文档介绍：太阳能光伏跟踪器
设计
项目需求
太阳能光伏跟踪器实现目标:使光伏电池自动跟踪太阳光直射方向,提高光伏电池的运行效率。
太阳能作为绿色能源,具有潜力大、可持续利用等特点,成为各国竞相发展的重点。但光伏发电成本过高制约其高速发展。解决途径之一是提高单位发电系统的发电量,使平板光伏组件受光面时刻正对太阳。在相同的辐照条件下,自动调节角度模式能够比固定安装光伏组件吸收更多的太阳辐射能量,从而达到降低光伏发电成本。
需求分析
提高光伏电池运行效率,常见跟踪方式:
阳光角度定位分类:
传感器跟踪
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判断,优点是灵敏度高;缺点是受天气影响大,阴雨天则无法对准太阳,甚至引起执行机构的误动作。
视日运动轨迹跟踪
视日运动轨迹跟踪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,其精度不高,但是符合实际运行情况,应用较广泛。

单轴跟踪系统
自动控制系统随着太阳方位角改变,自动调节光伏电池的方位角度,高度角可根据需要进行手动调整,使光伏电池得到较强的光照强度。缺点:高度角需要手动干预。
双轴跟踪系统
自动控制系统随着太阳方位角改变,自动调节光伏电池的方位角和和高度角,使光伏电池得到强的光照强度。
本项目采用视日运动轨判断阳光原理,随动系统采用双轴跟踪系统。
技术要求
方位角转动范围0~300°
俯仰角范围10°~85°。
系统原理
采用视日运动轨判断方法,上位机(或PLC)预先存储使用地点的相关太阳轨迹参数,该参数可以根据需求在线下载和升级修正。这样在某一地方使用,只要设置相关地点信息,上位机能按照设定的太阳运动轨迹,形成方位角和高度角变化趋势,上位机控制步进电机(可以根据需要选择伺服电机)运动,使光伏电池在不同经度、纬度地区,每个时刻都能跟踪太阳光直射方向,提高光伏电池的运行效率。
方案实施

图1 为系统基本组成框图。主要组成部分有:上位机,面板,方位驱动电机,俯仰驱动电机,方位限位信号,俯仰限位信号,方位俯仰位置传感器组成(可以根据需要增加风速传感器等)。
图 1 系统基本组成框图

方位执行单元参数
方位伺服驱动器:直流48V供电,450W;
方位角电机功率:180W;
方位角电机额定转速:1500rpm;
电机减速器输出转速:;
电机减速器输出力矩:;
电机减速器输出端到主动轮传动比K=6。
俯仰执行单元参数
俯仰伺服驱动器:直流48V供电,450W;
俯仰电机功率:180w;
俯仰电机额定转速:1500rpm;
电机减速器输出转速:;
电机减速器输出力矩:;
电机减速器输出端到丝杆传动比K=。
上位机
上位机采用PLC或者XXXX运动控制系统。
XXX运动控制系统具有运动控制平稳,控制精度高,人机交换方便,安全可靠的特点。该系统采用TI先进的28XX系列DSP,运行速度快,功能较为齐全,接口丰富,工作温度范围宽,抗干扰性强。
上位机内置程序和数据深度存储器,方便用户在线升级数据和对当地日轨修正。