基于STC单片机的太阳能跟踪控制器设计

杨家荣

（上海电气集团股份有限公司 中央研究院，上海200070）

当前，人类面临的能源危机问题越来越突出，使得人们将目光逐渐转向了各种新型的清洁能源，而太阳能作为已知的最原始的能源，具有干净、可再生、丰富而且分布范围非常广等特点。近年来，太阳能的应用范围日益广泛，诸如太阳能热水器、太阳能发电、海水淡化、太阳能制氢等，都希望高效接收和利用太阳能。目前，太阳能发电主要分为两种：① 光伏发电；②光热发电（见图1）。无论哪种形式的太阳能热利用，都希望能有效提高太阳能的效率；因此，实施太阳光跟踪是很有必要的。现有的几种太阳能利用方式中，一般都需要配置一套具有双轴旋转机构的跟踪装置来跟踪太阳。香港大学教授研究了太阳光照角度与太阳能接收率的关系，理论分析表明：对太阳光线运动的跟踪与非跟踪，太阳能设备能量的接收率相差37.7%，精确地跟踪太阳可使太阳能设备的能量利用率大大提高［1］。

图1 太阳能发电

本文通过利用国内市场通用型STC 89C52单片机作为控制核心，设计了一种基于单片机的双轴太阳能跟踪控制器，通过驱动步进电动机实现对太阳的精确跟踪，具有结构简单、运行可靠等优点，可大幅度降低跟踪系统的成本，具有广阔的应用前景。

1 系统模块组成及架构

本文所设计的跟踪系统主要由核心单片机控制模块、液晶显示模块、时钟模块、步进电动机驱动模块、光电反馈模块、通讯模块以及系统的外围电路等组成，如图2所示。……