《基于单片机的太阳能寻光充电系统的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的太阳能寻光充电系统的设计（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1淮南师范学院2011届本科毕业论文 *大学毕业论文题 目： 基于单片机的太阳能寻光充电 系统的设计 学生姓名： * 学生学号： * 系 别： 电气信息工程系 专 业： 电子信息工程 届 别： 2011 指导教师： * 23淮南师范学院2011届本科毕业论文目 录摘要（1）前言（2）1 发展现状及应用领域（2）1.1 国内外现状（2）1.2 应用领域（3）2 自动对光技术研究实例（4）2.1 太阳能设备自动跟踪器（4）2.2 太阳能自动跟踪系统（5）2.3 太阳灶自动对光系统（5）2.4 太阳能集热器追光系统（5）3 系统方案设计（6）3.1 总体方案设计（6）3.2 模块方案设计（6）4 系
2、统程序流程图（7）4.1 整体程序流程图（7）4.2太阳能电池板追光引导程序流程图（7）5 系统的硬件设计（8）5.1 电路设计软件介绍（8）5.2 硬件电路设计与分析（10）6 系统的软件设计（14）6.1 程序设计软件概述（14）6.2 主要程序段概述（16）7 测试数据与实物展示（18）7.1 测试数据记录与分析（18）7.2 实物展示（19）结论（21）致谢（21）参考文献（21）附录（22）基于单片机的太阳能寻光充电系统的设计摘 要：本系统的设计基于单片机对于太阳能电池板的寻光充电的应用。将太阳能电池板固定在舵机的转臂上，光电三极管3DU5C制作成180竖直平面等角度分布，模拟太阳的
3、东升西落规律，对不同角度的光强进行采集。采用ATmega16单片机作为整套设计系统的主控核心，对光电三极管采集到的光强信息进行分析处理，从而控制舵机转动，使太阳能电池板始终对准光强最大的方向，保证了太阳能电池板最大效率的采集吸收电能；太阳能电池板采集的光能将对蓄电池充电，完成了将光能转换成电能的蓄电过程。关键词：单片机；太阳能电池板；光电三极管；舵机；寻光；充电Microcontroller Based Solar Charging System Designed to Find LightAbstract: The system design is based on SCMs searchi
4、ng for solar panels charge the application of light. Solar panels will be fixed in the steering gear of the transfer arm, optical transistor 3DU5C made into the angle of 180 vertical plane distribution, simulate the suns ascent of the West off the law of the different angles of light intensity is co
5、llected. Microcontroller using ATmega16 design system as a master set of core collected on the phototransistor to analyze the intensity of information processing, to control the steering rotation, so that solar panels always align the direction of maximum intensity, to ensure maximum solar panels Th
6、e collection efficiency of absorption of energy; collection of solar panels will charge the battery light, completed the conversion of light energy into electrical energy power storage process.Key words: SCM; solar panels; phototransistor; servo motor; search light; charge前言现今社会，在世界范围内，能源主要是石油，但是其供求
7、严重失衡，价格暴涨，影响和波及世界各地的经济发展，给世界经济发展带来极大风险的情况，并且石油能源对环境的污染十分严重。在这样的恶劣环境下，我们必须考虑开发其它新型无污染的能源，太阳能就是一种非常符合世界可持续发展的新型能源，它的存储丰富，无污染，但是由于社会科学技术的限制，对太阳能的开发利用效率和范围都不理想，让无穷无尽的太阳能随着时间流逝。为了更高效的开发利用太阳能，本设计系统遵循太阳东起西落的规律，太阳能正射时候的光强最大，意味着此时光能量越大，系统中用于采集吸收太阳能的太阳能电池板将随着太阳在时刻移动，使得太阳能电池板能够始终对准太阳的方向，这样在白天有阳光的情况下，太阳能电池板吸收的光
8、能就最大化。如若此设计系统能够广泛应用，那么地球上的太阳能将会最大效率的利用，太阳能资源是非常丰富的，能够高效的利用太阳能，不仅解决了能源危机，有保护了环境。本设计系统给出一种自动追踪太阳光的系统，旨在提供一项低成本高效益的光能利用新技术。追踪阳光能有效提高太阳能的利用效率，有关资料显示可提高电池板效率1.61.7倍，可实现用更小的电池板面积产生更多的电能，能达到资源的最大化利用，但是基于目前阳光追踪系统多是利用GPS等高科技手段实现，成本较高，大面积推广困难。本项目提供了一种以低成本实现较精确追踪的方案，单片机实现智能控制，外围电路大大减少，提高了系统的可靠性，精确性。使太阳能发电系统大幅度
