基于PLC的光伏发电最大功率跟踪系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

1、1、课题研究的背景

随着科学技术的发展，人们思想观念的转变，绿色再生能源得到了广泛的应用，太阳能更是因其发电清洁环保、无噪声、取之不竭、用之不尽等得天独厚的优势而得到青睐，光伏发电也越来越多地受到世界各国的重视。但太阳能利用效率低，这一问题一直影响和阻碍着太阳能技术的普及。如何提高太阳能的转化和利用率，始终是人们关心的话题，光伏自动跟踪系统的设计为解决这一问题提供了途径。

太阳能以其不竭性和环保优势已成为当今国内外最具发展前景的新能源之一，光伏发电技术在国内外也得到深入研究和推广并已进入推广应用阶段。但太阳能存在着密度低、间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题，这对太阳能的收集和利用装置提出了更高的要求。目前很多太阳能电池板阵列基本上都是固定的，不能充分利用太阳能资源，发电效率低下。如果能始终保持太阳能电池板和光照的垂直，使其最大化地接收太阳能，则能充分利用丰富的太阳能资源。根据实验，在太阳能发电中，相同条件下，采用自动跟踪发电设备要比固定发电设备的发电量提高35%左右。因此，设计开发能自动追踪太阳光照的控制系统，是非常有价值的研究课题。

2. 研究内容和预期目标

本课题研究内容：

1）1）分析当今太阳能开发利用的发展现状,结合各种太阳能跟踪技术的优缺点,以提高跟踪效率为原则,设计出一个合理的光伏自动跟踪系统的总体方案；

22）2）对光伏自动跟踪系统的原理进行分析,并分析传感器工作原理，选择范围、精度较优的传感器；设计总体控制方案。

3. 研究的方法与步骤

本文拟采用传感器跟踪和程控跟踪校正跟踪两级互补的跟踪方法，利用光敏电阻在光照时阻值发生变化的原理，根据阻值的变化幅度驱动电动机转动。首先，分析不同传感器的感应范围与精度，设计出合理传感器布置方案，然后在此基础上完成整个控制系统和步进电机的硬件设计，之后在硬件设计基础上完成软件设计和程序控制功能的软件设计，最后，针对自动跟踪系统的监控需求，完成上位机软件系统设计。另外，基于MPPT技术的最大功率跟踪方法将使跟踪系统实现功率最大化。

4. 参考文献

[1]张宝星.太阳能利用的跟踪与聚集系统研究[d].合肥工业大学，2006.[2]王微.我国开发太阳能资源综述[j].中国管理科学，1997,5（2）：43-49.[3]赵富鑫，魏彦章.太阳电池及其应用[m]，国防工业出版社，1985.[4]格林.太阳电池[m]，北京：电子工业出版社，1987.[5]顾树华，刘洪鹏.2000-2015年新能源与可再生能源产业发展规划[m]，北京：中国经济出版社，2001.[6]方荣生等.太阳能应用技术[m]，北京：中国农业机械出版社，1985.[7]徐安等.单片机原理与应用[m]，北京：北京希望电子出版社，2003.[8]余世杰等，光伏水泵系统中cvt及mppt的控制比较[j].太阳能学报，1998,（19）：94-98.[9]王东翔等，tdb-100硅太阳能电池仿真及p-v特性研究[j].太阳能学报，1994,（3）：268-273.

[10]任松林.主动式太阳跟踪及驱动系统研究与设计[d]. 重庆大学, 2008年5月.

[11]刘邦银，段善旭，刘飞，等.基于改进扰动观察法的光伏阵列最大功率点跟踪[j].电工技术学报，2009.

5. 计划与进度安排

1）2022年2月25日-2022年3月24日：收集资料，知识准备并完成开题报告；

2）2022年3月25日-2022年4月08日：系统方案设计及可行性研究；

3）2022年4月09日-2022年4月21日：系统硬件设计及绘图；