基于MCU的双轴太阳能追日系统设计与实现
虽然太阳能利用技术开发历史已逾300年，但由于太阳光能量密度小，易受季节、地理位置、天气影响的特点，太阳能的转换效率仍然不足30%，如何提高太阳能的利用效率一直是困扰人们的一大难题。 本文以延长太阳能直射时间为视角，基于MCU控制技术设计了方位角-高度角双轴太阳能追日系统，采用了视日运动轨迹跟踪方法预先计算太阳的运动轨迹，通过自主设计的单片机控制器控制太阳能电池板实现精确跟踪。本文着重介绍了视日运动轨迹的计算、追日系统结构设计及控制系统设计三部分，基于Keil嵌入式开发环境完成太阳角度计算以及追日程序的编译。本文追日系统具有以下特点： 1.搭载GPS定位模块，可以实现经纬度地理位置信息和时间信息的自动获取，跟踪系统基于视日运动轨迹方法设计，不依赖于光电跟踪传感器，能够在复杂天气情况下精确计算太阳位置； 2.设计了高度角-方位角双轴跟踪方案，太阳能电池板可以实现水平轴、赤道轴两种形式的运动跟踪； 3.本文采用了轻量化设计，设计了风速传感模块，在大风环境下自动响应中断程序，保护太阳能追日系统免受大风破坏。 本文设计的太阳能追日系统可以实现对太阳运动轨迹跟踪，通过延长太阳光照直射时间提高太阳能电池阵列的光电转换效率。经过实验验证，与固定式发电系统相比，本文设计的追日系统的发电功率提高了43.8%，增幅明显。因此，太阳能跟踪技术是解决太阳能转换率低的一种重要可行的途径，太阳能跟踪技术的研究对于促进太阳能利用技术的发展具有重要意义。
追日系统;视日运动轨迹;双轴跟踪;MCU控制技术
河北科技师范学院
硕士
机械工程
马玉泉;姜向赟
2020
中文
TP273
2020-12-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）