黄彦智,何 宁,赵佳庆

基于平衡式阵列的光电传感太阳跟踪系统

黄彦智,何 宁,赵佳庆

(桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林 541004)

为了提高太阳能电池的能量转化效率,依据太阳运行规律和季节的变化特点,设计了一种光电跟踪和太阳轨道跟踪相结合的实时太阳跟踪系统。采用平衡式阵列光电传感与时钟计算组合方法,分析太阳运动轨迹与方位控制对阳光跟踪与能量转换效率的影响,基于四元阵光电传感对太阳运动轨迹与方向变化的阳光跟踪光电控制系统原理,通过光照强弱与时钟计算太阳历史位置进行快速跟踪。实验结果表明,该系统能实现太阳位置的二维实时跟踪和太阳能电池姿态控制,在光强大范围变化条件下也可精确地跟踪,大大提高了太阳光的利用率。

平衡式光电传感;太阳能;硅光电池;阳光跟踪;方位控制

太阳能作为新能源的代表,以其分布广、可循环利用、储量大、安全无污染等优点在能源更替中具有无可替代的地位。然而,它也存在能流密度较低、能量间歇性、光照方向和强度随时间变化等问题,这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求[1-2]。太阳能电池是一种半导体器件,其光电转换能量的多少,除了受自身制作工艺和材料影响外,还与能量转化效率有关。太阳跟踪系统能保持太阳能电池板正对太阳,使阳光垂直照射于电池板,获得最大转换效率。研究表明,单轴跟踪系统能提高发电量20%左右,而双轴跟踪系统能提高发电量达35%[3-4]。……