光伏發(fā)電系統(tǒng)監(jiān)控裝置設(shè)計(jì)【獨(dú)家畢業(yè)課程設(shè)計(jì)帶任務(wù)書+開題報(bào)告+外文翻譯】,發(fā)電,系統(tǒng),監(jiān)控,裝置,設(shè)計(jì),獨(dú)家,畢業(yè),課程設(shè)計(jì),任務(wù)書,開題,報(bào)告,講演,呈文,外文,翻譯 雙軸太陽跟蹤器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)光學(xué)傳感器基于光電傳感器的單電機(jī)光伏系統(tǒng) 摘 要 ： 能源耗竭和全球氣候變暖是地方發(fā)展的雙重威脅，解決公共利益方法是利用可再生的能源資源。太陽能源是一種最有前途的可再生能源。太陽跟蹤器可以大幅度提高電力生產(chǎn)。本文提出了一種新穎的利用的雙軸太陽跟蹤光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)反饋控制理論以及四象限光電阻 (感器和簡單的電子電路提供較好的系統(tǒng)性能。設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用獨(dú)特的雙軸交流電機(jī)和一個(gè)獨(dú)立的光伏逆變器完成太陽能跟蹤。 控制執(zhí)行是一種簡單而有效的技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。此外構(gòu)造了一個(gè)按比例縮小的實(shí)驗(yàn)室原型來 驗(yàn)驗(yàn)證計(jì)劃的可行性。實(shí)驗(yàn)證實(shí)了太陽跟蹤器的有效性。 最后，本研究結(jié)果可以作為未來太陽能應(yīng)用的參考。 關(guān)鍵詞 ： 雙軸太陽跟蹤器；太陽能光伏板；反饋控制理論的光依賴電阻器；獨(dú)立光伏逆變器；能量增益， 1 介紹 隨著人口和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源危機(jī)的問題的快速增加和受到全球變暖影響。可再生能源資源的利用成為解決這些問題的關(guān)鍵。太陽能是主要來源之一，它具有清潔、 豐富和取之不盡，用之不竭的特點(diǎn)，這不僅提供了可替代能源資源，同時(shí)也減輕了環(huán)境污染。 最直接的和技術(shù)上有吸引力地利用太陽能是通過光伏轉(zhuǎn)換。（也稱為太陽能電池） 在 池的物理是非常類似于經(jīng)典的 p — n 結(jié)型二極管。光伏電池將陽光直接轉(zhuǎn)化為直流電 （ 電力由光伏效應(yīng) [1， 2]。光伏面板或模塊是光伏電池封裝互連的大會(huì)。在為了最大限度地從太陽能電池板，一個(gè)需要保留小組在最佳的輸出功率位置垂直于白天的太陽輻射。因此，就必須有它的裝備與太陽跟蹤器。相對(duì)于固定效應(yīng)的面板，由太陽跟蹤器驅(qū)動(dòng)手機(jī)光伏面板可能刺激一貫的能量增益的光伏面板。 太陽能跟蹤是最合適的技術(shù)，以提高電力生產(chǎn)的光伏系統(tǒng)。要實(shí)現(xiàn)較高程度的跟蹤精度，幾種方法已廣泛進(jìn)行了研究。一般來說，可以列 為要么基于太陽能的開環(huán)跟蹤類型運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型或使用傳感器基于反饋的閉環(huán)跟蹤類型控制器 [3 — — 5]。在開環(huán)跟蹤方法，跟蹤公式或控制算法。談到文學(xué) [6方位角和俯仰角，太陽角測(cè)定太陽運(yùn)動(dòng)的軌跡模型或在給定的日期、 時(shí)間和地理信息的算法。的控制算法在微處理器控制器 [11， 12] 被處死。在閉環(huán)跟蹤各種活動(dòng)傳感器設(shè)備，例如電荷耦合器件 ([13或光的方法依賴電阻器 （異地） [12,16被用于感受太陽的位置及反饋錯(cuò)誤信號(hào)然后生成控制系統(tǒng)要不斷收到的最大的太陽能輻射在光 伏面板。本文提出了在這個(gè)問題上的實(shí)證研究方法。 太陽能跟蹤方法可以通過使用單軸式方案 [12,19和雙軸結(jié)構(gòu)的高精度系統(tǒng) [16 — 18,22 — 27]。一般來說，與單軸跟蹤系統(tǒng)單自由度跟隨太陽的運(yùn)動(dòng)從東到西白天時(shí)雙軸跟蹤也跟隨太陽的仰角。