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槽式太阳热发电是目前国际上发电规模最大,且已实现商业化的太阳热发电技术,其工作原理:借助槽形抛物面聚光器将太阳光反射聚焦到管状接受器上,将太阳能转换为热能,加热工质,产生蒸汽,驱动蒸汽轮机发电。为了提高太阳能利用效率,进而提高发电效率,采取自动跟踪太阳技术,使聚光器的采光面轴线始终正对太阳。本文专门针对槽式太阳热发电跟踪控制系统开展研究,设计了一种新型太阳传感器,并利用单片机技术实现了系统的自动跟踪控制。
本文介绍了槽式太阳能发电的基本特点及国内外对太阳传感器和跟踪控制的研究现状;综合比较了现有跟踪控制方法的优缺点,提出了新的跟踪策略,即采用太阳传感器跟踪和视日运动轨迹跟踪相结合的跟踪方法;设计了以四象限探测器为核心的太阳传感器,提高了太阳传感器的灵敏度;同时根据控制系统的要求,选用了AT89C51单片机作为控制核心部件,设计了整套自动跟踪系统,着重完成了单片机的外围硬件电路设计和电路板的制作和调试,并对各个硬件电路要实现的功能进行了详细阐述。在软件方面,采用的是针对单片机的KeilC集成开发环境,完成了相应的软件设计,最后软硬件结合完成系统的调试。
研究结果表明,本文所研究的太阳传感器和跟踪控制系统运行可靠,结构简单,灵敏度高,能满足设计要求。