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折叠式太阳能自动追踪系统的设计研究
1
作者 赵金国 黄鹏飞 +1 位作者 肖传军 刘守法 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第3期110-114,120,共6页
针对现有太阳能自动追踪装置不能实现便携随机使用和运输装配不便的问题,设计了一种可收纳装入箱体的折叠太阳能自动追踪系统。由光电检测追踪模块检测光照信息,太阳角追踪模块计算实时的太阳方位角和高度角实现太阳能的自动追踪;再由... 针对现有太阳能自动追踪装置不能实现便携随机使用和运输装配不便的问题,设计了一种可收纳装入箱体的折叠太阳能自动追踪系统。由光电检测追踪模块检测光照信息,太阳角追踪模块计算实时的太阳方位角和高度角实现太阳能的自动追踪;再由单片机控制模块通过调整装置控制多级层叠太阳翼的朝向,自动追踪太阳能的移动轨迹,使太阳光能始终直射用于收集太阳能的太阳翼。既提高了追踪效率,又实现了太阳翼的重复展开和收拢运动,解决了户外发电供给的问题。通过实验验证,仅比固定式追踪发电效率略低(3~8)%,基本达到了预期追踪目的,满足了本设计要求。 展开更多
关键词 折叠式 太阳能 自动追踪 便携
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基于环境参数模型的缓坡光伏阵列反阴影策略研究
2
作者 黄斌 赵伟 +3 位作者 廖力达 肖孟 黄佳亮 星可 《发电技术》 2025年第3期579-589,共11页
【目的】反阴影策略在光伏系统规模化应用中发挥着至关重要的作用。为了应对小坡度地区因光伏阵列间阴影遮挡而导致的发电量损失问题,需要对光伏组件的日跟踪策略进行优化。【方法】以宁夏地区某光伏电站为例,结合地形及环境因素建立缓... 【目的】反阴影策略在光伏系统规模化应用中发挥着至关重要的作用。为了应对小坡度地区因光伏阵列间阴影遮挡而导致的发电量损失问题,需要对光伏组件的日跟踪策略进行优化。【方法】以宁夏地区某光伏电站为例,结合地形及环境因素建立缓坡背景下光伏阵列间动态阴影遮挡计算模型和辐照模型,提出了一种反阴影的平单轴太阳跟踪策略,并利用MATLAB软件构建仿真模型,验证该策略的可行性和有效性。最后,选择典型晴天在现场选区进行试验验证。【结果】在缓坡地形条件下,与采用原始跟踪策略的光伏阵列相比,采用所提反阴影和自动跟踪策略的光伏阵列可减少约12%的阴影遮挡,系统整体发电输出效率可提高约10%。【结论】所提策略从地形和环境因素角度进行优化,有效解决了反阴影跟踪系统的适用性问题,拓宽了光伏电站的选址地域,并为其提供了可靠的技术支撑,在光伏系统规模化应用中具有重要意义。 展开更多
关键词 太阳能 光伏电站 缓坡地形 阴影遮挡 跟踪策略 平单轴系统 发电效益
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光伏发电系统中最大功率点跟踪算法的研究 被引量：155
3
作者 李晶 窦伟 +2 位作者 徐正国 彭燕昌 许洪华 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期268-273,共6页
针对光伏发电系统中最大功率点跟踪算法,阐述和评价了目前国内外出现的众多自寻优算法及非自寻优方法的原理和特点,并从算法原理角度归纳了3种基本自寻优算法即恒定电压法、扰动观测法、增量导纳法。同时,应用MATLAB软件,详细对比和分... 针对光伏发电系统中最大功率点跟踪算法,阐述和评价了目前国内外出现的众多自寻优算法及非自寻优方法的原理和特点,并从算法原理角度归纳了3种基本自寻优算法即恒定电压法、扰动观测法、增量导纳法。同时,应用MATLAB软件,详细对比和分析了同一条件下(包括辐照度、温度、负荷)此3种基本自寻优算法的追踪效果及品质。通过仿真结果比较,总结了3种算法的特点及适用范围。 展开更多
关键词 光伏发电系统 最大功率点跟踪 算法
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适用于光伏多峰功率跟踪的改进型粒子群优化算法 被引量：19
4
作者 胡克用 胥芳 +2 位作者 艾青林 欧阳静 徐红伟 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期140-148,共9页
