基于單片機的雙軸光伏尋日系統設計
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2．2 電機驅動(dòng)電路設計
在本尋日系統中，驅動(dòng)俯仰機構和水平機構轉動(dòng)的電機為24 V直流永磁電動(dòng)機，太陽(yáng)能電池板水平方向和俯仰角的調整，需要驅動(dòng)電機能夠具有2個(gè)相反的運動(dòng)方向，在本系統電路中，通過(guò)繼電器改變電流的方向，從而使電機能夠反向轉動(dòng)，為了控制好電池板的調整速度，機構中加上了減速裝置，其電氣圖如圖5和圖6所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/170500.htm
3 控制策略及程序設計
3．1 太陽(yáng)運行軌跡的計算
要實(shí)現對太陽(yáng)的跟蹤，需要知道某一時(shí)刻某一位置，太陽(yáng)的高度角αs和方位角γs。太陽(yáng)運行軌跡即太陽(yáng)相對于地球的位置，可用兩種坐標系來(lái)描述：赤道坐標系和地平坐標系。
赤道坐標系是指太陽(yáng)相對地球的位置是相對赤道平面而言，用赤緯角δ和時(shí)角ω來(lái)表示，赤緯角可用Cooper方程近似計算，即：
式中，n為一年中的日期序號，如元旦為n=1，12月31日為n=365。時(shí)角ω的數值等于離正午的時(shí)間(小時(shí))乘以15°，上午為負，下午為正。
太陽(yáng)高度角αs、天頂角θz和緯度φ、赤緯角δ、時(shí)角ω的關(guān)系為：
3．2 控制系統流程圖
控制系統的總體流程圖如圖7所示。系統啟動(dòng)后，需要使用按鍵手動(dòng)輸入參數，包括當地經(jīng)度、緯度及時(shí)間(采用24小時(shí)制)。若室外風(fēng)力在5級以下，則將光伏板進(jìn)行尋日跟蹤，否則將驅動(dòng)水平電機，將光伏板設置成水平方向，防止因風(fēng)力過(guò)大而損壞光伏板。在尋日過(guò)程中，若室外天氣晴朗，則采用光控方式，利用雙軸跟蹤傳感器對光照最強的位置進(jìn)行跟蹤，若室外為陰天，則通過(guò)經(jīng)緯度及時(shí)間計算太陽(yáng)的高度角及方位角，通過(guò)時(shí)控方式對太陽(yáng)進(jìn)行跟蹤，若光照強度過(guò)低，則將光伏板水平放置。
4 實(shí)驗測試結果
本系統主要為提高光伏發(fā)電系統的發(fā)電量而設計，在測試時(shí)，選用了兩塊參數相同的光伏板，一塊光伏板采用最佳傾斜角度進(jìn)行固定安裝，另一塊光伏板安裝本雙軸光伏尋日系統，其對比數據如圖8所示。
5 結束語(yǔ)
基于單片機的雙軸光伏尋日系統以AT89S52單片機為核心，能夠根據天氣狀況自動(dòng)選擇尋日跟蹤方式，性能穩定，跟蹤經(jīng)度高，安裝方便，價(jià)格低廉，能夠有效的提高光伏發(fā)電系統的發(fā)電量，可適用于光伏交通警示燈、小型光伏電站等光伏發(fā)電系統中。
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