基于单片机的双轴光伏寻日系统设计
时间：05-16
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3．1 太阳运行轨迹的计算
要实现对太阳的跟踪，需要知道某一时刻某一位置，太阳的高度角αs和方位角γs。太阳运行轨迹即太阳相对于地球的位置，可用两种坐标系来描述：赤道坐标系和地平坐标系。
赤道坐标系是指太阳相对地球的位置是相对赤道平面而言，用赤纬角δ和时角ω来表示，赤纬角可用Cooper方程近似计算，即：
式中，n为一年中的日期序号，如元旦为n=1，12月31日为n=365。时角ω的数值等于离正午的时间(小时)乘以15°，上午为负，下午为正。
太阳高度角αs、天顶角θz和纬度φ、赤纬角δ、时角ω的关系为：
3．2 控制系统流程图
控制系统的总体流程图如图7所示。系统启动后，需要使用按键手动输入参数，包括当地经度、纬度及时间(采用24小时制)。若室外风力在5级以下，则将光伏板进行寻日跟踪，否则将驱动水平电机，将光伏板设置成水平方向，防止因风力过大而损坏光伏板。在寻日过程中，若室外天气晴朗，则采用光控方式，利用双轴跟踪传感器对光照最强的位置进行跟踪，若室外为阴天，则通过经纬度及时间计算太阳的高度角及方位角，通过时控方式对太阳进行跟踪，若光照强度过低，则将光伏板水平放置。
本系统主要为提高光伏发电系统的发电量而设计，在测试时，选用了两块参数相同的光伏板，一块光伏板采用最佳倾斜角度进行固定安装，另一块光伏板安装本双轴光伏寻日系统，其对比数据如图8所示。
基于单片机的双轴光伏寻日系统以AT89S52单片机为核心，能够根据天气状况自动选择寻日跟踪方式，性能稳定，跟踪经度高，安装方便，价格低廉，能够有效的提高光伏发电系统的发电量，可适用于光伏交通警示灯、小型光伏电站等光伏发电系统中。
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