针对在自然环境下光伏阵列上时常发生的局部阴影而引起P-V曲线由单峰转变成多峰状态,从而导致常规最大功率跟踪算法失效的问题,在研究传统粒子群算法的基础上,提出了一种改进型控制算法。该算法采用全局模式和局部模式两种运行手段定位... 针对在自然环境下光伏阵列上时常发生的局部阴影而引起P-V曲线由单峰转变成多峰状态,从而导致常规最大功率跟踪算法失效的问题,在研究传统粒子群算法的基础上,提出了一种改进型控制算法。该算法采用全局模式和局部模式两种运行手段定位最大峰值点,在对粒子群优化的速度更新方式上,去除了大量的随机变量干扰,使结构优化非常明显。改进后粒子群优化算法能够使功率跟踪避免陷入局部最优,使之找到真正的最大功率点。通过与传统粒子群算法对比仿真及试验,结果表明,在光伏阵列局部遮荫的情况下,改进后的粒子群优化算法可以快速准确地搜索到最大功率点,追踪精度高达95%,并且比传统的粒子群算法在搜索效率上提升28%,较好地避免了陷入局部最优。 展开更多
关键词 局部阴影 最大功率跟踪 粒子群算法 光伏阵列
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一种智能型全自动太阳跟踪装置的机械设计 被引量：42
5
作者 李建英 吕文华 +1 位作者 贺晓雷 于贺军 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期330-334,共5页
该文介绍了一种智能型全自动太阳跟踪装置机械结构的设计、机械原理 ,并对定位系统的工作过程和遮光装置的设计进行了详细的描述。该仪器可用于太阳直接辐射、总辐射、散射辐射和长波辐射的测量 ,在现有结构的基础上 。
关键词 太阳跟踪装置 辐射测量仪器 机械设计 日照测量
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一种改进的光伏系统MPPT控制算法 被引量：22
6
作者 吴俊娟 姜一达 +1 位作者 王强 孙孝峰 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期478-484,共7页
在分析传统扰动观测法缺点的基础上,提出改进的控制算法,使光伏系统具有检测系统稳定状态的能力,并根据检测到的状态进行相应控制,实现了系统稳态占空比无扰动、母线电压无波动。在考虑光照强度、温度、负载重载(轻载)、母线电压扰动的... 在分析传统扰动观测法缺点的基础上,提出改进的控制算法,使光伏系统具有检测系统稳定状态的能力,并根据检测到的状态进行相应控制,实现了系统稳态占空比无扰动、母线电压无波动。在考虑光照强度、温度、负载重载(轻载)、母线电压扰动的情况下对改进控制算法进行MATLAB仿真,并进行实验验证。实验结果证明改进的控制算法比传统算法跟踪稳定性更好、精度更高。 展开更多
关键词 改进控制算法 扰动观测法 最大功率跟踪 光伏系统
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太阳自动跟踪系统的研究与设计 被引量：22
7
作者 刘巍 王志超 +2 位作者 沈峘 朱天宇 卞新高 《水电能源科学》 北大核心 2009年第2期215-218,共4页
为提高太阳能的转换效率,设计了基于四象限探测器的太阳跟踪装置,采用视日运动轨迹跟踪与光电跟踪相结合的方式对太阳进行跟踪,利用光电二极管检测作为反馈实现两种跟踪方式间的转换。设计了一套能自动使太阳能电池板与太阳光线保持垂... 为提高太阳能的转换效率,设计了基于四象限探测器的太阳跟踪装置,采用视日运动轨迹跟踪与光电跟踪相结合的方式对太阳进行跟踪,利用光电二极管检测作为反馈实现两种跟踪方式间的转换。设计了一套能自动使太阳能电池板与太阳光线保持垂直的跟踪系统,实现了最大效率的太阳能利用。试验结果表明,该系统跟踪精度高,可实现各种天气状况下全天候全自动跟踪,跟踪器稳定,效果满意。 展开更多
关键词 自动跟踪 太阳能电池 单片机 四象限探测器 步进电机
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主动式双轴太阳跟踪控制器 被引量：32
8
作者 刘四洋 伍春生 +1 位作者 彭燕昌 许洪华 《可再生能源》 CAS 2007年第6期69-72,共4页
简要分析了太阳运动的基本规律,对主动式和被动式太阳跟踪方式进行了分析,在此基础之上,设计了一套主动式双轴太阳跟踪控制器。在西藏羊八井国家可再生能源实验基地的实地运行中,此太阳跟踪控制器表现出了良好的性能,与固定式光伏发电... 简要分析了太阳运动的基本规律,对主动式和被动式太阳跟踪方式进行了分析,在此基础之上,设计了一套主动式双轴太阳跟踪控制器。在西藏羊八井国家可再生能源实验基地的实地运行中,此太阳跟踪控制器表现出了良好的性能,与固定式光伏发电系统相比,发电量提高30%以上。 展开更多
关键词 光伏阵列 跟踪系统 主动式跟踪 双轴跟踪控制器
