基于单片机的阳光跟随系统设计开题报告

全文总字数：3330字

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着现代科技的发展和现代化建设的实施，我国越来越注重生态环保建设和经济可持续发展，而太阳能发电作为一种具有普遍，清洁，充足和持久等优点的可再生能源，其生产与利用受到了高度重视。 在过去10年中，我国的太阳能装机量增加了21倍，根据国家能源局提供的规模发展指标,到2020年底,太阳能发电装机容量有望达到1.6亿千瓦,年发电量达到1700亿千瓦时在1.6亿千瓦装机容量中,光伏发电总装机容量达到1.5亿千瓦,太阳能热发电总装机容量达到1000万千瓦。利用光伏组件进行太阳能发电在某些区域已成为电力供应的主要来源之一。

太阳能光伏发电系统主要是利用太阳能电池板等装置收集太阳光的辐射能量，然后通过光电转换，产生电能。根据不同的用电需求，产生的电能既可以直接接入用电设备为负载供电，也可以与备用的蓄电池组进行连接，通过蓄电池组将能量储存起来，供后续使用。目前，大多数的光伏发电系统都是选用了光伏组件固定不动的安装方式，始终面向一个方向的光伏组件在很大程度上降低了对于太阳能的收集效率，导致光电转换效率较低，对太阳能的利用不够充分。

而相比普通的固定式太阳能电池板，可跟随太阳光线调整电池板角度的跟随式系统则具有更高的光电转换效率。2006年acciona太阳能公司在西班牙建立了最大的太阳能发电站，有400个太阳跟踪托盘，14400个电池板。这些太阳跟踪托盘可以实现全年全天对日跟踪，与普通的固定太阳能电池板相比，这些设计可以提高35%的能源利用率。

2. 研究的基本内容与方案

研究目标：

本设计主要采用89c52系列单片机作为主控芯片，光敏电阻作为传感器，通过带有光伏器件的自动跟踪装置，实现对缓慢的可移动光源进行的自动跟踪，达到提高光伏发电的效率。

研究内容：

根据设计需求，系统拟采用以下设计方案，系统的结构框图如下所示。

系统由主控模块stc89c52、光敏电阻阵列、步进电机、太阳能支架等部件构成。系统通过光敏电阻阵列得到差模信号，并传输到主控模块，以产生数字信号来控制电机驱动模块，步进电机通过调节太阳能支架，使太阳能板与太阳光线垂直，此时光敏电阻阵列达到平衡输出“垂直信号”，将步进电机断电，从而达到太阳能板与太阳光线垂直的目的。

3. 研究计划与安排

（1）第1－4周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需理论基础。确定方案，完成开题报告。

（2）第5－6周：熟悉掌握基本理论，完成英文资料的翻译，熟悉相关工具软件的使用。

（3）第7－9周：完成硬件的开发

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 张知原, 张辉波, 赵桥等. 基于stc-89c52单片机的光伏组件双轴自动跟踪装置[j]. 太阳能, 2019, (4):54-57. gb/t 7714

[2]耿晓强, 唐向红, 刘国凯等. 基于光敏电阻阵列的太阳自动跟踪系统设计[j ]. 单片机与嵌入式系统应用, 2017, 第17卷(2):31-34. gb/t 7714

[3]兰江 . 我国太阳能光伏发电现状及发展前景分析 [j]. 中国高新技术企业 , 2016, (25)：93－94.