近年來，已越來越多研究關(guān)注的雙軸太陽跟蹤系統(tǒng)的容量。然而，在現(xiàn)有的研究中，其中絕大多數(shù)用兩個(gè)步進(jìn)電機(jī) [22,23] 或 [16,17,24,25] 兩個(gè)直流電動(dòng)機(jī)來執(zhí)行雙軸太陽能跟蹤。有兩個(gè)跟蹤電機(jī)的設(shè)計(jì)，兩個(gè)電機(jī)裝在垂直軸上，甚至在某些方向?qū)R它們。在某些情 況下，兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)都在同一時(shí)間 [5] 不能動(dòng)彈了。此外，這類系統(tǒng)總是涉及使用微處理器芯片作為控制平臺(tái)的復(fù)雜跟蹤策略。在這項(xiàng)工作，只有單一的跟蹤電動(dòng)機(jī)，采用雙軸企圖取得了制定和實(shí)施一種簡單而有效的控制方案。兩軸間的陽光跟蹤被允許在他們各自的范圍內(nèi)同時(shí)移動(dòng)。利用常規(guī)電子線路，需要沒有編程或計(jì)算機(jī)的接口。此外，擬議的制度使用獨(dú)立的光伏逆變器驅(qū)動(dòng)電機(jī)，并提供電源。該系統(tǒng)是獨(dú)立和自主。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明跟蹤的可行性光伏發(fā)電系統(tǒng)并驗(yàn)證了提出的控制實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。 2 開發(fā)閉環(huán)太陽能跟蹤系統(tǒng) 發(fā)達(dá)國家的閉環(huán)太陽能跟蹤系統(tǒng)的框圖如 圖 1 所示描述組成和系統(tǒng)的互連。閉環(huán)跟蹤的方法，太陽能跟蹤問題是如何使光伏面板位置 （輸出），跟隨陽光（輸入） 盡可能地接近的位置。基于傳感器的反饋控制器包含 差分放大器和比較器。在跟蹤操作中，低劑量輻射傳感器測(cè)量陽光作為參考輸入信號(hào)的強(qiáng)度。低劑量輻射傳感器所產(chǎn)生的電壓不平衡被放大，然后生成反饋誤差電壓。誤差電壓成正比陽光位置與光伏面板位置之間的差異。在這時(shí)間的比較將與指定的閾值 （公差） 誤差電壓進(jìn)行比較。如果比較器輸出變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)、 電機(jī)驅(qū)動(dòng)和繼電器被激活，旋轉(zhuǎn)雙軸 （方位角和俯仰角 ）跟蹤電機(jī)和光伏面板給孫因此，反饋控制器執(zhí)行的臉重要功能： 光伏面板和陽光不斷地進(jìn)行監(jiān)測(cè)并發(fā)送微分控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)光伏面板，直到誤差電壓小于預(yù)先指定的閾值。 圖 系統(tǒng)會(huì)跟蹤太陽高度自主的方位角和俯仰角角。整個(gè)工作圖 2 和圖 3 所示的流程圖中，總結(jié)了算法。四個(gè)陽光的強(qiáng)度 于傳感電路測(cè)量不同的方向。電壓 大眾、 定義為傳感電壓產(chǎn)生的東、 西、 南、 北異地分別。在嘗試從光伏面板、 方位角和仰角跟蹤過程 可以得出最大功率同時(shí)繼續(xù)進(jìn)行直到光伏面板垂直對(duì)齊在陽光下。追蹤器安裝并不局限于地理位置。 圖 圖 3 太陽跟蹤器的硬件設(shè)計(jì) 圖 4 展示了一個(gè)擬議的太陽跟蹤器方位跟蹤的硬件電路。的整個(gè)系統(tǒng)有兩個(gè)硬件電路與方位和仰角方向到驅(qū)動(dòng)器雙軸交流電機(jī)。發(fā)達(dá)國家的太陽跟蹤器由三個(gè)模塊，是組成 于傳感電路、 比較器和電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與繼電器。 圖 傳感電路 若要跟蹤陽光，就必須感覺到的位置，和太陽光電所需傳感器。擬議的太陽跟蹤器使用光電傳感器的自標(biāo)定。 敏電阻是可變電阻器的電阻取決于光的強(qiáng)度或落上它。低劑量輻射電阻隨入射光強(qiáng)度增加。第一次所示部分圖 4 的 感器是電壓分壓器電路的一部分，使輸出電壓。 文中建立異地用圓柱的樹蔭下，作為太陽敏感器的太陽追蹤器。