當(dāng)今時(shí)代,隨著化石能源的日趨枯竭,人類社會(huì)的能源危機(jī)問題日益凸顯。與此同時(shí),大量使用化石能源所造成的諸多環(huán)境問題也時(shí)刻困擾著人們。太陽能作為一種可再生能源,其開發(fā)和使用過程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,因而受到了世界各國的重視和關(guān)注。太陽能自身具有能量的分散性及間歇性,使得太陽能的開發(fā)利用存在瓶頸�；诖�,本文進(jìn)行了太陽能跟蹤系統(tǒng)的研究。相關(guān)研究表明,太陽能跟蹤系統(tǒng)能夠使太陽能采集效率提高30%～40%。本文在深入研究傳統(tǒng)跟蹤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)開發(fā)一種以FPGA為核心控制器的太陽能跟蹤系統(tǒng)。本課題設(shè)計(jì)的太陽能跟蹤系統(tǒng)以Altera公司EPIC12Q240C8芯片為核心控制器,以S066A型四象限光電探測(cè)器作為感光元件,并配以時(shí)鐘、加速度計(jì)、地磁、GPS等外圍測(cè)量裝置,完成了跟蹤系統(tǒng)的測(cè)量和控制。本文將光電跟蹤方式及軌跡跟蹤方式相結(jié)合,并設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)處理算法,該算法能夠提高跟蹤系統(tǒng)跟蹤精度且具有較好的抗干擾能力。本文的主要工作有:（1）給出了本課題系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)。進(jìn)行了跟蹤系統(tǒng)控制器、測(cè)量機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn),其具體內(nèi)容為:FPGA核心控制器設(shè)計(jì);外圍測(cè)量元件設(shè)計(jì),包括光電檢測(cè)電... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省211工程院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２我國太陽能資源分布示意圖??我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較早，早在１９５８年，我國自主完成了硅單晶體的研發(fā)工作

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文陽能跟蹤系統(tǒng)研究現(xiàn)狀??系統(tǒng)能夠明顯地提高太陽能的采集效率，且其科研及設(shè)內(nèi)外在該方面進(jìn)行了較多研究［１５］。香港建筑大學(xué)的ＳＣＭＨ太陽能跟蹤系統(tǒng)和固定系統(tǒng)的太陽能接收效率進(jìn)行了對(duì)使太陽能接收效率提高了?３７．７％�？梢�，跟蹤系統(tǒng)能夠集效率，從長遠(yuǎn)來看降低了太陽能發(fā)電成本［１６］。圖１．３中兩種系統(tǒng)的采集光強(qiáng)對(duì)比。??５０〇■比值：１－２９?？?鵬光強(qiáng)曲線??

２）軌跡追蹤式跟蹤系統(tǒng)??近年來，隨著計(jì)算機(jī)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)和嵌入式系統(tǒng)也廣用到太陽能跟蹤系統(tǒng)中［１９］。軌跡追蹤式跟蹤系統(tǒng)即是運(yùn)用微型計(jì)算機(jī)或嵌入式系跟蹤系統(tǒng)的控制環(huán)節(jié)，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行太陽追蹤［２（）］［２１］。軌跡追蹤式太陽能跟蹤典型的機(jī)電一體化設(shè)備，其內(nèi)部計(jì)算機(jī)通過獲取當(dāng)前時(shí)間、經(jīng)緯度等信息計(jì)算出當(dāng)?shù)淖藨B(tài)信息，再對(duì)跟蹤系統(tǒng)加以控制，達(dá)到太陽跟蹤的目的。軌跡追蹤方式以其度高、自動(dòng)化程度高的優(yōu)點(diǎn)逐漸成為太陽能跟蹤系統(tǒng)的主流設(shè)計(jì)方式。??軌跡追蹤式跟蹤系統(tǒng)按轉(zhuǎn)動(dòng)軸數(shù)目可以分為單軸跟蹤和兩軸跟蹤兩種［２２］［２３］。單軸統(tǒng)有如下三種形式［２４］：①跟蹤系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸傾斜安裝，安裝傾斜度為經(jīng)計(jì)算得到的接最大角度；跟蹤過程中，太陽能收集裝置以地球自轉(zhuǎn)角速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，而旋轉(zhuǎn)方球自轉(zhuǎn)角速度相反以完成跟蹤過程；②跟蹤系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸東西水平安裝，不同時(shí)刻調(diào)系統(tǒng)俯仰角度進(jìn)行追蹤；③跟蹤系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸南北向布置，于東西向調(diào)整姿態(tài)追蹤太向單軸跟蹤系統(tǒng)及極軸式單軸跟蹤系統(tǒng)如圖１．４所示，東西向單軸跟蹤系統(tǒng)與南軸跟蹤系統(tǒng)類似。單軸式跟蹤系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、控制方便的優(yōu)點(diǎn)，但單軸跟蹤蹤太陽時(shí)，只有在正午才能保證太陽光線與太陽能電池板垂直，能量收集效率較

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3614611