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房车太阳能电池板折叠机构自动追光系统设计与研究

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房车太阳能电池板折叠机构自动追光系统设计与研究

作者：赵轩西安理工大学

学位级别：硕士

太阳能是一种清洁、可再生的新能源,通过光电转换将太阳能转化成电能,为房车生活区电器设备供电,解决了直接供电方式使用受限、不环保和不方便携带的问题,但太阳能房车存在太阳能电池板安装面积小、光电转换效率低和易于损坏的弊端。为... 详细信息

太阳能是一种清洁、可再生的新能源,通过光电转换将太阳能转化成电能,为房车生活区电器设备供电,解决了直接供电方式使用受限、不环保和不方便携带的问题,但太阳能房车存在太阳能电池板安装面积小、光电转换效率低和易于损坏的弊端。为此,本文针对上述问题,设计了一种房车太阳能电池板折叠机构,并对其进行研究。首先,对视日运动轨迹追踪与光电追踪优缺点进行了比较分析,采用视日运动轨迹追踪与光电追踪相结合的太阳追踪方式。同时对视日运动轨迹追踪系统的赤纬角和时差算法进行分析,选用Spencer赤纬角和Lamm时差近似算法,计算太阳高度角和方位角。其次,本文选用STM32F407单片机控制整个系统,利用NEO-7M GPS模块为视日运动轨迹追踪获取地理位置的经纬度和时间信息。基于Android系统设计了太阳能电池板折叠机构操作系统,使用Android Studio软件开发了一款“助你行”手机APP。对太阳能电池板折叠机构自动追光系统软件进行总体设计,包括视日运动轨迹追踪系统软件和光电追踪系统软件两部分。再次,为了减少路面激励对太阳能电池板的损坏,提出了一种新型粘弹性阻尼器隔振装置,对随机路面、粗糙路面和离散路面工况响应进行控制。建立耦合隔振装置1/4房车模型,利用振型叠加法解耦方程,求解系统动力响应,研究了不同路况下刚度参数对粘弹性阻尼器减振和耗能效果的影响,数值仿真发现不同路况刚度值最优时,粘弹性阻尼器减振和耗能效果最好。利用ANSYS软件一阶优化算法,对粘弹性阻尼器结构进行尺寸优化,对比分析发现优化后的粘弹性阻尼器减振效果更好。最后,制作房车太阳能电池板折叠机构样机,对机械结构、硬件和软件进行联合调试,并进行追光实验,实验数据表明系统追光精确满足设计要求,折叠机构太阳能电池板光电转换效率更高。

关键词：折叠机构 STM32 视日运动轨迹追踪光电追踪粘弹性阻尼器

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太阳能电池板双轴追踪控制系统的研究

太阳能电池板双轴追踪控制系统的研究

作者：王博林东北农业大学

学位级别：硕士

由于人们对化石能源的依赖导致我们的环境问题变得越来越严重。虽然目前化石能源仍然是人们所使用的主要能源,但是化石能源的储量在不断的减少,同时由化石能源所带来的环境问题也严重影响这人类社会的可持续发展。由燃烧化石能源等燃料... 详细信息

由于人们对化石能源的依赖导致我们的环境问题变得越来越严重。虽然目前化石能源仍然是人们所使用的主要能源,但是化石能源的储量在不断的减少,同时由化石能源所带来的环境问题也严重影响这人类社会的可持续发展。由燃烧化石能源等燃料产生的环境问题如雾霾等也严重影响着人类的正常生活。人类的发展使我们的生活变得更美好,也给我们自己带来了问题。资源问题与环境问题都严重威胁着人类的生存和发展。随着资源与环境问题的日益剧增人们更加强强烈的意识到发展新能源的重要性,尤其是对太阳能技术的开发与利用。由于我们对太阳能的利用率相对较低,如何提高太阳能的利用率成为我们研究的重点和难点。目前主要利用光伏电池板进行发电的装置大部分是固定的,本文的主要研究内容是双轴太阳能追踪系统,利用电池板的旋转提高光伏发电的效率。通过对几种主要的追踪方式进行分析,确定了本文采用混合追踪方式,即采用光电追踪和视日运动轨迹追踪两种追踪模式对太阳光进行追踪。光电追踪是晴天时采用的追踪模式,视日运动轨迹追踪是在阴云天气时采用的追踪模式,用两种方法结合使得追踪系统能够在多种天气状况下进行追踪。本文利用太阳方位计算器计算出太阳的位置,单片机把太阳角度值转化为控制信号从而驱动步进电机旋转。光电追踪模式采用的是四象限探测器和光敏电阻组成的光电传感器对晴天时的太阳光进行追踪。论文对系统的硬件、软件以及转动部分进行设计,硬件部分主要包括:控制部分、驱动部分、通信部分、辅助电路等;软件部分主要包括太阳方位计算器、主程序和追踪模式的子程序,经过实验表明系统能够满足基本的追踪要求,提高了太阳能电池板的发电效率。

