(tǒng)能夠使太陽能電池板，為穩(wěn)定地電壓智能檢測切換系統(tǒng)對蓄電池進行充放電管理，在7天測試中，系統(tǒng)未出現(xiàn)死機、震蕩、跟蹤偏離等情況，取得了較好的跟蹤效果。通過電壓智能檢測切換系統(tǒng)調試，系統(tǒng)不僅可以自行判斷處理一些特殊情況，在正常情況下，也可以實現(xiàn)對太陽能電池板的全自動升壓切換跟蹤，實現(xiàn)了太陽能電池板跟蹤系統(tǒng)的電路設計之任務。

　　3結束語

　　太陽能電池板跟蹤系統(tǒng)的電路設計通過以STC12C5A60S2單片機為核心，簡單外圍電路與智能檢測自動切換升壓電路，性能穩(wěn)定可靠，跟蹤精度高，不僅能自動將現(xiàn)有太陽能電池板有效日工作時間提高3.5小時，自動識別天氣狀況，還有強風保護功能及異常情況處理功能。由于該太陽跟蹤器結構簡單，價格低廉，所以具有發(fā)展?jié)摿Γ�可廣泛應用于太陽灶、太陽能光伏(平板和聚光)發(fā)電系統(tǒng)、太陽能聚焦熱水器系統(tǒng)、太陽能制氫、太陽能集熱器等那些需要實時精確跟蹤太陽的應用領域。使其在太陽能領域中成為大眾需要的必須產(chǎn)品，以提高我國太陽能領域陽光自動跟蹤系統(tǒng)的智能設計的總體水平。