9、整体降低成本成为可能，因此是有一定实际意义和科研价值的。如若此设计系统能够广泛应用，那么地球上的太阳能将会最大效率的利用，太阳能资源是非常丰富的，能够高效的利用太阳能，不仅解决了能源危机，有保护了环境。1 发展现状及应用领域1.1 国内外现状在我国，太阳能的利用也一直是最热门的话题，经过多年的发展，国内在集热器（含太阳能热水器）已成为太阳能应用最为广泛、产业化最迅速的产业之一。1998年销售总额达到了35亿元，其产量位居世界榜首。我国的太阳能产业已开始运作。中国科学院宣布启动西部行动计划，将在两年内投入2.5亿元人民币开展研究，建立若干个太阳能发电、太阳能供热、太阳能空调等示范工程。国家可再生
10、能源法的实施，将大大促进光伏电系统在边远地区的推广和城市并网发电，以及超大规模沙漠电站的应用。1在中国经济快速发展的今天，能源紧缺的矛盾越来越突出。能源紧缺成为经济发展的瓶颈制约着中国经济的快速发展。煤荒、电荒、油荒波及中国，给中国带来了巨大的压力和挑战，建设节约型社会成为中国政府的强烈要求，开发新能源成为全社会关注的热点。太阳能作为一种清洁，无污染的能源在当今社会有十分重要的意义有广阔的发展前景，其中我国在大规模发展太阳能光伏发电上具有相对优势但同时还存在着一定障碍。我国有着丰富的太阳能资源，大部分地区位于北纬45以南，全国2/3的国土面积年日照小时在2200小时以上，每平方米太阳能年辐射总
11、量为33508400兆焦，平均值是5860兆焦（相当于199kg标准煤），全年陆地表面每年接收到的太阳辐射能约为51022焦，相当于2.4万亿吨标准煤。从全国太阳年辐射总量的分布来看，西部和北部的西藏、青海、新疆、宁夏、甘肃、内蒙等地的总辐射量和日照时数均为全国最高，属世界太阳能资源丰富地区之一；四川盆地、两湖地区秦巴山地是太阳能资源低值区；我国东部、南部及东北为资源中等区。2008年，全球太阳能电池导入量达到了5.5GW以上，其中80%以上的新增导入量位于欧洲。代表性的国家就是德国和西班牙，这两国2008年新增太阳能电池导入量分别达到2511MW、1500MW，占欧洲总量的84%。意大利在2
12、010年成为全球第二大光伏市场。市场调研公司iSuppli最新预测显示，到2013年，捷克的太阳能系统装机容量可能达到500MW，而2008年时只有50MW，其间的复合年增长率达66.5%。从营业收入角度来看，2013年，该国光伏产业将从2008年时的3亿美元增长到17亿美元。而保加利亚到2013年的太阳能装机容量也将达到600MW，而2008年是1MW，复合年增长率高达89%。另外，到2013年，希腊安装的光伏系统将达到1.2GW，而2008年只有40MW，其间的复合年增长率为88.5%。世界能源危机逐渐恶化。随着人口的日益增多，导致了能源分配不足；并且各地区能源分布不均，像石油等能源大国在
13、控制世界局势，导致物价上涨、经济危机。由于石油、煤炭等目前大量使用的传统化石能源枯竭，同时新的能源生产供应体系又未能建立，造成了交通运输、金融业、工商业等方面一系列问题。专家估计，到本世纪中叶，也即2050年左右，石油资源将会开采殆尽，如若此时新能源生产供应体系还未能建立，地球将会面临更大灾难。所以说，开发新能源迫在眉睫。众所周知，地球所有的能量都源自太阳能，能够高效普遍利用太阳能才是可持续发展的正确途径。1.2 应用领域太阳能作为一种新型无污染的能源，本身的应用就十分广泛。此系统是利用太阳能电池板将太阳能转换为电能，其应用领域更加广阔。生活、生产都离不开电，我们有各种各样的发电站，包括最新发
14、展起来的太阳能光伏发电站，此系统可以应用与光伏发电，产生更多的电能，从而降低了不同地区、不同季节的用电荒。另外这套寻光充电系统还可以直接应用于各个领域： 家庭用户领域：小型电源10-100W，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等。3-5KW家庭屋顶并网发电系统。光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉。交通领域：如航标灯、路灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。通讯/通信领域：太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等
15、。石油、海洋、气象领域：石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。家庭灯具电源领域：如路灯、庭院灯、野营灯、登山灯、手提灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。太阳能建筑领域：将太阳能发电与建筑材料相结合，使得未来的大型建筑实现电力自给，是未来的一大发展方向。其他领域：与汽车配套：太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等。太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统。海水淡化设备供电。卫星、航天器、空间太阳能电站等。光电池玩具领域。22 自动对光技术研究实例目前全球在能源危机的大环境下，对太阳能的开发和利用越来越多，以下列举了几种太阳能板自动寻光追光设计系