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一种新型的太阳能自动跟踪装置 被引量：25
9
作者 李敏 刘京诚 +2 位作者 刘俊 任松林 王福权 《电子器件》 CAS 2008年第5期1700-1703,1708,共5页
为了提高太阳能电池的转换效率,设计了一种以单片机为核心的太阳能自动跟踪装置,分析了传感器的工作原理,研制了跟踪传感器,设计了系统的信号处理及控制电路,阐述了系统控制的软件实现原理。该装置能使太阳能电池板在晴天始终保持与太... 为了提高太阳能电池的转换效率,设计了一种以单片机为核心的太阳能自动跟踪装置,分析了传感器的工作原理,研制了跟踪传感器,设计了系统的信号处理及控制电路,阐述了系统控制的软件实现原理。该装置能使太阳能电池板在晴天始终保持与太阳光垂直,在夜晚、阴天或太阳光辐照度低于工作照度时自动关机,其转换效率高、成本低。对比朝南35o固定安装的太阳能电池板和采用了太阳能自动跟踪装置的太阳能电池板在相同条件下对太阳能的接受率,实验结果表明,采用太阳能自动跟踪装的太阳能电池板的接受率提高了约41.40%。 展开更多
关键词 太阳能 跟踪 单片机 太阳辐射测量
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光伏发电系统最大功率点跟踪控制方法研究 被引量：18
10
作者 王庆章 赵庚申 +2 位作者 许盛之 李统福 王瑜 《南开大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期74-79,共6页
采用单片机控制系统实现最大功率点跟踪(M PPT),着重对最大功率跟踪控制中DC-DC变换器的原理和控制方法进行了研究和实验,采用了升降压式(Buck-Boost)DC-DC转换电路[3]来实现最大功率点跟踪,该方法电路简单、软硬件结合、控制方法灵活,... 采用单片机控制系统实现最大功率点跟踪(M PPT),着重对最大功率跟踪控制中DC-DC变换器的原理和控制方法进行了研究和实验,采用了升降压式(Buck-Boost)DC-DC转换电路[3]来实现最大功率点跟踪,该方法电路简单、软硬件结合、控制方法灵活,明显提高了太阳电池充电系统的整机效率. 展开更多
关键词 DC—DC变换器 最大功率点跟踪 光伏系统
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跟踪式光伏发电系统研究 被引量：66
11
作者 窦伟 许洪华 李晶 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期169-173,共5页
根据某地实测的太阳辐射数据,仿真比较了配备有单轴跟踪和双轴跟踪等4种跟踪控制的光伏发电系统与固定式光伏发电系统的太阳辐射利用率。并在此基础上对4种跟踪系统的跟踪角控制规律及跟踪控制方式进行了详细的分析,得出倾纬度角单轴跟... 根据某地实测的太阳辐射数据,仿真比较了配备有单轴跟踪和双轴跟踪等4种跟踪控制的光伏发电系统与固定式光伏发电系统的太阳辐射利用率。并在此基础上对4种跟踪系统的跟踪角控制规律及跟踪控制方式进行了详细的分析,得出倾纬度角单轴跟踪系统控制规律最为简单,算法实施更为实用的结论。同时,也在理论上证明了采用步进式控制方式的跟踪系统能够在保持较高太阳辐射利用率情况下简化控制系统设计,有利于工程设计及应用。 展开更多
关键词 光伏阵列 跟踪系统 仿真
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最大功率点跟踪原理及实现方法的研究 被引量：61
12
作者 赵庚申 王庆章 许盛之 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期997-1001,共5页
对最大功率跟踪控制中DC-DC变换器的原理和控制方法进行了实验研究,利用DC-DC转换电路测量和单片机控制系统实现最大功率点跟踪,使太阳电池始终保持最大功率输出;同时提出了实现最大功率跟踪的控制方法,并通过实测结果说明最大功率跟踪... 对最大功率跟踪控制中DC-DC变换器的原理和控制方法进行了实验研究,利用DC-DC转换电路测量和单片机控制系统实现最大功率点跟踪,使太阳电池始终保持最大功率输出;同时提出了实现最大功率跟踪的控制方法,并通过实测结果说明最大功率跟踪系统的效果。 展开更多
关键词 光伏系统 DC-DC变换器 最大功率点跟踪
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蓄电池储能的独立光伏系统充电控制器研制 被引量：17
