基于plc的太阳能板自动跟踪控制系统的设计

《基于plc的太阳能板自动跟踪控制系统的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于PLC的太阳能板自动跟踪控制系统的设计　　摘要：太阳能电池板若采用自动跟踪太阳，能大大提高发电量，降低发电成本。首先，本文根据晴天、多云和阴雨三种不同天气进行了追日自动跟踪方案的设计，而后根据系统功能，对跟踪控制系统的主要硬件和软件进行了设计。硬件部分包括光强检测与转换电路、太阳方位检测与转换电路、PLC控制等模块；而软件部分设计了太阳能电池板追日自动跟踪系统的主程序、追日自动跟踪子程序、数据采集子程序、光电跟踪子程序、太阳运动轨迹跟踪子程序，实现了各个硬件模块的功能。　　关键词：太阳能板；自动跟踪；PLC；硬软件设计　　中图分类号：TP391

2、文献标识号：A　　DesignofAutomaticTrackingControlSystemForSolarPanelsbasedOnPLC　　HEYanyang　　（QuanzhouInstituteofInformationEngineering.QuanzhouFujian362000，China）　　abstract：Theuseofsolarpanelstoautomaticallytrackthesun，cangreatlyincreasethepoweroutputandreduceelectricitycosts.Firstly，

3、Basedonthesunny，cloudyandrainyweatherhasbeendesignedinthreedifferentautomatictrackingprogram，thenaccordingtothesystemfunction，themajorhardwareandsoftware10trackingcontrolsystemisdesigned.Hardwareincludeslightintensitydetectionandswitchingcircuit，solarorientationdetectionandswi

4、tchingcircuit，PLCcontrolmodules；andthesoftwarepartofthedesignofthemainsolarpanel-trackingautomatictrackingsystem，automatictrackingroutineDAY，datacollectionroutines，opticaltrackingsubroutines，suntrajectorytrackingroutinestoachievethefunctionofeachhardwaremodule.　　Keywords：Solar

5、Panels；AutomaticTracking；PLC；HardwareandSoftwareDesign　　0引言　　目前，人类最为普遍使用的化石能源即将枯竭，同时，化石燃料的大量使用又严重污染了人类生存环境[1]。在现有的可再生清洁能源中，太阳能最具开发潜力。且我国绝大部分地区的太阳能资源丰富充足，尤其是西藏、新疆等地区，平均辐射总量可达7000兆焦耳/平方米，年日照时间超过3000小时，太阳能应用前景堪称理想而且广阔[2-3]。　　在利用太阳能的多种途径中，光伏发电是太阳能发电的主流。光伏发电就是利用太阳能电池板将太阳能转化为电能加以利用。

6、然而太阳能是一种时空分布不断变化的低密度能源，若太阳能电池板能自动跟踪太阳，使太阳光基本垂直入射到太阳能板上，将显著提高太阳能的接收度，进而提高光伏发电效率。如何使太阳能电池板进行追日自动跟踪即是本文研究的重点。10　　1追日自动跟踪方案的设计　　太阳能的辐射量与天气有关，为了提高跟踪效率，追日自动跟踪系统要能根据不同的天气状况，采取不同的跟踪模式。首先通过光照强度和太阳辐射强度波动大小来判定天气状况。其次，如果天气晴朗，只进行光电跟踪；如果天气多云，则以太阳运行轨迹跟踪为主，光电跟踪微调；如果阴雨天或者晚上，则不跟踪。　　为了尽可能达到实时跟踪且

7、考虑跟踪系统的功耗，系统要每隔一定时间才执行一次自动跟踪程序，另外跟踪装置处于室外，还要同时考虑跟踪结构的抗风能力。如果风速太强，则放平太阳能电池板不再追日，即可减小电池板的受风力，从而为跟踪装置提供妥善保护。　　2自动跟踪控制系统的硬件设计　　自动跟踪控制系统采用高度角-方位角双轴跟踪机构，即控制太阳能电池板的高度角（垂直方向运动）进行0°～90°方向的调整，以及控制太阳能电池板的方位角（水平方向运动）进行-90°～90°的调整。调整后，太阳能电池板与太阳入射光基本垂直，能大大提高电池板的发电量。　　该跟踪系统的硬件主要由太阳能电池板、光强检测及

8、转换电路、太阳方位检测及转换电路、风速传感器、EM231模拟量扩展模块、西门子PLC、增量式编码器、两个直流电机等组成。自