太阳能光伏发电二维跟踪说明书.doc

1绪论 1设计背景 光伏发电背景近年,能源是人类面临经济发展和环境维护平衡需要解决的最根本最重要的问题。太阳能是一种极为丰富的清洁能源,同时通常最普遍且最方便使用的是电能。随着现代的能源越来越少,有些能源趋于匮乏状态。所以我们就根据实际情况设计了一个“太阳光自动跟踪控制器”。现在,我们居住的家园以太阳光最为普遍,它给我们带来了光和热,我们就要合理的利用光和热,来为我们服务。我们就通过设计的“太阳光自动跟踪控制器”来实现太阳光跟踪。光伏发电是根据光生伏打效应原理,利用太阳电池板将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,机械部件辅助工作, 所以,光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源可以无处不在。我们设计的是根据光转换电来实现功能,首先,我们选光敏传感器来实现光电转换,再由继电器实现电机的正、反转,去控制翻转太阳能电池板的运动。从而实现太阳光自动跟踪。光敏传感器分别由两只光敏电阻串联交叉组合而成,每一组的两只光敏电阻中的一只为比较器的上偏置电阻,另一只为下偏置电阻:一只检测太阳光照,另一只检测环境光照,送至比较器输入端的比较电平始终为两者光照之差。所以, 本控制器能使太阳能接收装置四季全天候跟踪太阳光,调试简单,成本不高,运行可靠。近几年国际上光伏发电快速发展,世界上已经建成了 10多座兆瓦级光伏发电系统,6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。1997 年又提出“百万屋顶”计划。日本 1992 年启动了新阳光计划,到200 3 年日本光伏组件生产占世界的 50% ,世界前 10大厂商有 4家在日本。而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价,大大推动了光伏市场和产业发展,使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国,也纷纷制定光伏发展计划,并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。 中国太阳能资源分布中国太阳能资源非常丰富,理论储量达每年 17000 亿吨标准煤。太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。中国地处北半球,南北距离和东西距离都在 5000 公里以上。在中国广阔的土地上,有着丰富的太阳能资源。大多数地区年平均日辐射量在每平方米 4千瓦时以上,西藏日辐射量最高达每平米 7千瓦时。年日照时数大于 2000 小时。与同纬度的其他国家相比,与美国相近,比欧洲、日本优越得多,因而有巨大的开发潜能。 中国太阳能发展现状中国光伏发电产业于 20世纪 70年代起步,90年代中期进入稳步发展时期。太阳电池及组件产量逐年稳步增加。经过 30多年的努力,已迎来了快速发展的新阶段。在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下,我国光伏发电产业迅猛发展。到2007 年年底,全国光伏系统的累计装机容量达到 10万千瓦( 100MW ), 从事太阳能电池生产的企业达到 50余家,太阳能电池生产能力达到 290 万千瓦(2900MW ),太阳能电池年产量达到 1188MW ,超过日本和欧洲,并已初步建立起从原材料生产到光伏系统建设等多个环节组成的完整产业链,特别是多晶硅材料生产取得了重大进展,突破了年产千吨大关,冲破了太阳能电池原材料生产的瓶颈制约,为我国光伏发电的规模化发展奠定了基础。 2007 年是我国太阳能光伏产业快速发展的一年。受益于太阳能产业的长期利好,整个光伏产业出现了前所未有的投资热潮。太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体,预计到 2030 年,可再生能源在总能源结构中将占到 30% 以上,而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到 10% 以上;到2040 年,可再生能源将占总能耗的 50% 以上,太阳能光伏发电将占总电力的 20% 以上;到21世纪末,可再生能源在能源结构中将占到 80% 以上,太阳能发电将占到 60% 以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。根据《可再生能源中长期发展规划》,到 2020 年,我国力争使太阳能发电装机容量达到 (百万千瓦),到2050 年将达到 600GW (百万千瓦)。预计, 到2050 年,中国可再生能源的电力装机将占全国电力装机的 25% ,其中光伏发电装机将占到 5%。未来十几年,我国太阳能装机容量的复合增长率将高达 25% 以上。 2设计原理 光伏太阳能发电原理本设计基于太阳能电池板的光电转换特性,利用太阳能电池板、蓄电池