基于太阳能路灯的自动跟踪系统分析

C.bhuvaneswari, r.rajeswari, c.kalaiarasan

印度泰米尔纳德邦瓦尼亚山巴迪Priyadarshini工程学院EEE系助理教授

摘要

任何国家的发展都离不开能源。在印度，许多类型的能源发挥着重要作用。寻求无污染的可再生能源发电已成为必然。因此，可再生能源技术的范围从成熟的水电到新兴的。每种技术都有自己的测量方法和需求。在所有的能源中，太阳能是最丰富的能源。它可以直接作为太阳能隔离，也可以间接作为风能。太阳能具有可再生能源的来源。它的潜力是1780亿兆瓦，大约是世界的2万倍。年代的需求。太阳以电磁辐射的形式发出能量。 Solar cells are used for the generation of electrical energy. The solar cells receive the solar energy. The solar cells operate on the photo-electric energy by using solar cells principle. The energy from the photovoltaic cells is used to switch on the lights. At present solar electric power generation systems are having fixed solar panels whose efficiency of generation is less. This paper presents the analysis of street light with auto tracking system. Thus by using this auto tracking system we can increase the conversion efficiency of the solar power generation.

关键字

太阳能发电，太阳能电池板，太阳能电池，光伏电池，自动跟踪。

介绍

70年代初的石油危机?随着美国经济的快速发展和对环境的日益关注，人们开始关注开发可再生能源发电。其中最有希望的似乎是风能，其次是太阳能。太阳能电池被用来产生电能。太阳能电池接收太阳能。太阳能电池是利用太阳能电池原理，利用光电能工作的太阳能电池。光伏电池的能量被用来开灯。目前太阳能发电系统大多采用固定的太阳能电池板，其发电效率较低。本文的目的是将太阳能汽车跟踪引入现有的固定太阳能电池板，从而保持恒定的最大功率输出。因此，利用该跟踪系统可以提高太阳能发电的效率。 The control system will rotate the panel up and down also right to left according to the angles as if panel aligns vertically with the solar position. This approach will provide the maximum utilization of the sun ray to gain the maximum energy.

太阳能发电

最受欢迎的非常规电力资源是太阳能或太阳能热发电。太阳是一个连续的聚变反应堆，其中氢结合形成氦，并根据以下反应进化出大量的热能。

来自太阳的热能通过被称为光子的能量粒子束以有限的速度(几乎是光速)和能量传输到宇宙和地球。当光子撞击原子时，它们通过传递能量与电子相互作用，从而被吸收。太阳射线是由不同波长的光谱组成的，从低到非常高的范围，但紫外线辐射，其他低和非常高范围的波长辐射被臭氧，氧气，氮气，水蒸气等吸收。年代的气氛。因此，太阳射线的辐射波长大约在0.29μm ~ 2.3μm之间。

将阳光转化为电能，可以直接使用光伏(PV)，也可以间接使用聚光太阳能。光电利用光电效应将光转化为电流。聚光太阳能发电系统利用透镜或镜子和跟踪系统将大面积的阳光聚焦成一束小光束。然后，集中的热量被用作传统发电厂的热源。人们使用各种技术来跟踪太阳和聚焦光线。在所有这些系统中，工作流体被集中的阳光加热，然后用于发电。

光伏电池

太阳能电池板是由串联的太阳能电池固定而成的。串联时，并联增加总电流。每个单独的太阳能电池通常是由晶体硅制成的，尽管其他类型的如带状和薄膜硅也越来越受欢迎。

PV电池由掺杂不同元素的层状硅组成，形成pn结。p型一侧含有额外的空穴或正电荷，n型一侧含有额外的电子或负电荷。这种电荷的差异形成了一个电荷中性的区域，起着某种障碍的作用。当p-n结暴露在光下时，具有正确频率y的光子将形成额外的电子/空穴对。然而，由于p-n结产生了电位差，电子可以?T跳到另一边只有洞可以。因此，电子必须通过金属连接器和流动通过负载，到接头的另一侧的连接器。由于光伏电池产生电流，电池/面板可以建模为直流电流源。光伏电池板产生的电流与电池板吸收的光强度直接相关。简单的图表如下所示。细胞的法线垂直于细胞暴露的面。 The sunlight comes in and strikes the panel at an angle. The angle of the sunlight to the normal is the angle of incidence (θ). Assuming the sunlight is staying at a constant intensity (λ) the available sunlight to the solar cell for power generation (W) can be calculated as,

