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论文题目

双周自动追踪光伏发电系统的设计与实现

课题性质

Ο科研课题   Ο硬件设计与调试  ●软硬件结合设计与调试

Ο软件设计课题   Ο方案设计   Ο其他（                     ）

课题报告内容：

一． 毕业设计（论文）课题的目的、意义：

为了减少燃烧矿物燃料对大气的污染，保证能源长期稳定供应，必须实施可持续发展战略，加快发展可再生能源。人们普遍认为在可再生能源中，最有发展前途的是取之不尽，用之不竭的太阳能。太阳能发电具有安全可靠，使用寿命长，运行费用少，维护简单，随处可用，不需要长距离输送，没有活动部件、不容易损坏，无噪声，不需要燃料，不污染环境等优点。

为了更充分、高效地利用太阳能，使太阳能电池板最大限度地获得输出功率，本课题设计了一种跟踪精度高、结构简单、控制可靠的双轴太阳能跟踪系统。该系统通过太阳传感器，及时地控制太阳能电池板转动，使其一直正对太阳，获得最大的光照强度。该方法精度高，具有较好的适应性，在实际应用中也获得较好的效果。

二．实施方案和将要采取的技术措施，可能遇到的问题及解决的技术途径

跟踪系统由传感器、控制器、驱动器、直流电机、跟踪机构、太阳能电池板组成，如下图所示：

通过太阳传感器判定电池板阵列的当前位置，由PLC组成的控制单元发出控制信号驱动电动机转动，再通过传动机构带动电池板转动，使太阳能电池板一直正对太阳，达到跟踪太阳的目的。

三. 设计工作所涉及的相关理论知识与实验基础

Boost升压电路是一种开关直流升压电路，图为Boost变换器的基本电路。

其工作原理为：开关管驱动电路开通时间期间：二极管反偏截止，电感L储能，电容C 给负载R提供能量；开关管驱动电路截止时间期间：二极管Ｄ导通，电感L经

 Boost变换器的基本电路

二极管Ｄ给电容充电，并向负载RL提供能量。其输出电压为：

式中占空比D= ton / TS（开关周期）。

当D=0时，Uo=Ud，但D不能为1，因此在0≤D＜1的变化范围内Uo≥Uin。

在所描述的最大功率点跟踪系统中，Boost变换器的负载为蓄电池组，输出电压Uo的值将被箝位于蓄电池组两端的电压。由于输入端电压最高为太阳能电池的开路电压 Uoc，而 Uoc <Uo ，如果D值过小，由上式可知．Boost电路在输出端产生的电压将会小于蓄电池池组两端的电压．从而无法对蓄电池组充电．因此存在一个D的下限值Dmin ，在D>Dmin 的情况下，太阳能电池才能对蓄电池组的充电电流产生影响。该值可按下列方法求出。设输入端电压为太阳能电池的开路电压Uoc，则由上式可得：

    即    

当D在 Dmin 到100％的区间内变化时，Boost电路输入输出端的电压应满足（1）式，在Uo 不变的情况下，改变D将改变与Boost变换器输入端相连的太阳能电池两端的电压。由此可得：

因此，Boost电路的输入端电压Uin可在0～Uoc 之间变化。只要太阳能电池具有合适的开路电压．通过改变Boost变换器的D．就能找到与太阳能电池最大功率点对应的Uin值，此时太阳能电池输出功率最大。

四、毕业设计（论文）工作进度安排

第1周：      了解工艺情况及设计要求。                                                     第2周：      查阅收集资料。                                                                                    第3、4周：   EasyBuilder500软件设计触摸屏界面。

第5、6周：   硬件电路的搭建。                                              

第7、8、9周：控制算法的编写。               

第10周：     将程序导入三菱的PLC, 现场操作与调试。                                       

第10、11周： 算法的逐步优化、控制效果的完善。 

第12周：     撰写设计论文。                                              

第13周：     准备答辩

五．毕业论文和设计应提交的成果

通过使用三菱的FX2N系列plc设计相应的控制电路，根据所用的控制方法编制程序，达到对太阳能电池板的双轴控制的功能，并用EB500触摸屏编制相应界面，实时监控和实现手动操作功能，并进行现场演示。

导

师

意

见

                 签名：     年    月    日