13
作者 周静 何为 龙兴明 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期13-17,共5页
针对光伏阵列对蓄电池进行直接串联充电时能量收集效率过低的缺陷,提出基于系统参数实时跟踪的最大充电控制方法,研制以微处理器为核心、可切换并联Buck/Boost拓扑结构为框架的智能充电控制器,实现太阳能的最大收集。实际运行结果表明:... 针对光伏阵列对蓄电池进行直接串联充电时能量收集效率过低的缺陷,提出基于系统参数实时跟踪的最大充电控制方法,研制以微处理器为核心、可切换并联Buck/Boost拓扑结构为框架的智能充电控制器,实现太阳能的最大收集。实际运行结果表明:基于微处理器的智能控制策略能动态描述系统的参数信息,提高电量收集效率,系统动态跟踪时间约4 ms,电能收集效率提高20%以上;基于廉价单片机的最大充电控制器避免了太阳能电池的过大功率配置,有利于降低系统成本。 展开更多
关键词 独立光伏系统 充电 MPPT 并联Buck/Boost 太阳能 拓扑
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局部阴影下光伏阵列建模及多峰值MPPT控制 被引量：25
14
作者 周元贵 陈启卷 +1 位作者 何昌炎 车孝轩 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2484-2490,共7页
针对实际应用中光伏阵列易受部分遮挡的情况,结合太阳电池的工程模型,推导出适用于复杂环境下的通用光伏阵列模型。考虑阴影条件下光伏阵列呈现多峰值输出特性,传统的最大功率点跟踪算法可能失效,提出了基于混合蛙跳算法(shuffled frog ... 针对实际应用中光伏阵列易受部分遮挡的情况,结合太阳电池的工程模型,推导出适用于复杂环境下的通用光伏阵列模型。考虑阴影条件下光伏阵列呈现多峰值输出特性,传统的最大功率点跟踪算法可能失效,提出了基于混合蛙跳算法(shuffled frog leaping algorithm,SFLA)的最大功率点跟踪算法。经仿真实验验证,该算法在静、动态阴影条件下均能快速准确跟踪全局最大功率点,可有效提高光伏阵列的输出功率。 展开更多
关键词 光伏阵列 局部阴影 多峰值 混合蛙跳算法 全局最大功率点跟踪
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局部阴影条件下光伏阵列最大功率点跟踪研究 被引量：12
15
作者 吴昊天 葛强 +4 位作者 谈磊 黄澄扬 万海江 李丹萍 徐志坚 《扬州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期52-55,69,共5页
以1/4阴影覆盖下的光伏阵列为对象,用Matlab/Simulink仿真软件,通过构建阴影条件下光伏阵列数学模型,分别采用瞬时扫描法和扰动观察法进行最大功率点跟踪研究.结果表明:在1/4阴影覆盖情况下,扰动观察法只能跟踪到太阳能电池低压侧20V附... 以1/4阴影覆盖下的光伏阵列为对象,用Matlab/Simulink仿真软件,通过构建阴影条件下光伏阵列数学模型,分别采用瞬时扫描法和扰动观察法进行最大功率点跟踪研究.结果表明:在1/4阴影覆盖情况下,扰动观察法只能跟踪到太阳能电池低压侧20V附近极大功率点,瞬时扫描法能跟踪到高压侧60V左右最大功率点.采用新型的瞬时扫描法能对局部阴影覆盖的光伏阵列实现更准确的最大功率点跟踪. 展开更多
关键词 光伏阵列 局部阴影 最大功率点跟踪 瞬时扫描法 MATLAB/SIMULINK仿真
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再论折面形抛物柱太阳能聚光器的改进 被引量：9
16
作者 马菊侠 宁铎 +2 位作者 侯勇严 李天利 张东煜 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期643-646,共4页
虽然折面形抛物柱太阳能聚光器有效解决了聚光不均匀、加工费用高及银反射光层易脱落等长期存在的三个难题,而且对于圆柱体形受光面,其效果与理论上完全一致;但对于像光伏电池板这种平面式受光体,则存在着随α角增大聚光效果下降的现象... 虽然折面形抛物柱太阳能聚光器有效解决了聚光不均匀、加工费用高及银反射光层易脱落等长期存在的三个难题,而且对于圆柱体形受光面,其效果与理论上完全一致;但对于像光伏电池板这种平面式受光体,则存在着随α角增大聚光效果下降的现象。本文对此产生的原因进行了理论分析,提出了改进方法,并推导出一个实用的计算玻璃条宽度的通用公式,这些对于该产品性能的完善及工业化生产都具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 太阳能 折面形抛物柱 聚光效率 玻璃条宽度
