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太阳自动跟踪系统的设计
来源:本站整理  作者:佚名  2009-11-10 10:22:04




    上位机控制系统具有实现复位、水平方位的调整,俯仰方向的调整,太阳位置的跟踪、手动校准及计算当日数据等功能。其中“设置”按钮,可进行地方经纬度、波特率、步进电机动作频率等的设置。上位机可执行程序控制界面如图8所示,图9所示的是控制主界面下“设置”按钮的对话框。

4 试验观察数据分析
    由于影响跟踪精度的因素很多,不仅跟当地纬度、太阳赤纬角、太阳时角的取值有关,还跟步进电机的精度以及跟踪转台的机械结构有关,因而需要对跟踪轨迹的程序进行校正。校正采用手动操作,通过控制水平俯仰方位步进电机,使两个轴带动平面镜反光装置转动,同时不断观察平面镜反射太阳光的影子,当影子中心刚好聚在指定点时为最佳,记录下从原点到该点两轴的步进电机各自走过的步数,根据实际运行步数与理论运行步数之差,可计算得到角度之差,就是高度角和方位角的修正值。校正可以选择任一天中几个不同时刻进行。系统在实际运行时,观察到太阳在正午至下午3点期间,高度角方位角变化曲线存在明显拐点,变化比较显著,在此期间内系统对太阳位置的跟踪存在误差。
    表1中列出了2009年1月12日中午至下午三时左右的理论数据,并用系统的手动校准功能,记录下不同时刻的步进电机实际运行步数。

    为了更准确地得到太阳实际位置的参数修正值,应在春夏秋冬四季中不同时刻分别观测记录数据,将得到的一组高度角和方位角的校正值,拟合其曲线。用校正系数校正理论值存入控制程序,可以提高跟踪精度。


5 结 语
    本文介绍的太阳自动跟踪装置可以有效地提高太阳能利用率,适用于各种需要跟踪太阳的装置。经过试验、测试和实际使用,各项指标均达到了设计要求。本文设计的太阳自动跟踪装置是基于视日运动规律,为使系统具有更高的跟踪精度,可采用光电传感器跟踪校正,构成由视日运动规律跟踪和传感器跟踪的混合跟踪系统。随着太阳能自动跟踪装置的广泛应用,它定会有助于提高绿色能源利用的进程,为环境保护和提高人民的生活质量做出更大的贡献。

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