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1、 123456毕 业 设 计 论 文 专业班级 456231 46513231111班学生姓名 123指导教师 456 密级：内部光伏自动跟踪模拟平台的设计与实现Design and implementation of automatic tracking photovoltaic simulation platform院部名称： 新能源学院专业班级： 风能与动力工程 111班学生姓名： 16346546学 号： 201166156指导教师： 7892015年6月光伏自动跟踪模拟平台的设计与实现摘 要 随着当前世界的能源短缺和环境恶化日益严重，人们对可再生能源与清洁能源的变得越来越重视，研究和
2、实践表明，太阳能取之不尽，用之不竭，每天照到地球上的太阳能是人类消耗的能源的60倍，同时分布广泛，可以再生，不污染环境，成为了人们心中理想的代替化石能源首选替代者，光伏发电是太阳能简单而直接的有效利用，在发电过程中，关于太阳能光伏发电转换效率和利用率怎样有效地提高的光伏发电技术成为现今热点研究课题，该课题具有非常重要的理论价值和研究意义。 虽然太阳能光伏发电技术的研究非常活跃，但是光伏发电的效率较低，一般只有16%18%，发电的成本又相对较高，这些因素都制约了光伏发电更广泛的应用，在没有特别的技术突破的前提下，只能提高光伏电池装置的能量转换率，光伏太阳能电池阵列需要跟随太阳运动而运动才能获得更
3、多的能量，太阳能光伏自动跟踪装置的工作原理就是实现光伏阵列跟随太阳能运动而运动。本文不仅简单地介绍了太阳能运行规律和跟踪原理，并对集中常用的跟踪方式进行对比，而且以光强检测跟踪和视日轨迹跟踪方式进行分析，提出本文选择的最大功率追踪与最大公功率跟踪的技术（MPPT)的不同之处，来实现模拟平台的运行，为实践过程中光伏发电的建设提供一些意见。 首先，该文对光伏发电和光伏自动跟踪技术的国内外现状、原理规律、发展前景进行了详细介绍，同时，实现跟踪装置的控制系统的设计方案，包括控制系统的软件设计和硬件电路设计与仿真，通过基于单片机PIC的软件编程制作研发的最大功率模拟实验平台装置进行分析。关键词：太阳能自
4、动跟踪,视日跟踪,最大功率跟踪点捕捉,实验分析AbstractWith the energy shortage and environmental degradation have become severer renewable energy and clean energy is becoming more and more the importance of research and practice show that solar energy inexhaustible, planet shine on the current world every day The solar en
5、ergy is 60 times the human consumption of energy, while widely distributed, can be regenerated, do not pollute the environment, has become the ideal peoples minds instead of the preferred alternative to fossil fuels, solar photovoltaic power generation is simple and straightforward and effective use
6、 in the power generation process on solar photovoltaic conversion efficiency and how to effectively improve the utilization of photovoltaic technology has become a hot research topic today, the subject has a very important theoretical value and significance.Although the study of solar photovoltaic t
7、echnology is very active, but the lower the efficiency of photovoltaic power generation, generally only 16% to 18%, the cost of electricity is relatively high, these factors have restricted the wider use of photovoltaic power generation, in no particular Under the premise of technological breakthrou
8、ghs, can only improve the energy conversion efficiency of photovoltaic cell device, photovoltaic solar arrays to follow the sun to movement needs to get more energy, solar PV works is to realize automatic tracking device to follow the solar photovoltaic array movement movement. This article briefly
9、describes not only the solar tracking operation rules and principles, and centralized tracking common way to compare, and to detect the light intensity and, as the day tracking way tracking analysis, the largest public power tracking technology (MPPT and CVT) Applications contrast, to achieve maximu
10、m power experimental platform design.First, this paper, the present situation of photovoltaic and solar automatic tracking technology, the principle law, the development prospects described in detail, while achieving control system tracking device design, including software design and hardware circu
11、it design and control system simulation and analyzed by means maximum power test platform software programming PIC microcontroller-based production development, including overcurrent protection and charge-discharge protection, and the latitude and longitude clock checking to determine the design of
12、the software, circuit implementation role.Keywords: solar automatic tracking, depending on the date tracking, maximum power point tracking, experimental analysis III目 录摘 要IAbstractII1.1光伏发电的背景1 1.1.1我国的太阳能资源分布11.2国内外太阳能自动跟踪技术的研究2 1.2.1国外太阳能自动跟踪技术研究2 1.2.2国内太阳能自动跟踪技术发展21.3太阳能自动跟踪的意义22 太阳能自动跟踪技术原理42.1
13、太阳运行天文规律4 2.1.1赤道坐标系4 2.1.2 地坐标系42.2太阳跟踪装置及工作原理5 2.2.1太阳跟踪装置分类5 2.2.2单轴、双轴太阳能跟踪装置52.3光电传感器跟踪、太阳能运行轨迹跟踪6 2.3.1光电传感器跟踪的原理6 2.3.2太阳运行轨迹的跟踪原理62.4太阳能光伏电池的光伏特性（最大功率点）分析72.5最大功率跟踪技术及对比73 太阳能自动跟踪模拟平台软件部分设计93.1 MPLAB语言介绍93.2 太阳自动跟踪模拟程序设计思路9 3.2.1 通讯程序设计10 3.2.2采样程序12 3.2.3整分钟定时程序133.3其他程序设计154控制系统硬件电路的设计184.
14、1控制系统硬件概述184.2 控制体统硬件电路设计总体方案204.3.各控制单元电路设计21 4.3.1控制系统电路模块（基于单片机设计）21 4.3.2各控制单元电路模块215实验分析285.1 充电及过充保护试验285.2过放保护及恢复实验295.3经纬定时及光控实验30 5.3.1多台联机组网储能设备实验306总结331致 谢34参考文献35V1 绪论1.1光伏发电的背景 自从石油在世界能源结构中担当主角之后，石油就成为左右经济和决定国家生死存亡、发展和衰退的关键因素，自1973年10月爆发石油战争，石油输出国通过对石油的控制来支持中东人民的战争，是西方国家意识到世界发生了能源危机（石油危机），认为现有的能源结构已经发生改变，必须向未来的能源结构过渡，尤其是工业发达国家，加强了对可再生能源技术发展的支持，在世界上兴起了开发利用太阳能的热潮，伴随着一次能源的消耗殆尽，太阳能越来越得到重视，其应用也日益广泛。太阳能在利用的历史已经有很长一段时间的历史，其应用形式也多样化，把空间应用的太阳能电池转向地面使用，加速了太阳能电池工艺的发展，其中包括航标灯电源、公路和铁路信号灯电源、微波通信电源、电视转差电源以及太阳能车船和飞机，应经成为发展低碳经济的主要手段
