STM32单片机光伏太阳能板随日转动跟踪电路设计

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摘要本文设计了一种基于单片机的光伏太阳能板随日转动跟踪电路。在光伏发电系统中采用太阳能随日转动跟踪技术能有效提高太阳能电池的发电效率，有利于光伏发电的推广与应用。

论文分析了太阳能电池的工作原理，介绍了影响太阳能电池输出功率的因素，概述了太阳能光伏系统的组成及结构。在分析几种太阳能自动跟踪方式特点的基础上，论文提出了采用太阳运动轨迹跟踪的方式实现日跟踪，并结合最大功率点跟踪技术提高太阳能电池板的发电效率。最后，以STM32单片机为开发平台，设计了太阳能随日转动跟踪装置的硬件电路，包括主控制电路、电机驱动电路、传感器电路及电池参数采集电路，并完成了控制电路的软件设计。64451

本文还介绍了最大功率点跟踪技术的原理特点，分析了实现该技术的恒压控制法、扰动观察法、电导增量法、间歇扫描法等四种算法的优劣，并采用BUCK变换器实现最大功率跟踪。

毕业论文关键词 STM32 太阳能最大功率点跟踪技术 BUCK变换器

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title Photovoltaic solar energy tracking circuit design

Abstract A photovoltaic solar energy tracking circuit based on STM32 MCU is designed in this paper. In the photovoltaic power generation system using solar energy tracking technology can effectively improve the efficiency of solar power generation, and is significant to promote the popularization and application of photovoltaic power.

This paper analyzes the working principle of solar cells, then introduces the factors that affect the solar power output, gives an overview of the composition and structure of solar photovoltaic system. After the analysis of several solar automatic tracking mode feature, this paper proposed a way that achieves sun-tracking with solar motion tracking means, combined with MPPT technology to improve power generation efficiency of solar panels. Finally, designing the solar energy tracking circuit, which with STM32 MCU as hardware development platform, including the main control circuit, the motor drive circuit, sensor circuit and completeing the software design of the control circuit.

This article also describes the MPPT technology works, analyzes merits of voltage control method, perturbation and observation method, incremental conductance method, batch scanning method, and using BUCK converter to achieve MPPT technology.

Keywords STM32 solar energy MPPT technology BUCK converter

1 绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 本文的研究内容 2

1.4 本文的结构3

2 太阳能光伏系统分析与研究5

2.1 太阳能电池的工作原理 5

2.2 太阳能电池输出的影响因素6

2.3 太阳能光伏系统及其结构8

3 太阳能自动跟踪装置 10

3.1 自动跟踪方式选择10

3.2 系统的设计思想 11

3.3 系统的总体设计11

3.4 最大功率点跟踪技术研究 12

4 控制系统的硬件电路设计 18

4.1 主控制电路设计 18

4.2 电机驱动电路设计 22

4.3 传感器电路设计 24

4.4 太阳能电池板参数采集电路设计 25

5 控制电路的软件设计 26

结论 27

致谢 28

参考文献29

1 绪论

1．1 课题研究背景

随着传统化石能源的枯竭，环境污染问题日益严重，可再生能源的利用和开发受到了重视，太阳能具有储量巨大、安全清洁等优势，已成为新能源系列中的领航员，许多国家将太阳能资源的开发利用列为推动经济发展的支柱产业。与之相关的上下游产业皆因光伏发电技术的研究与推广得到了兴起和发展。国际光伏发电工业在1997~2001中的平均年增长率达35.5%；2007年中国太阳能发电量达到1.1GW，占全球太阳能发电总量的27.5%，跃居全球第一；2008年全球光伏市场新增容量5559W，累计装机容量为14721W；2011年中国光伏市场新增容量70MW，累计装机容量为210MW；于中国、日本和美国对清洁能源的需求上升，预计2013年全球太阳能发电量将从2009年的60亿瓦提升到150亿瓦[1]。论文网