关键词：光电追踪视日运动轨迹追踪太阳方位计算器步进电机

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太阳自动追踪系统的研究

太阳自动追踪系统的研究

作者：郭志培太原科技大学

学位级别：硕士

随着世界的发展和人类的进步，世界对能源的需求也越来越大，由此所引起的环境问题也越来越严重。现在我们已经不能单靠传统的能源来维持日益增长的能源需求。太阳能在新能源中具有很大的优势，并且我国幅员辽阔，太阳能资源十分丰富，... 详细信息

随着世界的发展和人类的进步，世界对能源的需求也越来越大，由此所引起的环境问题也越来越严重。现在我们已经不能单靠传统的能源来维持日益增长的能源需求。太阳能在新能源中具有很大的优势，并且我国幅员辽阔，太阳能资源十分丰富，研究和开发太阳能对环境保护和可持续发展有很深远的意义。本文所研究的太阳自动追踪系统就是在前人研究的基础上，进一步提高了太阳能的利用。本文详细阐述了系统的整体设计、硬件设计和软件设计。系统选择了以单片机为核心的控制系统，在追踪方式上采用了光电追踪和视日运动轨迹追踪结合的方式。两种追踪方式相互补充，使系统更加稳定，提高了系统的追踪精度。在本课题的研究中主要做了以下的工作： 1.详细分析了目前国内外的太阳自动追踪系统的追踪方式，经过详细的比较之后，选择了单片机STC89C52作为控制系统的控制器，选择了松下交流伺服电机作为执行器，采用了光电追踪和视日运动轨迹追踪相结合的追踪方式，使系统具有了很高的追踪精度，提高了稳定性。 2.设计了光电检测电路，能够快速有效的进行晴天还是阴天的检测判断。 3.设计了DSP与单片机的通信电路和系统的控制电路，通信电路使DSP处理的数据可以快速准确的传送给单片机，控制电路使单片机产生的控制信号可以传送给交流伺服电机驱动器。 4.设计了时钟电路和时钟显示电路，采用实时时钟芯片DS1302和8位LED数码管作为时钟电路和时钟显示电路，该系统定时准确、电路简洁、显示直观，保证了视日运动轨迹追踪的精确性。 5.采用了Keil4作为编译开发环境，为整个系统编写了C51语言程序。联合硬件和软件来调试电路。

关键词：太阳能单片机交流伺服电机光电追踪视日运动轨迹追踪

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太阳能电池板追光系统的研究

太阳能电池板追光系统的研究

作者：王阳沈阳工业大学

学位级别：硕士

现代工业的飞速发展让人们的生活质量有了极大的提高,但同时也导致了全球的能源危机与自然环境的过度污染。太阳能作为无污染的可再生能源受到了广泛的应用,但大多数情况下太阳能的利用率偏低,为了提高其利用率,本文设计了太阳能电池板... 详细信息

