章國憲 趙永誠 徐慶 冀萍

摘 要：自工業(yè)革命以來，煤炭、石油成為世界的主要能源，人類對這些資源的依賴越來越大，但煤炭和石油都是不可再生能源且儲量有限燃燒后產(chǎn)生大量二氧化碳等有害氣體，對環(huán)境破壞比較大。在這些因素下我們必須研究和開發(fā)新能源如太陽能。太陽能與傳統(tǒng)能源相比有很多優(yōu)勢：太陽能儲量豐富，在地球的任何角落都有，對交通不發(fā)達的地區(qū)有很大的利用價值：其次太陽能在開發(fā)利用的時候不會產(chǎn)生廢氣廢渣，不會破壞環(huán)境。雖然太陽能有如此多的優(yōu)點，但并不能十全十美依舊存在很多目前還不能快速解決的的問題，太陽能存在的這些問題加大了對太陽能設(shè)備性能的要求以至于造成對資源的浪費。進入21世紀，全球一體化，環(huán)境與資源成為一項世界性難題，既要推進社會的現(xiàn)代化又要保護好我們賴以生存的環(huán)境，大量使用傳統(tǒng)能源會對當下環(huán)境造成無法估量的破壞，走這條路必將給我們?nèi)祟悗頌?zāi)難，因此除了開發(fā)清潔能源我們別無選擇，而太陽能所具備的各項優(yōu)點剛好能滿足我們的要求，充分利用好了太陽能我們所面對的問題都能迎刃而解。所以設(shè)計一套可以提高太陽能的利用率，提高發(fā)電效率的太陽能跟蹤系統(tǒng)顯得尤為重要。本文針對這些問題設(shè)計了一套太陽能自動跟蹤系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：環(huán)境與資源;清潔;傳感器;光電池

1 太陽能在我國的分布情況

太陽和人類的生活息息相關(guān)，日出日落，我們每天都和太陽見面，太陽是我們再熟悉不過的，但是對于太陽能我們卻知之甚少。太陽能和其他能源一樣向人類不斷的提供能量保證人類的正常生產(chǎn)生活，但是它又和其他能源有點不一樣，它的產(chǎn)生源于自身的化學(xué)能變化，產(chǎn)生的能量純天然無污染。我們都知道地球繞太陽轉(zhuǎn)，太陽光照射在地球上，地球接受大量的太陽光，地球軌道上接收到的平均太陽輻射強度非常大，而地球又是太陽系中一顆比較大的行星，這樣就很容易算出地球接收到的太陽能總量巨大。地球上海洋面積占了約80%，太陽光照射在在海平面上的面積巨大，海洋接收到的能量巨大，如果把這些以其它傳統(tǒng)能源換算，相當于有102000TW的能量。如果我們?nèi)祟惏堰@些能量運用到我們實際的生產(chǎn)生活中去，我們就不會有能源危機，就不會發(fā)生歷史上那些因為爭奪能源產(chǎn)生的戰(zhàn)爭，避免人類的慘劇。雖然太陽能有如此多的優(yōu)點，但也存在著的很多缺點，這些缺點加在一起構(gòu)成了開發(fā)太陽能的攔路虎。

2 太陽能與其他常規(guī)能源相比有三大優(yōu)點：

第一，太陽能儲量豐富，在太陽漫長的運行歷史中，太陽緊消耗了它儲藏能量的2%，可以說太陽能是人類能源的未來，是個聚寶盤的。

第二，太陽光存在于地球的任一個角落如果利用起來的話，可以省去一些不必要的成本，對一些地區(qū)具有利用價值。

第三，太陽能較其他傳統(tǒng)能源不會損害環(huán)境更不會影響生態(tài)平衡。

3 太陽能的開發(fā)的缺點：

第一，分散性，光照區(qū)域不集中，不利于設(shè)備采集。

第二，不穩(wěn)定性，光照采集受自然因素影響大。

第三，轉(zhuǎn)化效率低且成本高，太陽能的發(fā)展還處于初級階段，有些技術(shù)在理論上已經(jīng)想當成熟可行，但是脫離實驗室的太陽能利用轉(zhuǎn)化裝置，光轉(zhuǎn)化效率偏低，造價成本高昂，在市場上與其他的傳統(tǒng)能源產(chǎn)品相比價格偏高不具有競爭優(yōu)勢。

