论文赏析2022年电子技术应用第4期刘伯明1,张庆海2,赵正旭21.石家庄铁道大学 信息科学与技术学院,河北 石家庄050043;2.青岛理工大学 机械与汽车工程学院,山东 青岛266525摘要:为提高太阳能板的光电转化率,采用自动跟踪和人工调节两种模式相结合的方式,设计了一种以STC12C5A60S2单片机为控制核心的光伏发电双轴逐日跟踪系统。
人工模式分为人工按键控制和无线远程控制模式;自动模式又分为光电跟踪和视日运行轨迹跟踪模式,两者通过阴晴检测电路判断阴天或者晴天。
阴天时,系统利用DS1302时钟芯片结合Super Pairwise Alignment算法,计算实时太阳高度角和方位角,并通过控制步进电机,实现视日运动轨迹跟踪。
晴天时,系统利用光电传感器采集的四个方向的光强差值,驱动步进电机,实现光电跟踪。
实验表明:系统在混合控制策略下,受天气影响小,跟踪精确高,提高了光电转化率。
关键词:双轴逐日跟踪系统,光电跟踪,视日运动轨迹跟踪,阴晴检测电路0 引言:为了获取足够的生存能源,人类对自然界和未知环境的能源探索从未间断过。
光伏发电作为一种新能源的利用方式,为解决日益严峻的能源紧缺问题提供了方向[1-2]。
目前光伏发电跟踪装置主要分为单轴跟踪与双轴跟踪装置两种[3-5]。
相较于单轴跟踪装置,双轴装置的跟踪精度较高,但由于传统的双轴跟踪装置的跟踪策略单一,造成跟踪精度不高、光电转化率低和装置应急性能不足等问题。
常见的光电跟踪策略受天气影响大;视日运动轨迹跟踪策略跟踪精度不高,存在阴天情况下耗能大、断电重启时钟时间重置等不足[6-8]。
因此,如何优化跟踪控制策略,提高跟踪精度,使太阳能板始终保持最佳吸收太阳能的倾角,增加光电转化效率成为当前的主要研究热点。
文献[9]通过对光传感器改进,提出了一种高精度的太阳跟踪控制装置。
文献[10]通过优化太阳辐射吸收的最佳倾角数学模型,设计出跟踪效果较高的单轴逐日系统。
文献[11]在Lab/CVI环境下开发了一种基于TCP传输协议的逐日系统,利用上下位机和TCP/IP协议交互数据,实现了光伏发电和远程监测的逐日系统。
文献[12]提出将EtherCAT总线应用到逐日系统控制中,实现了对逐日装置的群控。
文献[13-14]研究了光伏发电最大功率点跟踪算法,对光伏发电效率进一步提高。