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时控法光伏发电智能追日系统的研究
时控法光伏发电智能追日系统的研究
摘要：
随着可再生能源的快速发展，光伏发电系统成为一种重要的替代能源选择。为了提高光伏发电系统的效率，光伏追踪技术得到了广泛应用。本论文研究了一种利用时控法实现的光伏发电智能追日系统，该系统通过精确计算太阳轨迹来控制太阳能电池板的转向，以最大程度地提高光伏发电系统的发电效率。实验结果表明，该系统具有较高的追踪精度和系统响应速度，同时具有较强的抗干扰能力。
关键词：光伏发电系统、光伏追踪技术、时控法、智能追日、发电效率
1.引言
光伏发电是一种通过光电效应将太阳能光子转化为电能的过程，具有环保、可持续等优势。然而，由于太阳的位置不断变化，太阳能电池板的转向也需要及时调整，以最大程度地吸收太阳能。因此，追踪太阳成为提高光伏发电系统效率的关键技术之一。目前，光伏追踪技术主要有机械追踪和电子追踪两种方法，其中电子追踪技术又可以分为时控法和光强控制法两种。本文将重点研究时控法光伏发电智能追日系统，以提高光伏发电系统的发电效率。
2.时控法光伏发电智能追日系统原理
时控法光伏发电智能追日系统通过根据太阳轨迹精确计算太阳位置来控制太阳能电池板的转向。系统首先通过传感器检测太阳光的强度和波动情况，然后根据预设的时控规则，计算太阳位置，并通过控制电机使太阳能电池板跟随太阳的移动。具体的系统框架如图1所示：
[图1:时控法光伏发电智能追日系统框架]
3.系统设计与实现
3.1传感器设计
光伏追踪技术需要通过传感器来获取太阳光强度和波动情况。本文设计了一种模拟式传感器，该传感器采用光敏电阻作为光强度的探测器，通过转换电路将光强度转化为电压信号，并经过滤波和放大处理后输入到控制器中进行处理。
3.2控制器设计
控制器是时控法光伏发电智能追日系统的核心部分，负责计算太阳位置并控制电机的转向。本文设计了一种基于微控制器的控制器，利用高精度时钟模块来进行时控计算，通过编程将计算结果转化为电机的控制信号，并实现平稳转向。
3.3电机驱动设计
为了实现太阳能电池板的转向，本文采用了步进电机作为驱动器。步进电机驱动采用双H桥驱动电路，通过微控制器输出的控制信号来控制电机的运动方向和速度。
4.实验结果与分析
为了验证时控法光伏发电智能追日系统的效果，本文进行了一系列实验。实验结果表明，该系统能够精确跟踪太阳轨迹，并在短时间内完成转向调整。同时，系统具有较强的抗干扰能力，能够在强光干扰、阴影遮挡等情况下保持稳定追踪。
5.结论与展望
本文研究了一种利用时控法实现的光伏发电智能追日系统。实验结果表明，该系统具有较高的追踪精度和系统响应速度，能够最大程度地提高光伏发电系统的发电效率。未来的研究可以进一步优化系统算法和硬件设计，提高系统的性能和稳定性，以推动光伏发电智能追日系统的广泛应用。
参考文献：
[1]陈鹏,杜文锋,陈慧.光伏发电智能追日系统的研究与设计[J].电子技术应用,2018(17):69-71.
[2]黄伟.基于时控法的光伏发电系统的追日控制研究[J].光学仪器,2020(2):47-50.