太阳能光伏跟踪器设计0.doc

太阳能光伏跟踪器设计一、 项目需求太阳能光伏跟踪器实现目标：使光伏电池自动跟踪太阳光直射方向，提高光伏电池的运行效率。太阳能作为绿色能源，具有潜力大、可持续利用等特点，成为各国竞相发展的重点。但光伏发电成本过高制约其高速发展。解决途径之一是提高单位发电系统的发电量，使平板光伏组件受光面时刻正对太阳。在相同的辐照条件下，自动调节角度模式能够比固定安装光伏组件吸收更多的太阳辐射能量，从而达到降低光伏发电成本。二、 需求分析提高光伏电池运行效率，常见跟踪方式：2.1.1 阳光角度定位分类： 传感器跟踪传感器跟踪是利用光电传感器检测太阳光是否偏离电池板法线判断，优点是灵敏度高；缺点是受天气影响大，阴雨天则无法对准太阳，甚至引起执行机构的误动作。视日运动轨迹跟踪视日运动轨迹跟踪是根据太阳的实际运行轨迹按预定的程序调整跟踪装置跟踪太阳。这种跟踪方式能够全天候实时跟踪，其精度不高，但是符合实际运行情况，应用较广泛。2.1.2自动调节角度分类单轴跟踪系统自动控制系统随着太阳方位角改变，自动调节光伏电池的方位角度，高度角可根据需要进行手动调整，使光伏电池得到较强的光照强度。缺点：高度角需要手动干预。双轴跟踪系统自动控制系统随着太阳方位角改变，自动调节光伏电池的方位角和和高度角，使光伏电池得到强的光照强度。本项目采用视日运动轨判断阳光原理，随动系统采用双轴跟踪系统。三、 技术要求方位角转动范围0300俯仰角范围1085。四、 系统原理 采用视日运动轨判断方法，上位机（或PLC）预先存储使用地点的相关太阳轨迹参数，该参数可以根据需求在线下载和升级修正。这样在某一地方使用，只要设置相关地点信息，上位机能按照设定的太阳运动轨迹，形成方位角和高度角变化趋势，上位机控制步进电机（可以根据需要选择伺服电机）运动，使光伏电池在不同经度、纬度地区，每个时刻都能跟踪太阳光直射方向，提高光伏电池的运行效率。 五、 方案实施5.1系统组成框图图1 为系统基本组成框图。主要组成部分有：上位机，面板，方位驱动电机，俯仰驱动电机，方位限位信号，俯仰限位信号，方位俯仰位置传感器组成（可以根据需要增加风速传感器等）。 图 1 系统基本组成框图5.2基本部分介绍5.2.1 方位执行单元参数方位伺服驱动器：直流48V供电，450W；方位角电机功率：180W；方位角电机额定转速：1500rpm；电机减速器输出转速：4.7r/min；电机减速器输出力矩：349N.m；电机减速器输出端到主动轮传动比K=6。5.2.2 俯仰执行单元参数俯仰伺服驱动器：直流48V供电，450W；俯仰电机功率：180w；俯仰电机额定转速：1500rpm；电机减速器输出转速：43.2r/min；电机减速器输出力矩：39N.m；电机减速器输出端到丝杆传动比K=3.57143。5.2.3 上位机上位机采用PLC或者XXXX运动控制系统。XXX运动控制系统具有运动控制平稳，控制精度高，人机交换方便，安全可靠的特点。该系统采用TI先进的28XX系列DSP，运行速度快，功能较为齐全，接口丰富，工作温度范围宽，抗干扰性强。上位机内置程序和数据深度存储器，方便用户在线升级数据和对当地日轨修正。风速检测功能，能有效避免强风对系统的破坏。太阳能极板方位和高度位置检测，准确确定每时每刻太阳能极板的位置。5.2.4 面板面板和上位机间采用通信传输，方便用户安装和远程操作。面板采用触摸屏，大视角液晶屏 ，人机交换方便。六、 系统软件简易流程跟踪模式的判断过程完全由软件实现,灵活度很高,可以针对不同的地区和不同的气候进行调整,尽量提高光伏电站的发电效率。可根据需要增加光强传感器、风力传感器等多种传感装置。上电初始化 系统自检，自检状态调用显示计算当地真太阳时通过真太阳时，计算太阳极板位置角度检测当前太阳能极板位置计算电机的调节量根据调节量，控制电机运转，实时检测限位开关七、 售后服务1） 本产品的免费保修期为1年（自签署产品验收合格证之日起计算）。2） 在免费保修期内，由于本产品自身引起的故障，可享受免费的维修或更换。3） 终身软件免费升级及相关技术培训。4） 保修期外配件仅收取购买成本费，亦可由用户自行购买免费安装。5） 下列情况不属于免费保修服务范围，但仅收成本费：l 意外因素及用户使用不当（如摔碰、没按本产品安装手册要求进行操作等）造成的损害；l 因自行改装、拆机造成的故障；l 因使用环境不符合本产品要求造成的故障；l 由于试图对软件进行解密而导致的软件或硬件损坏；l 由于非本公司人员的改造或维修而产生的故障；l 由于不可抗力造成的损坏。八、 材料清单及价格组成：序号名 称型号及规格单价（元）数量价格（元）备注17彩色触摸屏F10701台埃斯顿2上位机183-2W-0021台3方位角及俯仰角伺服12DA-0302台4电机GK60252台5减速机自选2台德国LENZE6方位角及俯仰角光电编码器长线HT