碟式太阳能自动跟踪系统的设计与研究＊

刘贤群，蒋逢灵

（湖南铁路科技职业技术学院，湖南 株洲 412006）

0 引言

不可再生能源对工业发展具有重要的作用，但是面临消耗殆尽及造成环境严重污染，为了人类的发展与生存，各个国家非常重视新能源的开发与利用。太阳能作为新型能源，具有低碳、环保、清洁、可再生的特点，深受工程应用的青睐，作为重点新能源开发之一[1-2]。碟式太阳能热发电系统作为太阳能新能源的重要装置，承担着太阳能的搜集、能源的转换和点集热发电效应，是目前世界上使用太阳能装置转换效率最高的装置[3]，因此，为了保证碟式太阳能热发电系统的高效率运行，需要更高精度的跟踪控制系统。本文设计了一款太阳能混合式双轴跟踪控制系统，以PLC为核心控制器，最大限度地提高碟式太阳能热发电装置的跟踪效率，提高太阳能的使用效率，确保太阳能发电装置核心部件聚光器的全天候实时自动跟踪，极大地提高了对太阳光的接受率。

1 混合式双轴自动跟踪系统的设计

混合式双轴自动跟踪控制系统主要有核心控制器PLC、传感器、AD转换模块及人机界面等组成。

第一种工作模式多云或阴天时，自动跟踪系统以视日运动轨迹进行工作[4]，PLC从GPS模块中读取当地的时间和经纬度，以此来计算实时太阳的方位角和高度角的理论值，PLC 控制单元通过碟式太阳能聚光器的当前姿态与理论值的误差，计算出PLC 控制单元发出的脉冲数。根据脉冲数量的大小发送相应的脉冲信号控制伺服电机的转动，精确控制方位角电机和高度角电机的工作，从而调整碟式太阳能聚光器的当前姿态使其垂直对准太阳光。……