光伏發(fā)電系統(tǒng)監(jiān)控裝置設(shè)計【獨家畢業(yè)課程設(shè)計帶任務(wù)書+開題報告+外文翻譯】

光伏發(fā)電系統(tǒng)監(jiān)控裝置設(shè)計【獨家畢業(yè)課程設(shè)計帶任務(wù)書+開題報告+外文翻譯】,發(fā)電,系統(tǒng),監(jiān)控,裝置,設(shè)計,獨家,畢業(yè),課程設(shè)計,任務(wù)書,開題,報告,講演,呈文,外文,翻譯 雙軸太陽跟蹤器的設(shè)計與實現(xiàn)光學(xué)傳感器基于光電傳感器的單電機光伏系統(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)計系統(tǒng)采用獨特的雙軸交流電機和一個獨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。此外構(gòu)造了一個按比例縮小的實驗室原型來 驗驗證計劃的可行性。實驗證實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，這不僅提供了可替代能源資源，同時也減輕了環(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。在為了最大限度地從太陽能電池板，一個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。相對于固定效應(yīng)的面板，由太陽跟蹤器驅(qū)動手機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)跟蹤類型運動數(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，太陽角測定太陽運動的軌跡模型或在給定的日期、 時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誤信號然后生成控制系統(tǒng)要不斷收到的最大的太陽能輻射在光 伏面板。本文提出了在這個問題上的實證研究方法。 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動從東到西白天時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)用兩個步進(jìn)電機 [22,23] 或 [16,17,24,25] 兩個直流電動機來執(zhí)行雙軸太陽能跟蹤。有兩個跟蹤電機的設(shè)計，兩個電機裝在垂直軸上，甚至在某些方向?qū)R它們。在某些情 況下，兩臺發(fā)動機都在同一時間 [5] 不能動彈了。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的復(fù)雜跟蹤策略。在這項工作，只有單一的跟蹤電動機，采用雙軸企圖取得了制定和實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)同時移動。利用常規(guī)電子線路，需要沒有編程或計算機的接口。此外，擬議的制度使用獨立的光伏逆變器驅(qū)動電機，并提供電源。該系統(tǒng)是獨立和自主。實驗結(jié)果證明跟蹤的可行性光伏發(fā)電系統(tǒng)并驗證了提出的控制實現(xiàn)的優(yōu)點。 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?；趥鞲衅鞯姆答伩刂破靼? 差分放大器和比較器。在跟蹤操作中，低劑量輻射傳感器測量陽光作為參考輸入信號的強度。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)、 電機驅(qū)動和繼電器被激活，旋轉(zhuǎn)雙軸 （方位角和俯仰角 ）跟蹤電機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)測并發(fā)送微分控制信號來驅(qū)動光伏面板，直到誤差電壓小于預(yù)先指定的閾值。 圖 系統(tǒng)會跟蹤太陽高度自主的方位角和俯仰角角。整個工作圖 2 和圖 3 所示的流程圖中，總結(jié)了算法。四個陽光的強度 于傳感電路測量不同的方向。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繼續(xù)進(jìn)行直到光伏面板垂直對齊在陽光下。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 圖 4 展示了一個擬議的太陽跟蹤器方位跟蹤的硬件電路。的整個系統(tǒng)有兩個硬件電路與方位和仰角方向到驅(qū)動器雙軸交流電機。發(fā)達(dá)國家的太陽跟蹤器由三個模塊，是組成 于傳感電路、 比較器和電機的驅(qū)動與繼電器。 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度或落上它。低劑量輻射電阻隨入射光強度增加。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 別用于檢測方位運動及高程運動的光伏面板。光傳感器的設(shè)計基于陰影的使用。如果光伏面板不是垂直于陽光下，氣缸的陰影會覆蓋一個或兩個異地和這會導(dǎo)致不同的光照強度，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。如果點燃了一個傳感器，另一種是陰影，差動放大器放大它們 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)一個開關(guān)來打開中繼和旋轉(zhuǎn)電機。 （運放） 操作在開環(huán)配置中，將一個時變的模擬信號轉(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，電機驅(qū)動電路與繼電器包括兩個達(dá)林頓對提供更多的電流增益和激勵繼電器。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，跟蹤電機在方位方向順時針旋轉(zhuǎn)并因此光伏面板將向東移動到面對太陽。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現(xiàn)采用雙軸交流電機 的太陽跟蹤器，跟隨太陽和使用獨立的光伏逆變器電源來支撐整個系統(tǒng)。提出的一個電機設(shè)計是簡單和自包含的并不需要編程和計算機接口。已成功地建立和測試實驗室原型驗證控件實現(xiàn)的有效性。實驗結(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）獨立的光伏逆變器電源支撐整個系統(tǒng)。 （ 3）能夠移動同時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 適用于移動平臺上的太陽跟蹤器。 以上的實證 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。