开题报告太阳能电池自动跟踪系统的软件设计

选题的背景与意义

 人类社会已进入 2 1世纪 .在新千年开始之际 ,人们正面临着一系列重大的挑战 .全球经济发展 ,人口迅速增加 ,需要提供更多的食物、住房和原料 ,因而对能源的需求量也不断增加 .在过去2 0年中 ,全世界能源消耗量增加了 40 % ,其中85 %以上使用的是矿物燃料 .这些矿物燃料燃烧时要产生大量温室气体 ,全球单是ＣＯ2 排放量每年就超过 5 0 0亿ｔ,而且还在不断扩大，形成的酸雨造成土壤退化 ,危害动植物 .全球气候变暖可能会产生灾难性后果 ,必须采取坚决措施 ,减少温室气体的排放 .因此 ,治理环境污染 ,已成为当务之急 .同时 ,矿物燃料的存储量也日渐减少，所以开发新的能源刻不容缓
 太阳能是清洁绿色能源 ,它具有不消耗燃料 ,没有环境污染 ,能就地产生 ,不需要长距离输送 ,可靠性高 ,寿命长 ,使用维护简单 ,安全性能好 ,可分散供电 ,与其它电源系统的兼容性好 ,储能比较方便等优点 ,蕴藏着广泛应用前景和无限的生命力,太阳能发电已成为全球发展速度最快的技术。然而它也存在着间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题,这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求。目前很多太阳能电池板阵列基本上都是固定的,没有充分利用太阳能资源,发电效率低下。据实验,在太阳能光发电中,相同条件下,采用自动跟踪发电设备要比固定发电设备的发电量提高35%,因此在太阳能利用中,进行跟踪是十分必要的。
 
二、研究的基本内容与拟解决的主要问题：

1. 研究的主要内容：

1．  组成
 自动跟踪系统由光电检测电路, 双轴机械跟踪定位系统, 时钟电路, 单片机控制系统等几部分组成。
 
1．1  光电检测电路
 将运放输出的电平输入到控制器（单片机）I/O端。检测并判断太阳光线的朝向, 来决定哪个电机转动、向哪个方向转动。
 
 
 
1．2　双轴机械跟踪定位系统
 信号送由单片机进行判断, 就能检测到转动的角度。单片机通过计算送出方位角和高度角电机的正反转控制信号,。
 
1．3  时钟电路
 由于系统中要进行一些与时间有关的控制, 这就需要使用实时时钟。在晴天检测时能自动跟踪太阳并实时回存正确数据 , 消除因季节变化而产生的积累误差 , 在阴天时能自动引用晴天时的位置。

2. 拟解决的主要问题
 根据硬件系统的特点和设计要求，解决单片机的软件设计环节，重点解决的是根据光照控制双轴机械跟踪定位系统的跟踪精度和时钟电路设计上为消除累积误差而进行的补偿。
 
三、研究方法及预期目的：

1. 研究方法
 应用单片机基础理论，结合项目设计步骤，通过查阅文献、上网查阅资料，观察市场中同类产品，了解太阳能电池自动跟踪系统的基本原理，结构组成及实现；待有一定的认识后，逐步的构思软件的设计过程。最后通过不断地编程调试逐步完善，知道实现相关功能。不懂的地方通过向导师及同组同学研讨、查找文献等方法解决。
 
2. 预期目的
 通过对太阳能电池自动跟踪系统的工作原理进行软件设计，结合相关芯片的数据参数结合了单片机软件编程等知识，最终完成实现相关功能的软件系统。其次通过这次的文档设计，了解工程项目的设计过程，以及身为一个工程技术人员所需具备的素质和所应当完成的工作，为我们即将进入社会提供了一个良好的学习机会，对于我们由学生向工程技术人员有着重大的实际意义。

四、研究的总体安排与进度：

1、08.03.8－08.03.15 文献检索，查询相关的书籍资料，撰写相应文献综述，并准备开题报告；
2、08.03.15－08.03.20 通过对书籍的学习掌握，熟悉结合硬件系统进行基于单片机的软件开发特点。
3、08.03.20－08.05.15进入实际设计阶段，根据硬件系统的控制要求，通过不断软件设计和调试，逐步完成软件方面的设计目的，发现与理论不符，通过查资料，最终完成软件设计直到实现控制目的；
6、08.05.21－08.05.28整理设计计算资料，撰写文档范文；
7、08.05.29－08.06.5认真检查完成整个文档设计总稿，准备文档答辩。

五、主要参考文献：

夏小燕; 大范围太阳光线跟踪传感器及跟踪方法的研究 [D];河海大学; 2007年
赵丽伟; 太阳自动追踪系统的研究 [D];吉林大学; 2007年
杨金焕,陈中华; 21世纪太阳能发电的展望 [J];上海电力学院学报; 2001年04期
潘玉良,施浒立; 光伏发电系统最大输出效率探索 [J];电子工程师; 2001年09期
欧阳名三,余世杰,沈玉樑; 采用单片机的太阳能电池最大功率点跟踪控制器 [J];电子技术; 2002年12期
施玉川; 太阳能光伏发电动力系统的设计研究[J]; 西安交通大学学报; 1997年12期; 73-78
 王斯成; 光伏发电的前景和问题[J]; 国际电力; 1997年04期; 21-23