Atmega128线性菲涅尔太阳跟踪装置的设计

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1绪论..1

1.1课题研究背景及意义1

1.2课题研究现状3

1.3太阳能跟踪系统研究现状分析..4

1.4本课题主要研究内容5

2线性菲涅尔太阳跟踪系统总体设计.6

2.1跟踪方法的确定..6

2.2太阳光相对地面位置计算.6

2.3镜元倾角分析计算.8

3跟踪系统机械传动结构设计..12

3.1跟踪系统机械传动方案设计.12

3.2方案的比较选择15

3.3可靠性分析..17

3.4实际机构的构建20

4线性菲涅尔太阳跟踪控制系统设计..21

4.1控制模块划分.21

4.2单片机及外围电路的选择..21

4.3显示及键盘输入模块设计..24

4.4时钟模块设计.27

4.5步进电机驱动模块设计27

4.6控制系统软件设计..29

4.7实物仿真33

结论..35

致谢..36

参考文献.37
1 1 1 1 绪论绪论绪论绪论1.1 1.1 1.1 1.1 课题研究背景及意义课题研究背景及意义课题研究背景及意义课题研究背景及意义随着传统化石能源的枯竭以及温室效应的加剧，新能源的开发与利用逐渐走入人们的视线。太阳能作为新能源的典型代表之一，受到了科研工作者们越来越多的重视，也受到各国政府财政上的支持。目前，对于中国这样的能源消耗大国来说，利用太阳能逐步改善传统的能源结构，不仅有利于环境保护，而且可以改善我国对于他国能源的依赖。中国发展太阳能也具有得天独厚的自然条件。我国陆地面积广阔，太阳能资源丰富， 2/3 以上的陆地面积接受太阳光照射时间年平均在 2000 小时以上，日照辐射在( ) a m KJ ⋅ × 2 6/ 10 5 以上，其中，以青藏高原地区的太阳能资源最为丰富，平均海拔高度4000m 的青藏高原地区，大气稀薄，空气透明度高，由于纬度低，平均日照时间超过3000 小时，是建设太阳能发电站的理想地区。除青藏高原外，我国西北部、东北部分地区、山东、福建、广东、台湾等地区的太阳辐射量同样很大，都是建造太阳能电站的理想地区。具不完全统计，我国陆地面积平均每年接收了相当于 410 4 . 2 × 亿吨标准煤的太阳辐射能量，如此丰富的太阳能资源为我国开展太阳能利用提供了得天独厚的自然条件 [1-2]。目前，太阳能的利用主要有两种方式，它们分别是光电转换和光热转换，前者属于光伏利用，后者属于热利用。由于光伏利用会产生 “ 光伏污染 ” ，对环境会造成很大的破坏，线性菲涅尔反射（ Linear Fresnel Reflector ，简称 LFR ）系统通过光热转换对太阳能进行热利用，更加环保，符合未来能源发展的方向。无论是光一电转换，还是光一热转换，使太阳光线能够直达吸收器的太阳跟踪系统都是非常重要的装置，