论文总字数：16672字

摘 要

当下人们正面临的是化石能源储量减少，化石能源即将枯竭的困境。而且化石能源的大量消耗也导致了温室效应，环境污染。煤、石油等化石能源已不符合社会可持续发展的要求。所以发展寻求新能源并扩大利用清洁能源成为了新的热点。如太阳能，储量丰富、源源不断、使用方便、清洁无污染、为可再生能源。而太阳能的不足是要视天气情况，吸收不稳定、目前利用效率不高等。所以研究太阳能，提高太阳能吸收效率是现在的迫切需要，而本文就是论述关于利用吸收太阳能，提高太阳能利用率的一种方法。即以欧姆龙可编程控制器作为上位机，采用视日运动轨迹跟踪，伺服电机在伺服驱动器的驱动下为太阳发电装置提供动力，追随太阳的运动轨迹，保证装置实时处于最佳的受光。本文利用程序跟踪来保证在多种天气情况下也能自动正常工作，从而获取最多的太阳能。

关键词：光伏发电；视日运动轨迹跟踪；PLC；太阳能

Abstract

What people are facing today is the dilemma of diminishing fossil energy reserves and the impending depletion of fossil energy sources. Moreover, the consumption of fossil energy has also led to the greenhouse effect and environmental pollution. Fossil energy sources such as coal and oil are no longer in line with the requirements of sustainable social development. Therefore, the development of new energy sources and the expansion of the use of clean energy has become a new hotspot. Such as solar energy, rich in reserves, continuous, easy to use, clean and pollution-free, renewable energy. The shortage of solar energy depends on the weather conditions, the absorption is unstable, and the current use efficiency is not high. Therefore, it is urgent to study solar energy and improve the efficiency of solar energy absorption, and this paper discusses a method of using solar energy absorption to improve solar energy utilization. That is, using the Omron programmable controller as the host computer,The servo motor provides power for the solar power generating device under the drive of the servo drive, and follows the solar motion trajectory to ensure that the device is in the best light in real time. This paper uses program tracking to ensure that it can work automatically in a variety of weather conditions, so as to obtain the most solar energy.

Key words：Photovoltaic power generation; sight trajectory tracking; plc; solar energy

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 1

第二章 太阳能光伏发电 4

2.1 太阳能光伏发电的原理 4

2.2 光伏发电系统的组成 4

2.3太阳能发电过程类型 4

2.4 太阳能电池材料的转化率 5

2.5 太阳能利用的发展历史 5

第三章 跟踪系统的介绍 7

3.2 太阳能自动跟踪装置 7

3.2.1 程序自动跟踪 7

3.2.2 传感器自动跟踪 7

3.3本次跟踪系统的基本原理 8

3.4.伺服驱动器说明 9

3.5 欧姆龙 PLC 12

3.6 伺服电机 15

第四章 光伏跟踪系统程序设计 17

4.1 光伏发电视日运动轨迹跟踪法 17

4.2 程序流程设计 18

4.3 跟踪程序编写 22

第五章 总结与展望 24

参考文献 25

致谢 27

附录 28

第一章 绪论

1.1课题研究的背景

如今处于21世纪的早期，世界还是大量的消耗石油、天然气、煤炭等化石能源^[1]。然而发展的持续，对能源的需求肯定也是高增不降，据预计，2025年即达136.5亿吨当量。如此大的的能源需求，还在日益上升，可化石能源却不会增加只会减少，所以国际能源机构推算未来不久就会出现能源危机。

而且，由于不加克制与不科学的开采利用，发展进行到现在，也造成了环境污染。恶化的后果就如地球气温的升高、出现酸雨现象、空气污染等。地球自身的调节能力已经超负荷了。现在就需调转方向，发展一些，如生物质能、氢能、海洋能、太阳能光伏、天然气水合物等可再生能源了。而太阳能，是较为普遍、推行利用得比较大范围的能源^[2]。它清洁环保，源源不断，储能丰富，分布较广，适合推广，有光伏电池，利用也便捷。它也随着许多政策的调整，后面太阳能的行业发展将不断提高。

1.2课题研究的意义

对太阳能的研究可知道太阳通过光辐射的方式，每分钟传输到地球的能量就可以与4亿吨煤所产生的热量相当。而这些能量只有少部分被利用了，大部分是流失到宇宙中了。如果真能提升对太阳的利用率，那就可以减少对化石能源的使用，则污染也可减少。

现在生活中吸收利用太阳能的常见的就是太阳能热水器，太阳能电池发电。太阳能热水器是直接吸收利用太阳的热能，它有集热管、保温水箱^[3]。太阳能电池发电则是太阳能直接转化成电能，原理是电池表面半导体材料的光生伏特效应，材料受到光的照射，材料内部产生电位差，是光子——电子，光能——电能的转化。这电流即为电能，即可为负载供电。太阳能，太阳光是充足的，然而要真正的依靠于它成为主要能源，那就要提升光伏发电的效率，这是太阳能利用的关键。而视日跟踪运动控制系统就可以较大限度的提高发电效率，其通过对太阳轨迹的跟踪，通过脉冲指示电机调节光伏发电板，全天自动保持发电板与太阳光线的垂直。

所以，认真切实的做好太阳轨迹跟踪运动系统的研究，对现状的意义是很大的，未来的也将有广泛的应用前景。

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