摘要：文章在陽光跟蹤系統的硬件設計的基礎上，提出了太陽能電池板跟蹤系統執行機構電路、電壓智能檢測系統及電路設計，實驗表明，本系統能夠實現對太陽能電池板的任意方向檢測并迅速跟蹤，系統性能穩定，可以用在陽光輸送機和光伏離散發電中，提高了太陽能電池板有效日工作時間和太陽能的利用率，降低了陽光跟蹤系統成本，有較好的推廣應用價值。

　　關鍵詞：太陽能電池板;自動跟蹤;光伏離散供電系統;電壓智能檢測系統;電路設計

　　太陽能論文范文：基于太陽能的汽車駐車空調系統設計

　　摘要：在夏季陽光直射下露天停放汽車內，由于“孤島效應”，車內氣溫持續升高，高溫易導致車輛自然，也使進入車內駕駛者感到非常酷熱。針對上面的問題設計了一款基于太陽能電池供電的駐車空調系統，該系統智能控制蓄電池的充放電;根據車內溫度控制風機的功率，通過實現車內外空氣交換循環使車內溫度始終保持適宜狀態，而且可以通過手機GSM遠程操控。經過不斷地測試，該系統實現了預設功能，安裝簡單方便，解決了夏季開車的煩惱，也實現了節能減排的社會效益。

　　0引言

　　太陽能具有普遍性、永久性、清潔性、經濟性等獨特優勢，因而正在興起的“太陽經濟”將成為未來全球能源的主流，在我國的經濟文化建設中，太陽能也將起到越來越重要的作用，利用陽光跟蹤系統提高太陽能的利用率是目前主流研發對象，陽光跟蹤系統的電源來自太陽能電池板，利用陽光跟蹤系統的硬件設計[1]中的太陽能電池板跟蹤系統與陽光傳感器，組成的系統離網型光伏供電系統是目前經濟的方案;但是目前對太陽能的應用由于成本和技術的原因，大多數還局限于專業要求及精度高標準的場合，想要達到大眾化民用的普及還有一定距離，許多技術人員也正在著力研究解決太陽能電池板跟蹤系統的高效、廉價、穩定、大容量。

　　太陽能電池板在一天最有效的工作時間為8:30開始到下午16:00，從早上6:30到8:30，下午16:00到17:30基本是無功狀態，經長期跟蹤研究發現，這期間其實是有功輸出的，由于電壓低，達不到工作電壓，太陽能電池板跟蹤系統的供電和儲存電的電瓶，達不到為電瓶充電、這樣一天3.5小時就浪費掉，導致太陽能電池板在光伏離散發電系統和供電的進一步廣泛應用受到限制。因此我們就要利用這3.5小時，設計太陽能電池板的電壓智能檢測切換系統，當太陽能電池板低于目標值，就開始切換至自動升壓系統，升壓要求輸入為5~13V輸出的使用電壓，比如24V;理論分析表明：太陽的跟蹤與非跟蹤，能量的接收率相差37.7%[2]。據筆者實驗，在太陽能電池板供電中，相同條件下，采用本文的太陽能電池板自動跟蹤供電設備要比固定供電設備的發電量提高43.75%，為了使該系統得到更可靠的示范和應用，使設計完整實用性更強，對太陽能電池板跟蹤系統執行機構電路補充設計。

　　1光伏離網型光伏供電系統組成

　　電壓智能檢測電路與自動切換開關組成的電壓智能檢測切換系統，將光伏電池組件與蓄電池或電容儲存電能組件連接，蓄電池或電容儲存電能組件通過電源開關與電機連接，電機負責光伏電池組件和陽光傳感器跟蹤對準太陽組成離網型光伏供電系統，如圖2所示。光伏電池板為發電部件，光伏控制器對所發的電能進行調節和控制，一方面把調整后的能量送往直流負載或交流負載，另一方面把多余的能量送往蓄電池組儲存，當所發的電不能滿足負載需要時，控制器又把蓄電池的電能送往負載。蓄電池充滿電后，控制器要控制蓄電池不被過充。當蓄電池所儲存的電能放完時，控制器要控制蓄電池不被過放電，保護蓄電池。控制器的性能不好時，對蓄電池的使用壽命影響很大，并最終影響系統的可靠性。蓄電池的任務是貯能，以便在夜間或陰雨天保證負載用電。逆變器負責把直流電轉換為交流電，供交流負荷使用。

