太阳能接收装置姿态自动控制器软件部分

本次论文主要对于太阳能追踪控制器进行研究,以此来提高太阳能利用率。我们将AT89S51单片机作为控制核心,然后通过四个光敏传感器进行光电转换,接着通过电压放大器对它们进行了比较,进而通过单片机对这些数据进行分析及处理,之后可以根据这些数据对电机进行控制,使其能够对太阳位置进行追踪。这种方法的优点是很明确的,它的抗干扰能力很好并且很大程度上提高了利用率。其中的软件部分主要分成了主程序、A/D转换、电机控制、光强检测这几个模块。我们利用C语言对于其中的各个模块进行编写程序,在这些程序编写完成之后对其进行仿真,进而结合硬件完成研究目标。关键词 太阳能 ,追踪,光敏电阻,控制目录
1 引言 1
1.1 太阳能使用的历史 1
1.2 太阳能的优缺点 2
1.3 太阳能利用问题 3
1.4 我国太阳能资源 3
1.5 太阳能利用的发展.............................................................................................4 2 系统总体设计..........................................................................................................5
2.1 太阳能追踪策略 5
2.2 设计的总体机构 7
3 太阳能追踪器软件设计 8
3.1 汇编语言的介绍 8
3.2 主程序设计 9
3.3 光强检测模块 10
3.4 电机转动控制模块 13
3.5 电机驱动模块 14
4 仿真 16
结 论 17
致 谢 19
参考文献 20
附录A 模块电路图..........................................................................................
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3.5 电机驱动模块 14
4 仿真 16
结 论 17
致 谢 19
参考文献 20
附录A 模块电路图.................................................................................................22
附录B 程序代码 24
引言
因为人类文明的不断发展和进步,工业化科技化的程度越来越高,而伴随着这些发展所出现的问题也越来越明显。其中能源就是一个十分重要的问题。
自从第一次工业革命开始,人类便开始了对煤炭等矿物燃料大量的开发。一直到今天,人们对于煤炭资源、石油资源等等的使用一直都是十分频繁的。但是我们都知道煤炭、石油、天然气等燃料的使用都存在着巨大的问题:首先,这些能源并不能够无限的循环利用,它们都是经过大自然亿万年的沧海桑田所形成的;其次它们存在这严重的污染问题,矿物燃料中常含有硫元素,当它们燃烧时便会产生二氧化硫气体,而二氧化硫对人体和自然都存在着巨大的威胁;再者,随着能源大量的燃烧,产生的巨量的二氧化碳,造成当今世界的温度不断增高,冰川融化等现象。
虽然矿物燃料这种能源的使用存在着巨大的弊端,但是人类发展的脚步不会因此而暂缓。因此人们迫切的寻找着一种可再生、无污染的新的能源,就这样太阳能逐步进入了人们的视线。
太阳能使用的历史
人们在3000多年前对太阳的利用并不是将太阳能作为一种能源使用的,而将太阳能认为是一种能源并且利用它们,距今仅有300多年的时间。而当人们认识到太阳能的重要性,并且将其认为是“急需的能源”、“未来能源结构的基础”则是最近这些年才有的事情。
论及近代对太阳能的利用,首先我们要提到的人物就是所罗门德考克斯,他是一位法国的工程师。而在接下来的200多年里世界上出现了多种太阳能动力装置以及其他的一些装置。它们都是采用的聚光的方法收集阳光,而且造价十分不菲,并且没有什么实用价值。
进入20世纪之后,人们对于太阳能的使用得到了光速的发展,并且由于矿物能源的大量使用造成的环境污染和生态破坏,联合国1992年在巴西召开了“世界环境与发展大会”,该次会议统一了环境与发展的框架,确立了当前的发展模式为可持续发展,使得太阳能的利用工作走出了低估,并且逐渐得到重视。而之后坚定世界各国开发太阳能决心的则不得不提到在1996年召开的“世界太阳能高峰会议"了。总体的方面来说,太阳能科技在20世纪取得的进步大于之前的任何一个时代,而爱迪太阳能现在也已经是我们在生活中不可缺少的部分。
太阳能的优缺点
太阳能的优点相比较于其他的一些能源有四点:
第一个方面:太阳对于我们来说几乎每天都可以看到,它没有任何吝啬的普照着大地我们可以对于它进行直接的利用,而其他的资源还需要开采以及运输等等的过程,所以对于成本的问题会有下降。
第二个方面:我们都知道,太阳能是一种清洁的能源,使用太阳能并不会对环境造成影响,因此人们也都普遍的认识到太阳能的清洁性。
第三个方面:据统计,每年能够到达地球表面的总太阳辐射能源量大约相等于130万亿吨的标准煤。也就是说,每年到达的太阳能的总量比当前世界上可开发的任意的能源还要多。
最后一个方面:我们对太阳的印象有很多,譬如说悠久以及庞大,在21世纪的初,有人对太阳产生的核能速度进行过估算,氢的储量能够一直维持到上百亿年,而我们的家园地球到如今也仅仅是过了几十亿年,从这个角度来说,太阳的能量对我们来说真的是无穷无尽的。
当然虽然说太阳能有着如此多的优点,但是它并不是完美无缺的:
首先,虽然说太阳能在地球上的能源十分充足,但是它的分布并不是特别的均匀,有的地方光照十分充足,能够十分轻松的对太阳能进行利用;而还有的地方却无法对太阳能进行规模的有效利用。在这方面,我们需要花费大量的金钱去实现这种利用,主要是大面积的转换设备的造价还是十分高昂的。
其次,和太阳能利用的相关因素还是有很多的,主要像四季、昼夜这种不可逆的因素,还有像天气晴雨这种大自然的心情有着很大的关联。这些对太阳能的大规模的利用也产生了巨大的影响。
最后,直到如今,虽然太阳能的利用已经得到了大规模的发展,但是不可否认,当前对于太阳能的利用率依然十分低下。而且由于效率的低下,造成了当前对太阳能的利用的经济性并不是很高。
太阳能利用问题
太阳能是一种存在广泛的并且根据空间的变化不断变化的能源,密度低并且存在着一定的间歇性。而这些对于太阳能源的采集以及对于太阳能的利用都提出了更加严格的要求。
尽管随着科技的发展人们相继研究出了相当一部分太阳能装置,譬如有太阳能电池板、太阳能干燥器当然还有太阳能热水器等等,但是对于在太阳能方面的发展,这些还远远不够,在这当中最主要的问题还是对太阳能的利用率太低。在现在,提高太阳能利用率成了人们的研究方向,而提高太阳能利用率现在主要存在着两种手段,一种就是提高太阳能设备的转换效率,而另一种方式则是提高太阳能装置的接收效率。就这两种方法而言,第一种十分复杂,属于能量转换方面,需

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