傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少，能源問題已經(jīng)成為不容忽視的全球性問題，尋找新能源，已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。很快人們把目光聚焦在了身邊的可再生能源，水能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?、海洋能、生物質(zhì)發(fā)電等等，這些新能源都成為替代傳統(tǒng)一次性能源的新目標(biāo)。而每天豐富的太陽輻射能是取之不盡、用之不竭的，并且又有著無污染、廉價的優(yōu)點，在人們的生活、工作中都有著廣泛的應(yīng)用。
實驗表明，在相同情況下，自動跟蹤太陽集熱裝置可以提高集熱溫度和集熱效率，太陽能光電自動跟蹤發(fā)電設(shè)備的發(fā)電量要比固定發(fā)電設(shè)備的發(fā)電量高30%。因此，高精度太陽自動跟蹤技術(shù)也成為了當(dāng)今的熱點研究技術(shù)。本文在對當(dāng)前各種跟蹤技術(shù)方案論證的基礎(chǔ)上，開發(fā)了一種成本低、跟蹤精度高、實用性強的雙軸太陽跟蹤控制系統(tǒng)。
1、光電式太陽跟蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
本文設(shè)計的光電式太陽跟蹤系統(tǒng)是由光電探測器、控制電路和機械傳動機構(gòu)三部分組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1.1、光電探測器
將太陽在天空位置的改變歸結(jié)為兩個相互垂直的方向，即沿東西方向的變化（從日出到日落的變化）和沿南北方向的變化，分別用方位角和高度角來描述。用一對光電探測器檢測方位角的變化;用另一對光電探測器檢測高度角的變化。當(dāng)一對光電探測器受到的光照度一樣時，說明太陽光與太陽能電池板法線的夾角為零，太陽光是垂直入射到太陽能電池板上的;當(dāng)一對光電探測器受到的光照度不一樣時，說明太陽光與太陽能電池板法線間的夾角不為零，太陽光偏離了垂直入射方向，則需要調(diào)整太陽能電池板的方位。
1.2、控制電路
本設(shè)計的控制電路由信號采集、信號比較兩部分構(gòu)成?？刂齐娐啡鐖D2所示。
本電路的特點是每組由兩只光敏電阻組成，一組檢測東西方向的光照，另外一組檢測南北方向的光照。光敏電阻隨光照的變化產(chǎn)生電阻變化，然后轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號送至比較器LM324的輸入端，LM324輸出相應(yīng)的控制信號，控制驅(qū)動電機工作，及時調(diào)整電池板的角度，實現(xiàn)電池板的實時跟蹤，從而提高太陽能的轉(zhuǎn)換效率。所以，本文設(shè)計的控制電路能夠根據(jù)太陽所處的具體位置對太陽進(jìn)行實時跟蹤，而且調(diào)試簡單，成本低，使用方便。
1.3機械執(zhí)行機構(gòu)
本設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，剛性較好，成本低廉，可在各種環(huán)境下使用，克服了其他陽光跟蹤系統(tǒng)中機械傳動部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重的問題。因此在機械執(zhí)行機構(gòu)中，在驅(qū)動裝置上使用了功率較小的直流減速電機，降低了驅(qū)動部分的能源損耗。
此外，為了實現(xiàn)全方位控制的目的，本文設(shè)計了兩塊控制電路來驅(qū)動兩個直流減速電機，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)方位角和高度角的雙跟蹤。
2、電路工作原理
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