现代工业的飞速发展让人们的生活质量有了极大的提高,但同时也导致了全球的能源危机与自然环境的过度污染。太阳能作为无污染的可再生能源受到了广泛的应用,但大多数情况下太阳能的利用率偏低,为了提高其利用率,本文设计了太阳能电池板自动追光系统。系统将STC89C52RC单片机作为核心处理器,采取光电追踪方式与视日运动轨迹追踪方式相结合的方法。晴天时,系统运行光电追踪方式,通过比较四路光敏电阻采集的光强偏差识别方位,进而驱动步进电机进行调整,实现光电追踪。阴天时,系统运行视日运动轨迹追踪方式,通过采集时钟芯片的时间信息,并利用太阳位置算法计算当时当地的太阳高度角和方位角,发出相应指令驱动步进电机进行调整,实现视日运动轨迹追踪。本文对这两种追踪方式分别进行了测试。光电追踪方式的测试是通过比较固定式电池板与自跟踪式电池板的追光效果,发现自跟踪式电池板的追光效果更佳。视日运动轨迹追踪方式的测试是将计算的角度值与理论的角度值进行对比,分析出误差不超过正负0.4°。测试结果表明该太阳能电池板自动追光系统能够适应复杂的气象状况,实现全天候的太阳追踪。

关键词：太阳能光电追踪单片机视日运动轨迹追踪

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太阳能板自动追光系统设计与实现

太阳能板自动追光系统设计与实现

作者：陶涛安徽大学

学位级别：硕士

传统的矿物能源濒临枯竭,且使用过程中容易造成环境污染,在这种情况下,可再生的清洁能源的利用显得日益紧迫。太阳能具有可再生、分布地域广、使用清洁、经济效益高等优势,是理想的新能源,其开发使用是解决能源短缺、温室效应和环境污... 详细信息

传统的矿物能源濒临枯竭,且使用过程中容易造成环境污染,在这种情况下,可再生的清洁能源的利用显得日益紧迫。太阳能具有可再生、分布地域广、使用清洁、经济效益高等优势,是理想的新能源,其开发使用是解决能源短缺、温室效应和环境污染等问题的有效途径。在传统的太阳能采集装置中,以固定接收的居多。而采用自动接收装置,可以大大提高太阳能的采集效率。本文开发了一套太阳自动追踪系统,该系统能够使得太阳能电池板始终垂直于太阳光线,最大限度的采集太阳能。在保证成本低廉、结构简单的前提下,实现了较高的跟踪精度。本文所研究的太阳能板自动追光系统以单片机PIC16F877为控制核心,通过RS485总线与上位机相连,实现了集中控制。系统采用的追踪策略是以视日运动轨迹追踪为基础,采用倾角传感器进行误差校正,保证了系统的精确性和稳定性。单片机控制电机转动,使得太阳能电池板跟踪太阳,并同时检测充电电路和供电电路的工作状态,当出现异常时及时断开电路。倾角传感器提供太阳能电池板的方位角和倾仰角,反馈给系统进行位置校正。上位机事先计算出太阳在预定时刻的方位,通过RS485总线传送给单片机,负责在上下位机之间的通讯控制,并显示出各个太阳能控制节点的工作状态。软件部分采用模块化设计思想,利用C语言编程实现。最后的软硬件联合调试表明,系统能够实现自动、精确的跟踪太阳,满足了集中控制的要求,达到了设计的目的。

关键词：倾角传感器视日运动轨迹追踪太阳追踪单片机

基于STC15单片机的太阳能自动跟踪系统的研究

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科技创新与应用 2018年第8期8卷 34-35页

作者：谭建斌郭金佳林涛佛山职业技术学院广东佛山528137

以STC15F2K60S2单片机作为控制芯片,运用视日运动轨迹追踪与光电追踪模式相结合的方法,设计了一套太阳能双轴自动跟踪控制系统。在阴天系统运行视日运动轨迹追踪模式,通过获取DS1302时钟芯片的日历数据,通过相应的算法计算这段时间的方... 详细信息

以STC15F2K60S2单片机作为控制芯片,运用视日运动轨迹追踪与光电追踪模式相结合的方法,设计了一套太阳能双轴自动跟踪控制系统。在阴天系统运行视日运动轨迹追踪模式,通过获取DS1302时钟芯片的日历数据,通过相应的算法计算这段时间的方位角和太阳高度角,单片机通过软件控制步进电机进行相应的角度的调整;在晴天系统运行光电追踪模式,通过4个光敏电阻采集的光强信号转换为电压信号来识别方位,驱动步进电机进行两个维度的角度转动,从而实现了太阳能的双轴自动跟踪。

关键词： STC15F2K60S2 光电追踪视日运动轨迹追踪 DS1302芯片