4 功能介紹

本跟蹤系統(tǒng)的控制電路由兩個電壓比較器組成，其輸入端的組成非常特別，兩只光敏電阻為主要元器件然后以串聯(lián)交錯的組合成構(gòu)成了光敏傳感器，且每一組兩只光敏電阻的作用互相不同其中的一只擔當比較器的上偏置電阻的角色，另一只為擔當下偏置電阻的角色。

該電路首先的結(jié)構(gòu)是電壓比較器，由雙運放LM358與R1、R2構(gòu)成主題，四個光敏電阻和兩個電位器構(gòu)成的光敏傳感電路較其他電路的特殊之處在于它能靈活變通，當光照很弱時會補償光線達到設(shè)備的基本運行要求，減少了自然因素對系統(tǒng)的干擾。根據(jù)圖2我們就知道，RT1和RT3安裝的位置與其他2個光敏電阻的完全不同，2組光敏電阻一組在另一組的相反側(cè)。當四個光敏電阻同時受太陽光的照射時，兩個電位器的中心點不受影響更不會影響電壓的阻值。如果只有前兩個光敏電阻工作接受到太陽光的照射系統(tǒng)的運行會很不一樣，首先反應(yīng)比較快的RT1反應(yīng)最為激烈它的內(nèi)阻會減小，其次LM358也會根據(jù)光敏電阻的變化做出相應(yīng)的變化最明顯的是它的各電位腳之間產(chǎn)生的微妙變化③腳電位升高，它的另一個電位腳①腳輸出一個比較高的電平，各元器件都跟著變化三極管當然不會保持不變VT1也迅速改變狀態(tài)，飽和導(dǎo)通，緊接著繼電器K1也迅速反應(yīng)導(dǎo)通，其轉(zhuǎn)換觸點最明顯的變化就是3與觸點1閉合。雖然這2個光敏電阻是同一組但是RT3的變化卻是相反的內(nèi)阻沒有像它一樣反而減小，同樣也是LM358的⑤腳發(fā)生了不同于其它的變化電位下降，因為這一系列的運行結(jié)果不同導(dǎo)致K2不動作，其轉(zhuǎn)換觸點開始運行3與靜觸點2的運行結(jié)果是閉合，最后的結(jié)果是電機M根據(jù)元器件的指令發(fā)生正轉(zhuǎn)，反之亦然，整個系統(tǒng)就這樣隨著太陽的變化變化著。這個系統(tǒng)電路的值得稱贊的地方就是，當LM358的③腳發(fā)生變化時如電位升高，其它的電位腳如⑤腳電位不升反而降低，反過來的話結(jié)果也是反過來的，這樣的結(jié)果是使電機的正反轉(zhuǎn)干脆可靠。

5總結(jié)

本論文先介紹了太陽能在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及太陽能在我國的分布情況，從中可以發(fā)現(xiàn)太陽能作為一種新能源具有很廣的發(fā)展?jié)摿?，利用好了太陽能不僅可以獲得巨大的經(jīng)濟利益，而且還能遏制環(huán)境污染。在現(xiàn)實環(huán)境如此惡劣的情況下，大力發(fā)展推廣太陽能具有很強的現(xiàn)實意義。

其次文章對太陽能跟蹤控制系統(tǒng)的詳細介紹，相信大家對太陽能跟蹤系統(tǒng)有了進一步的認識，可以清晰的發(fā)現(xiàn)本控制系統(tǒng)是一套切實可靠，可以大規(guī)模推廣的系統(tǒng)。

太陽能是清潔無污染可再生的資源，在現(xiàn)今環(huán)境與資源相互矛盾的情況下研究好利用太陽能是我們?nèi)祟愰L治久安的唯一出路。

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