圖 5 顯示設(shè)計(jì)了太陽能的傳感裝置，其包括四象限 感器和缸安裝在一塊木頭上。太陽能的遙感設(shè)備被連接到光伏面板。東 /西 南 /北 別用于檢測(cè)方位運(yùn)動(dòng)及高程運(yùn)動(dòng)的光伏面板。光傳感器的設(shè)計(jì)基于陰影的使用。如果光伏面板不是垂直于陽光下，氣缸的陰影會(huì)覆蓋一個(gè)或兩個(gè)異地和這會(huì)導(dǎo)致不同的光照強(qiáng)度，以收到的傳感裝置。 圖 感器的傳感裝置。 在圖 4 的第一部分，提出了一種用于創(chuàng)建誤差電壓簡單的電子電路。它可以看出相應(yīng) ，將降低電壓分壓器的輸出電壓蒙上了陰影。如果點(diǎn)燃了一個(gè)傳感器，另一種是陰影，差動(dòng)放大器放大它們 之間的差電壓。反饋誤差電壓可以表示為： (1) 它可以重新排列，如下所示： (2) 如果西方 灰色， 比較器的主要功能是充當(dāng)一個(gè)開關(guān)來打開中繼和旋轉(zhuǎn)電機(jī)。 （運(yùn)放） 操作在開環(huán)配置中，將一個(gè)時(shí)變的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制輸出。第二部分中所示圖 4，比較器被為了比較具有兩個(gè)門限值的誤差電壓。的門檻值被定義為輸入 電壓，輸出的變化狀態(tài)。如中所示圖 4 有兩個(gè)門限值，作為給出： 比較器的輸出是高飽和的狀態(tài) 飽和的狀態(tài)。飽和 輸出電壓可分別接近電源電壓 + ? 然后，如下所示表示產(chǎn)出的比較： 比較器理想運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性圖 6 所示。它注意到跟蹤系統(tǒng)的靈敏度由是的閾值通過可變電阻 蹤精度調(diào)整。隨著 減小，跟蹤精度越高。然而，系統(tǒng)跟蹤響應(yīng)將變得越來越振蕩。 圖 圖 4 的最后部分所示，它指出，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路與繼電器包括兩個(gè)達(dá)林頓對(duì)提供更多的電流增益和激勵(lì)繼電器。如果西方 陰影，反饋誤差電壓視圖生成。當(dāng) 較器輸出 據(jù)和 別走高、 低飽和的電壓。晶體管 因此，行為和第 3 季度和 4 季度處于截止?fàn)顟B(tài)。談到圖 4 晶體管 作和輸入的電流或基極電流的 ： 其中 前偏基極 此，輸出當(dāng)前可以寫成： 參數(shù) 1Β 和 2 β 是共發(fā)射極雙極晶體管的電流增益。 繼電器被激活的輸出電流，并通常開放接觸 閉。在這種情況下，跟蹤電機(jī)在方位方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)并因此光伏面板將向東移動(dòng)到面對(duì)太陽。更具體地說，太陽跟蹤器嘗試調(diào)整光伏面板這樣所有電壓由異地幾乎相等，并平衡。其結(jié)果是，光伏面板幾乎是垂直于陽光下，具有高能源發(fā)電。 4、結(jié)論 本文介紹了一些簡單功能和簡單控件完成實(shí)現(xiàn)采用雙軸交流電機(jī) 的太陽跟蹤器，跟隨太陽和使用獨(dú)立的光伏逆變器電源來支撐整個(gè)系統(tǒng)。提出的一個(gè)電機(jī)設(shè)計(jì)是簡單和自包含的并不需要編程和計(jì)算機(jī)接口。已成功地建立和測(cè)試實(shí)驗(yàn)室原型驗(yàn)證控件實(shí)現(xiàn)的有效性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，開發(fā)的系統(tǒng)增加了能量增益達(dá) 晴間多云的一天。擬議的方法是到目前為止最為創(chuàng)新的。它實(shí)現(xiàn)了以下有吸引力的功能： （ 1）控制簡單和符合成本效益。 （ 2）獨(dú)立的光伏逆變器電源支撐整個(gè)系統(tǒng)。 （ 3）能夠移動(dòng)同時(shí)在其各自的范圍之內(nèi)，這兩根軸。 （ 4）能夠調(diào)整跟蹤精度。 （ 5 適用于移動(dòng)平臺(tái)上的太陽跟蹤器。 以上的實(shí)證 研究結(jié)果使我們相信這些研究工作能提供給我們一些好的太陽能產(chǎn)品開發(fā)的啟示。