双轴伺服太阳能跟踪系统的设计.pdf

《双轴伺服太阳能跟踪系统的设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、双轴伺服太阳能跟踪系统的设计汤世松。等双轴伺服太阳能跟踪系统的设计DesignoftheDuaI-axisSerVoSoIarEnergyTrackingSystem汤世松够言再(南京工业大学自动化学院，江苏南京210009)摘妻：为了更充分、高效地利用太阳能，设计了基于PLc的双轴伺服太阳能跟踪系统。该系统采用视日运动轨迹跟踪方案，控制器根据相关的公式和参数计算出白天太阳的位置，再将高度角和方位角转化成相应的脉冲发送给伺服驱动器，驱动伺服电机实时跟踪太阳。同时，系统使太阳能板随着太阳的高度变化而倾斜，从而获得最大的太

2、阳能。理论分析表明，采用该跟踪技术可以有效地提高能量接收率。关键词：运动轨迹跟踪太阳能跟踪系统PLc伺服电机中图分类号：1P275文献标志码：AAb嚆缸act：InordertofuUyutili舱∞l盯energywithhighemciency-thedual·麟is卵rvosolartrackingsystemb船edonPLChasbeendesigned．Byadoptingsunmotiontrajectory讹cking8trategy，mepositionoftllesunindaytimeiscalc

3、山tedbycontmllerinaccordancewi山relatedfomulaandparametefs，thentheaItitIlde甜ld犯imuthareconvertedintocorrespondingpul∞stobesendedtoservodriver；and山eservomotortracksthesuninrealtime．Therefore-thesolarene。gyp卸elisalwaystiltingtowardsthe8吼whentIlesystemtmcksthesunf南me

4、鸽ttowest-thusmaximumsolarenergyisobtained．Thetlleoreticalana上ysisindjcatesmatbyadoptingthis仃ackingcechnology，t】1ee历ciencyofreceiyingsolarenergycanbeincreased．Keywords：MotiontrajectorytrackmgSolarenergy’IhckingsystemO引言开发新能源是全世界正共同面临的课题。光伏发电是新能源中最具可持续发展理想特征的可再生能源

5、技术之一，受到全世界的普遍重视并得到迅速发展。光伏发电成本过高是制约其长期高速发展的主要原因，解决途径之一是提高发电系统的发电量，即将平板光伏组件受光面时刻正对太阳，从而在相同的辐照条件下吸收比固定安装光伏组件更多的太阳辐射能量，以达到降低光伏发电成本的目的。相关理论分析表明，对太阳进行双轴跟踪与非跟踪的能量接收率相差37．4％。由此可见，太阳能板精确地跟踪太阳可使接收器的热接收效率大大提高，拓宽了太阳能的利用领域⋯。1太阳能伺服跟踪系统设计1．1太阳跟踪方式的确定太阳能伺服跟踪系统分类方法有多种。按太阳跟踪方式可分为

6、传感器跟踪和视日运动轨迹跟踪(程序修改稿收到日期：2009一12一04。第一作者汤世松，男，1985年生，现为南京工业大学控制理论与控制工程专业在读硕士研究生；主要从事交流伺服运动控制、伺服电机、机电一体化和PLC方面的研究。《自动化仪表》第32卷第2期2011年2月PLCservomotor控制)两种，此外，也可分为单轴跟踪和双轴跟踪f2’。传感器跟踪是利用光电传感器检测太阳光是否偏离电池板法线，当太阳光偏离电池板法线时，传感器发出偏差信号，经放大、运算后控制执行机构，使跟踪装置重新对准太阳光¨1。这种跟踪方式的优点

7、是灵敏度高；缺点是受天气影响大。阴雨天无法对准太阳，甚至引起执行机构的误动作。视日运动轨迹跟踪(程序控制)是根据太阳的实际运行轨迹，按预定的程序调整跟踪装置跟踪太阳。这种跟踪方式能够全天候实时跟踪，虽然精度不高，但是符合实际运行情况，因此应用较广泛。单轴跟踪只是在方位角跟踪太阳，而在高度角作季节性调整。双轴跟踪是在方位角和高度角两个方向跟踪太阳轨迹。因此，双轴跟踪的效果优于单轴跟踪。目前，以双轴跟踪为基础的传感器双轴跟踪或程序控制双轴跟踪方式被普遍采用。在美国加州建造的发电功率约为300—600Mw的太阳能斯特林电厂中

8、，所有太阳能集热器均采用双轴跟踪系统。1．2视日运动轨迹跟踪设计太阳每天东升西落，站在地球表面的人能够观测到太阳有规律地运动。视日运动轨迹跟踪就是利用PLC控制单元根据相应的公式和参数，计算出白天太阳的实时位置，再转化为相应的脉冲发送给伺服驱动49双轴伺服太阳能跟踪系统的设计汤世松，等器，驱动伺服电机实时跟踪太阳。以达到对太阳进行