W =λcos(θ)

这里，A代表了面板设计中的一些限制转换因子，因为它们不能100%地将吸收的阳光转换为电能。通过计算，当阳光沿法线照射到光伏电池时产生最大功率，当阳光垂直于法线时不产生功率。使用固定的太阳能电池板，在白天会有大量的电力损失，因为电池板没有保持与太阳垂直。年代射线。跟踪系统可以将入射角保持在一定的范围内，并能够最大限度地产生功率。

太阳能收集器

太阳能收集器将太阳光集中起来，将传热流体加热到高温。然后，热传热流体被用于产生驱动功率转换子系统的系统，产生电力。太阳能集热器是太阳能系统的关键部件。这也是一个新的技术领域，需要新的理解，以便使捕获的太阳能成为未来可行的能源。

太阳能集热器功能简单;它拦截传入的隔离，并将其转换为可用于满足特定需求的可用形式的能量。

跟踪数组

在天空中跟踪或跟随太阳的阵列可以在一个轴上或两个轴上跟随太阳。跟踪阵列在气候非常干净的地区表现最好。这是因为跟随太阳产生的能量明显更大，而太阳?S能量主要是直接的。直接辐射来自太阳，而不是整个天空。

正常情况下，一个轴跟踪器在一天中从东到西跟随太阳。模块与地面之间的角度不变。这些模块面朝太阳的“罗盘”方向，但可能并不总是准确地指向太阳。

两个轴跟踪器在白天改变东西方向和与地面的角度。这些模块全天都直面太阳。双轴跟踪器比单轴类型要复杂得多。

太阳能电池板?S输出的额定功率为瓦。这个等级是太阳能电池板在标准测试条件(STC)下，在25摄氏度的阳光强度1000w/m下预计产生的电量。显然，不同的地理位置接收不同数量的平均太阳峰值小时数。因此，确保你的电池板被放置在阳光照射最多的地方，并且没有遮阳是非常重要的。太阳能电池板的额定端子电压通常在17-22伏之间，但通过使用调节器，这个电压可以降低到安全充电所需的13或14伏左右。太阳能电池板的输出受太阳能电池工作温度的影响。面板的额定额定温度为25摄氏度。太阳能电池板的输出可以预期每5度的温度变化0.25%。随着温度的升高，产量下降。

太阳能监管机构

太阳能调节器(也称为充电控制器)的目的是调节来自太阳能电池板的电流，以防止电池过度充电，这可能会损坏它们(由气体和电解质损失引起)。

当电池充满电(或充满电)时，太阳能调节器会感应到任何一个电池，它也会防止在晚上反馈到太阳能电池板(为电池充电)。大多数太阳能调节器还包括低电压断开功能，如果电池电压低于截止电压，将关闭对负载的供应。这可以防止电池永久性损坏，并降低预期寿命。太阳能调节器的额定电流，他们能够从太阳能电池板。

太阳能路灯，自动跟踪系统

最大化太阳能系统的功率输出是提高效率的理想方法。为了最大限度地提高太阳能电池板的功率输出，人们需要保持电池板与太阳对齐。因此，需要一种跟踪太阳的方法。这是一个远比购买额外的太阳能电池板更具成本效益的解决方案。据估计，利用跟踪系统代替固定阵列，太阳能电池板的产量可以增加30%到60%。本文介绍了一种自动跟踪系统，该系统将保持太阳能电池板与太阳对齐，以最大限度地提高效率。

框图

太阳跟踪传感器是一种传感装置，它连续地感知太阳在某一时刻的位置，并根据太阳的光密度将传感输出给放大器。这里的太阳跟踪传感器是LDR(光依赖电阻)。放大单元用于放大LDR信号，将低电平信号放大为高电平信号，输出给比较器。LM324集成电路用作放大器。比较器对信号进行比较，并将命令传递给AT89C51单片机。

微控制器是控制单元，它根据比较器输出向驱动单元发出控制命令。驱动单元控制直流减速电机的输入。当驱动单元驱动直流减速电机并旋转电机轴时。直流齿轮电机是一种电力驱动装置，它根据太阳的运动来驱动太阳能电池板。太阳能电池板是由光伏电池阵列组成的设备。这是用来收集来自太阳的太阳能，并将太阳能转化为电能。这些能量是用来储存电池的。电源单元为所有控制单元供电。