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一种新型太阳能光电自动跟踪系统 被引量：8
17
作者 向欢 匡迎春 +2 位作者 姚帮松 曾洋泱 刘新庭 《湖南农业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期103-106,共4页
太阳能自动跟踪可以显著提高太阳能电池单位面积的光电转换率。提出一种新型光电跟踪方式:采用16个光敏电阻组成的圆形阵列,利用遮挡杆的投影检测太阳光的位置,间歇式调整太阳能板角度,实施自动跟踪。试验结果证明,该跟踪系统相对固定... 太阳能自动跟踪可以显著提高太阳能电池单位面积的光电转换率。提出一种新型光电跟踪方式:采用16个光敏电阻组成的圆形阵列,利用遮挡杆的投影检测太阳光的位置,间歇式调整太阳能板角度,实施自动跟踪。试验结果证明,该跟踪系统相对固定角度摆放方式,提高光伏电池发电效率33.04%;相比实时跟踪系统,降低机械耗能50%以上。 展开更多
关键词 太阳能 光电传感器 自动跟踪 控制系统
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基于开路电压法光伏电池最大功率追踪器 被引量：18
18
作者 钟长艺 康龙云 +1 位作者 聂洪涛 李贞姬 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2011年第7期103-105,共3页
光伏电池的最大功率点跟踪(MPPT)对提高太阳能的利用率以及充分利用太阳能所转换的能量而言至关重要。由于开路电压法特别适用于小功率光伏发电系统,因此选择开路电压法作为MPPT的控制方法。在分析了设计需求后,设计了基于单片机控制的... 光伏电池的最大功率点跟踪(MPPT)对提高太阳能的利用率以及充分利用太阳能所转换的能量而言至关重要。由于开路电压法特别适用于小功率光伏发电系统,因此选择开路电压法作为MPPT的控制方法。在分析了设计需求后,设计了基于单片机控制的开路电压法光伏电池最大功率追踪器,并采用大容量电源负载装置模拟电源功能模拟的光伏电池进行实验,设计的最大功率追踪器效率可达85%以上,特别适合应用在要求低成本小功率的太阳能LED路灯工程中。 展开更多
关键词 光伏电池 最大功率点跟踪 开路电压法
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混合双轴太阳自动跟踪装置的研究 被引量：38
19
作者 王尚文 高伟 黄树红 《可再生能源》 CAS 2007年第6期10-13,共4页
提出了一种新型混合双轴太阳自动跟踪装置,是一种耦合程序跟踪和传感器跟踪的混合跟踪系统,即第一级用程序控制跟踪,第二级采用传感器跟踪校正。该装置制造和运行成本低,跟踪精度较高,具有很高的性能价格比,有广阔的应用前景。文章介绍... 提出了一种新型混合双轴太阳自动跟踪装置,是一种耦合程序跟踪和传感器跟踪的混合跟踪系统,即第一级用程序控制跟踪,第二级采用传感器跟踪校正。该装置制造和运行成本低,跟踪精度较高,具有很高的性能价格比,有广阔的应用前景。文章介绍了该系统的设计思路、基本原理和主要部件,并作了初步的计算分析。 展开更多
关键词 双轴跟踪 两级控制 步进电机
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太阳能利用跟踪技术的研究进展 被引量：22
20
作者 许启明 冯俊伟 宫明 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2011年第10期6294-6297,共4页
总结了近年来国内外太阳能跟踪技术的发展情况,明晰了太阳能自动跟踪系统的内涵,给出了太阳能自动跟踪系统的定义、特征和分类,评述了各类跟踪系统的工程应用情况,分析了各类跟踪系统的优缺点,并指出了需要解决的主要问题。最后,展望了... 总结了近年来国内外太阳能跟踪技术的发展情况,明晰了太阳能自动跟踪系统的内涵,给出了太阳能自动跟踪系统的定义、特征和分类,评述了各类跟踪系统的工程应用情况,分析了各类跟踪系统的优缺点,并指出了需要解决的主要问题。最后,展望了未来光伏发电跟踪技术的发展方向。 展开更多
关键词 太阳能 光伏发电 热发电 跟踪技术 跟踪系统
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