摘 要

太阳能电池板高效储能系统设计的来源是太阳能电池板通过吸收光能转变为电能但是却不能够随时随地直面太阳的缺憾，主要解决的技术问题是如何让太阳能电池板能够随时随地地直面太阳，同一时间段内吸收更多的太阳能。太阳能作为人类选定的未来主要能源，其优点也是非常明显。其一，只要太阳一直存在，那么太阳能就会永不枯竭，其次太阳能是经由太阳产生的，所以其能源本身的洁净无需置疑，其三，人类没天都在接受太阳的照射，但是却没有任何隐患，所以其能源安全性不必再提。所以太阳能转换的相关技术未来必然得到大力发展，现有的能源体系也将会被其代替。 

太阳能电池板高效储能系统设计是由51单片机最小系统，AD转换电路，单片机控制电路，电机驱动电路，LCD显示电路组成。太阳能电池板高效储能系统设计主要是比较不同方位的光电传感器的感应电压来确定光照强度的不同，利用两者的差别通过单片机的程序来控制步进电机的转动，达到跟随太阳的目的。除此之外，还利用充放电系统来检测电池板所转化的电能。

关键字：STC89C52单片机，太阳能电池板，光电传感器

ABSTRACT

The source of high-efficiency energy storage system design for solar panels is the lack of solar panels to convert light energy into electricity but not to face the sun anytime, anywhere. The main technical problem is how to make solar panels face the sun anytime, anywhere. More solar energy is absorbed during the same period of time. Solar energy is the main energy source of choice for human beings, and its advantages are also very obvious. First, as long as the sun always exists, the solar energy will never be exhausted. Secondly, the solar energy is generated by the sun, so the cleanness of its energy itself is not in doubt. Third, human beings are exposed to the sun all day, but there is no Hidden dangers, so their energy security does not have to be mentioned. Therefore, the technology related to solar energy conversion will inevitably be vigorously developed in the future, and the existing energy system will be replaced by it.
The solar cell high-efficiency energy storage system design is composed of 51 single-chip microcomputer minimum system, AD conversion circuit, single-chip control circuit, motor drive circuit and LCD display circuit. The solar cell efficient energy storage system is designed to compare the induced voltages of photoelectric sensors in different orientations to determine the difference in illumination intensity. The difference between the two is used to control the rotation of the stepper motor through the program of the single-chip microcomputer to achieve the purpose of following the sun. In addition to this, a charge and discharge system is also used to detect the electrical energy converted by the panel.
Keywords: STC89C52 microcontroller, solar panel, photoelectric sensor

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第1章 绪论 1

1.1能源的发展及现状 1

1.2 课题的设计及意义 2

1.3系统总体设计要求 2

1.4系统总体方案设计 3

第2章 系统的硬件系统设计 4

2.1主要芯片功能介绍 4

2.1.1本次设计中ADC0832的使用说明 4

2.1.2 本次设计中LCD1602的使用说明 5

2.1.3 本次设计中STC89C52RC的应用说明 7

2.2光电转换模块设计 9

2.3 AD转换模块设计 11

2.3.1 AD转换的原理 11

2.3.2 AD转换模块设计 11

2.4电机驱动模块设计 12

2.4.1 电机基本原理及介绍 12

2.4.2单片机驱动电机电路设计 13

2.5 充放电系统模块设计 13

2.6液晶显示模块设计 14

第3章 系统安装与调试 16

3.1程序结构分析 16

3.1.1 模数转换程序 16

3.1.2 步进电机控制程序 17

3.1.3 主程序 18

3.2系统程序流图 19

3.3焊接步骤 19

3.4程序调试 20

第4章 结论 21

参考文献 22

附录1整体电路原理图 23

附录2元器件清单 24

致谢 24

第1章 绪论

1.1能源的发展及现状

自从人类发生工业化革命之后，人类的发展从羊肠小道迈上了高速路，近百年来的科技爆炸，再加上第二次世界大战之后的世界和平，使得人口数量日益增长，人类对能源的需求已经越来越多。能源问题已经成为人类快速发展的推动力，在此前，绝大多数甚至全部国家均使用石油、天然气、煤炭等资源作为主要的开发能源^[1,2]。但是这些需要上百万甚至千万年才能产生的资源，其产生速度已经跟不上人类发展的速度，迟早都会有枯竭的那一天，换句话说，它们是不可再生的。因此对于新的能源的追求就成了全球各国不可忽视的重要问题^[1]。人们通过研究发现了风能、水能、生物能、矿物能、潮汐能、原子核能、地热能等等新的能源，但是地热能的利用并不理想，而且其对地理位置有着特殊的要求，主要集中在构造板块边缘一带，这些地区也是火山和地震的多发区；而原子核能，主要是通过核裂变及核聚变产生，但是其对于环境的破坏也是最大的，如果不 妥善管理，核泄漏产生的辐射会使万物灭绝，例如切尔诺贝利核泄漏；潮汐能是地球与其他天体之间的引力作用而产生的，主要表现为海水的潮涨潮落，但是其利用也有着地域限制；而剩下的风能，水能，生物能，和矿物能等都是由太阳产生的能量引起的，所以人们转变想法，是否可以直接利用太阳能？^[2]

经过几十年的研究和发展，人类已经能够合理的利用太阳能来供应日常。但是众所周知，人类的工业化是建立在对于电力大量使用，所以尽管人类可以大范围的使用太阳能，但其主要的还是将太阳能转换为电能之后再利用，这就产生了光伏发电的相关技术。但是这一技术的关键所在是太阳能的转换效率。太阳能转换效率的问题就是如今全球各国都在努力攻克的难题^[3]。现如今的太阳能利用技术主要是利用硅材料制成太阳能电池板或者组件，实现转换，其他材料诸如薄膜化合物等的制作成本太高，制作工艺太过于复杂，甚至有些所用到的材料本就是稀有材料，所以硅材料制作的太阳能电池及组件被大规模使用。但是，一，现如今的科技水平，硅材料制成的太阳能电池板其转换效率并不高，只有20%左右，大部分以热能的形式发散；二，电池的制造成本很高，根据非营利智库的科学技术专家Varun Sivaram表示，若太阳能要满足全球30%的电力，其每瓦的价格必须从一美元降至25美分，即从人民币7元降至2元左右^[4]，这就涉及到太阳能电池的材料的更新换代；三，虽然可以不通过太阳能电池的储存直接转换直接使用，但是在太阳能发电高峰期的时候，反而对于电力的需求不高，因为人们大多数还是在夜晚用电最多，因此还是需要使用电池的存储技术，这就回到了第二个问题。