　　1.1太陽能電池板跟蹤執行機構電路的設計

　　八個光敏電阻分別對應一路信號，通過信號處理電路與單片機P1口相連，如圖3所示。通過調節八路Rf的阻值，使其在相同光照的情況下得到相同的十進制數，即S的值。此時單片機進行判斷調節，然后控制電機平臺進行旋轉，進而實現對太陽位置的實時跟蹤。陽光傳感器將太陽光信息轉化成電壓信號，再由信號處理電路將其轉化為供單片機AD口轉化的0~5V電壓，通過AD轉化即可將陽光強度轉化成0~255的十進制數。

　　這八個十進制數則表示了光照強度。將單片機輸出的八個十進制數命名為S0到S7。經過試驗，當S4，S5，S6，S7的和值大于等于220時，認為有適當強度的光照，并開始調節;當進入內部調節時，外部調節將不起作用。單片機將AD轉換后的值進行判斷、運算，產生輸出，控制相應電機正反轉，就可以調節云臺獲得陽光直射。聚光體和陽光傳感器都安裝在云臺上，調整云臺的角度就調整了聚光體和陽光傳感器的角度，即可實現反饋調節。此系統中，單片機通過L298驅動兩個直流電機。跟蹤裝置采用雙軸式，分別進行方位角和高度角的調節，由此達到準確跟蹤陽光的目的。

　　1.2電壓智能檢測系統

　　太陽能電池板由開關與檢測組件主導的切換機構，接通或關閉升壓電路，當太陽能電池板的電壓低于目標值，開始切換至自動升壓系統。在保證陽光跟蹤精度條件下，據此設計驅動電機每24s轉動一次(大約0.6s)，太陽能電池板對準太陽光的方向，網型光伏供電系統由太陽能電池板能跟蹤太陽供電，經太陽能電池板的電壓智能檢測切換系統對蓄電池進行充放電管理，并給直流負載提供電能或通過逆變器給交流負載提供電能。廣泛應用于環境惡劣的高原、海島、偏遠山區及野外作業，也可作為通訊基站、廣告燈箱、路燈等供電電源。

　　1.3升壓電路設計

　　電壓從輸入端到C1和D1，(C1為濾波電容，D1為反向包保護)，電壓再到L1同時到IC的4-2腳，IC的1腳是負輸入(GND)，L1通過IC3腳高頻開關振蕩，再振蕩波形經過C2到L2，振蕩升壓經過D2整流再通過C3-C6儲能，這時已經有壓，再把電壓TV1到IC的5腳做負反饋5腳，再通過R1接地，VT1和R1構成輸出穩壓控制。LE1是電源指示，R2是限流電阻。

　　2系統實驗與運行電路實現

　　正常情況下系統的跟蹤情況，通過連續7天對太陽能電池板的跟蹤情況進行記錄，得到如表所示的記錄，實踐證明，電壓智能檢測切換系統能夠使太陽能電池板，為穩定地電壓智能檢測切換系統對蓄電池進行充放電管理，在7天測試中，系統未出現死機、震蕩、跟蹤偏離等情況，取得了較好的跟蹤效果。通過電壓智能檢測切換系統調試，系統不僅可以自行判斷處理一些特殊情況，在正常情況下，也可以實現對太陽能電池板的全自動升壓切換跟蹤，實現了太陽能電池板跟蹤系統的電路設計之任務。

　　3結束語

　　太陽能電池板跟蹤系統的電路設計通過以STC12C5A60S2單片機為核心，簡單外圍電路與智能檢測自動切換升壓電路，性能穩定可靠，跟蹤精度高，不僅能自動將現有太陽能電池板有效日工作時間提高3.5小時，自動識別天氣狀況，還有強風保護功能及異常情況處理功能。由于該太陽跟蹤器結構簡單，價格低廉，所以具有發展潛力，可廣泛應用于太陽灶、太陽能光伏(平板和聚光)發電系統、太陽能聚焦熱水器系統、太陽能制氫、太陽能集熱器等那些需要實時精確跟蹤太陽的應用領域。使其在太陽能領域中成為大眾需要的必須產品，以提高我國太陽能領域陽光自動跟蹤系統的智能設計的總體水平。