基于單片機的太陽自動跟蹤系統的研究

摘 要:為了提高太陽光伏發電系統的轉換效率，對太陽進行自動跟蹤是很有必要的。設計一種基于AT89C51單片機的太陽自動跟蹤系統。采用程序控制，利用光學傳感器對太陽能板做自動定位和誤差校正，而通過單片機控制步進電機來實現系統。理論分析和設計結果表明，系統實現了對太陽的自動跟蹤，能大大提高太陽能的利用率。該系統價格低廉、性能可靠，具有較高的實用價值。

關鍵詞:單片機; 太陽自動跟蹤系統; 光學傳感器; 步進電機

中圖分類號:TN820; TP275文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)15-0157-03

Research of Sun Auto-tracking System Based on SCM

DU Yun-feng1，2

(1. College of Electric and Information Engineering， Hunan University of Arts and Science， Changde 415000， China;

2. School of Automation Engineering， University of Electronic Science and Technology of China， Chengdu 610054， China)

Abstract: It is necessary to perform the sun auto-tracking for improving the conversion efficiency of solar photovoltaic systems. A kind of sun auto-tracking system based on AT89C51 single chip microcomputer(SCM) was designed. The program control is adopted to automatically position and correct the solar panels by optical sensors.，In the system， the stepping motor is controlled by SCM. The results of theoretical analysis and design indicate that the automatic tracking of the sun can greatly increase the utilization of solar energy. The system is cheap and reliable， and possesses great practicability.

Keywords: single chip microcomputer; sun auto-tracking system; optical sensor; stepping motor

0 引 言

隨著社會經濟的快速發展，人類所面臨的能源問題越來越突出，太陽能作為一種清潔能源，無疑受到各國的普遍重視[1-3]。在相同條件下，光照強度越大，太陽能電池輸出功率越大。因而增大太陽能電池受光面的光照強度，就可增大太陽能電池輸出功率。除了提高太陽光電池本身的轉換效應和提高蓄電池充放電效應外，對太陽的自動跟蹤是太陽光伏發電系統中另一種提高轉換效率的有效手段。因此，在太陽能的利用過程中，實施太陽跟蹤是很有必要的[4-5]。

對太陽進行跟蹤的方法很多，但不外乎為采用確定太陽位置所用的兩種坐標系統，即赤道坐標系和地平坐標系，并分為雙軸跟蹤和單軸跟蹤。單軸跟蹤已在很多文獻作了介紹，本文要討論的為雙軸跟蹤。為了敘述方便，在以后的陳述中將兩種坐標系下的整個系統統稱為太陽能板。

本文采用在地平坐標系下的太陽跟蹤及程序跟蹤和傳感器跟蹤相結合的控制方式，即采用程序控制，利用光學傳感器對太陽能板做自動定位和誤差校正，而通過單片機控制步進電機來實現。……