单片机太阳能发电电池板跟随系统设计+电路图+源程序(4)
太阳能跟踪技术发展到现阶段的跟踪方式有两种，可分为单轴跟踪和双轴跟踪这两种。
单轴系统它只能自东向西跟踪太阳，只有一个旋转轴来尽量保持太阳能电板与光线垂直。采用这种类型跟踪方式，一天之中，只有当太阳光与光线采集面垂直时，此时热量达到最大，而且时间很短。而在其他时刻都无法准确的保持两者垂直，相对于电板，太阳光线都处于斜射的状态，太阳能利用率就比较低。单轴跟踪的优点就是结构简单，但由于该方式不能精确的跟踪太阳的位置，所以最终的效果并不能让人十分满意。
如果能够在太阳赤纬角与高度的变化上均能跟踪太阳的移动就可以获得最大限度的太阳能，全跟踪即双轴跟踪就是按照这样的要求而设计的[7]。与单轴系统不同的是，双轴系统采用的是两个旋转轴，当系统工作时，它沿着两个旋转轴运动，采用两个电机工作，使得系统能在东西南北四个方向对太阳的位置进行跟踪，理论上可以精确跟踪太阳的运行轨迹从而实现入射角一直为零，这种方式大大提高了该跟踪系统的工作效率。
有些太阳能跟踪系统的产品可靠性不能满足要求，而且成本过高、跟踪误差大等等，如何选择性价比比较高的太阳跟踪系统，既降低投资成本，又提高发电量成为了投资太阳能发电市场的关键性问题。
2 太阳能发电电池板跟随系统的总体设计
2.1 系统设计要求
本系统设计的目的是更加有效的利用太阳能资源。一般对太阳能的利用都是将太阳能通过光电转换装置转换成电能而加以利用的，而且利用的形式多种多样。在本研究中，如果采用固定式的太阳能跟踪装置，它就不能随意的自动改变装置的位置。而相对于地球而言，太阳的位置是随着时间的变化而不断改变位置的，它每时每刻都处在移动的状态。在对太阳能转换为电能的时候，这种固定式的太阳能接收装置就显得缺点明显，它的位置将无法随太阳位置的移动而改变，只能在一天的某个时间段达到最高转化效率，正是因为如此，我们不得不寻找一种新的太阳能接收装置跟踪方式。在本设计中，为达到较高的转化效率，我们采用的是双轴跟踪的方法，因为这种方式可以对太阳进行实时、精确跟踪，使太阳能接收装置能够一直与太阳光线垂直，使得太阳能电板得到最有效的利用，提高了太阳能电板的吸收效率[8][9]。
经济、结构简单、性能可靠是本系统的整体研发要求[10]。根据本系统的整体设计要求，该太阳能跟踪系统装置的各组成部分应选用常用而且可靠性与性价比较高的器件，充分考虑该装置的经济性。在重点设计控制部分的时候，因为要考虑到系统可能面临的一些不良天气状况，所以我们要选用抗干扰性强并且很耐用的执行元器件，以此避免系统频繁发生电路故障。
2.2 跟踪系统的设计原理
本论文主要设计的是太阳能发电电池板跟随系统。首先采用的是由光敏电阻设计完成的光敏电压传感器，当光线照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值就会发生变化，一般是光照越强，电阻阻值就越小，随之变化的就是光敏电阻两端的电压。我们就是根据光敏电阻的这一阻值特性设计了这款光电传感器，对于一些精度不是很高的系统来说，这是个十分有效的光电采集装置，不仅方便，而且价格低廉，电路也很简洁明了。我们采用光敏电压传感装置对太阳的照射光线进行采集，根据光敏电阻的阻值特性，将阻值的变化转换成电压信号，然后将电压信号传输出给单片机。单片机采用的是STC12C5A60S2款单片机，这款单片机是8051系列单片机的升级版本，功能更加强大，自带8路10位AD，所以不需要再外接A/D芯片，省去了一大麻烦。当单片机接收到光电传感器传送给它的信号后，就会通过自身的A/D转换功能将模拟信号转换成数字信号。接着控制系统就会对数据进行进一步的分析，根据之前设定的程序要求作出相应调整。单片机通过向系统传递信号，从而来控制舵机驱动，使电机运转。在电板位置调整的同时，光电传感装置会一直处于工作状态，使系统形成一个单闭环系统，保持电板在一天中能时刻与太阳光保持垂直的状态，实现了该系统对太阳光线的自动跟踪。