太阳能电池板自动跟踪系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

太阳能作为一种新能源，它与常规能源相比有三大优点:第一，它是人类可以利用的最丰富的能源;第二，地球上，无论何处都有太阳能，可以就地开发利用，不存在运输问题，尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值;第三，太阳能是一种洁净的能源。目前人类只利用太阳能有三大技术领域，即光热转换、光电转选题的换和光化转换，此外，还有储能技术。背景及人类对于再生性能源的需求在石化原料日渐耗尽的同时日受重意义视。太阳能利用是个源源不绝的绝佳能源替代方案，因为每天太阳投射到地球表面的能量大于地球所需的一万倍以上。太阳能电池自动跟踪系统的开发与研究，提高了太阳能电池板的发电效率，达到了低成本、高精度、使用灵活的要求，为大规模使用太阳能发电，合理利用能源进行了有益的探索。太阳能作为一种清洁无污染的能源，发展前景非常广阔，太阳能发电已成为全球发展速度最快的技术。然而它也存在着间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题，这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求。目前很多太阳能电池板阵列基本上都是固定的，没有充分利用太阳能资源，发电效率低下。据实验，在太阳能光发电中，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%因此在太阳能利用中，进行跟踪是十分必要的!但是太阳能的研究内容拟解利用受地形、地势、位置、云雨等自然条件的影响很大，由于太阳能决的主电池的成本相对较高而转化成电能的效率又太低，得不到普及利用。要问题自动跟踪太阳智能型太阳能系统设计是为了解决太阳能转换效率低的问题，为了更大程度的利用太阳能。阳光照射的角度不固定，要想达到最大的集热效果，太阳能集热板应和太阳光线保持垂直。本设计要求设计一种自动跟踪太阳的机械和控制系统，使太阳能集热板能随太阳光线的移动而转动，保持集热板与太阳光线基本垂直。此系统能使太阳能电池板始终对着太阳，保持最大的发电效率。

2. 研究内容和预期目标

(1) 自动对光跟踪原理;

(2) 检测、控制系统的设计；

(3) 现场检测和控制设备的选型；

3. 研究的方法与步骤

利用直线垂直平面的判定定理，直线垂直于平面内任意两条相交直线,则直线垂直于平面。在太阳能电池板周围安置两对光敏电阻，一对朝东西一对朝南北，并与太阳能电池板平板呈45°。太阳能电池板底板跟一个支撑轴和两根带圆头齿条相接，用plc读取四个光敏电阻的电路中电流的大小并相互比较，然后驱动两个电机正转或反转带动齿条上下运动使电池板在东西和南北方向上进行角度的调整，从而使相对的两个光敏电阻电路中的电流值相等，此时可以认为太阳光垂直于两对电阻所在的直线上，即垂直于太阳能电池板。

先构思出太阳能电池板自动追踪系统的整体结构，确定大致的尺寸大小材料等，再选定所用的一些器件如光敏电阻、plc、电动机的型号，最后进行编程、组装，完成整个系统。在条件允许的情况下尽量能做出实物。

4. 参考文献

【1】 刘艳梅，陈震，李一波，席剑辉.三菱plc基础与系统设计.北京:机械工程出版社，2012

【2】 吕勇军，鞠振河. 太阳能应用监测与控制技术.北京：人民邮电出版社， 2013

【3】 孙建忠，刘凤春.电机与拖动. 北京:机械工程出版社，2012

5. 计划与进度安排

1．2022-12-20～2022-1-20查阅资料，翻译外文资料和撰写开题报告；

2．2022-1-21～2022-2-20资料整理；

3．2022-2-21～2022-3-15查阅相关资料，完成初步总体设计；