基于單片機的太陽能跟蹤器開題報告

（學校名字或標志）畢業(yè)設計（論文）開題報告題目：太陽能跟蹤器專業(yè)：姓名：學號：指導老師：20xx年xx月xx日課題背景 1.1.1 能源現(xiàn)狀及發(fā)展眾所周之，人類進入21世紀發(fā)展的快車道，而能源是人類發(fā)展的根本動力。同時，能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎。當前，包括我國在內(nèi)的絕大多數(shù)國家都以石油、天然氣和煤炭等礦物燃料為主要能源。隨著礦物燃料的日漸枯竭和全球環(huán)境的不斷惡化，很多國家都在認真探索能源多樣化的途徑，積極開展新能源和可再生能源的研究開發(fā)工作。雖然在可預見的將來，煤炭、石油、天然氣等礦物燃料仍將在世界能源結構中占有相當?shù)谋戎?，但人們對核能以及太陽能、風能、地熱能、水力能、生物能等可持續(xù)能源資源的利用日益重視，在整個能源消耗中所占的比例正在顯著地提高。據(jù)統(tǒng)計，20世紀90年代，全球煤炭和石油的發(fā)電量每年增長l%，而太陽能發(fā)電每年增長達20%，風力發(fā)電的年增長率更是高達26%。預計在未來5至10年內(nèi)，可持續(xù)能源將能夠與礦物燃料相抗衡，從而結束礦物燃料一統(tǒng)天下的局面。相對于日益枯竭的化石能源來說，太陽能似乎是未來社會能源的希望所在。而太陽能具有其他能源不具備的優(yōu)勢[1,2]。1.1.2 我國太陽能資源我國幅員廣大，有著十分豐富的太陽能資源。據(jù)估算，我國陸地表面每年接受的太陽輻射能約為50x1018kJ，全國各地太陽年輻射總量達335～837kJ/cm2·a，中值為586kJ/cm2·a。我國的國土跨度從南到北、自西至東，距離都在5000km以上，總面積達960×104km，占世界總面積的7%，居世界第三位。從全國太陽年輻射總量的分布來看，西藏、青海、新疆、內(nèi)蒙古南部、山西、陜西北部、河北、山東、遼寧、吉林西部、云南中部和西南部、廣東東南部、福建東南部、海南島東部和西部以及臺灣省的西南部等廣大地區(qū)的太陽輻射總量很大。尤其是青藏高原地區(qū)最大，那里平均海拔高度在4000m以上，大氣層薄而清潔，透明度好，緯度低，日照時間長。例如被人們稱為“日光城”的拉薩市，1961年至1970年的平均值，年平均日照時間為3005.7h，相對日照為68%，年平均晴天為108.5天，陰天為98.8天，年平均云量為4.8，太陽總輻射為816kJ/cm2·a，比全國其它省區(qū)和同緯度的地區(qū)都高。全國以四川和貴州兩省的太陽年輻射總量最小，其中尤以四川盆地為最，那里雨多、霧多，晴天較少。例如素有“霧都”之稱的成都市，年平均日照時數(shù)僅為1152.2h，相對日照為26%，年平均晴天為24.7天，陰天達244.6天，年平均云量高達8.4。其它地區(qū)的太陽年輻射總量居中[3,4]。1.1.3 目前太陽能的開發(fā)和利用人類直接利用太陽能有三大技術領域，即光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換和光化學轉(zhuǎn)換，此外，還有儲能技術。

太陽光熱轉(zhuǎn)換技術的產(chǎn)品很多，如熱水器、開水器、干燥器、采暖和制冷，溫室與太陽房，太陽灶和高溫爐，海水淡化裝置、水泵、熱力發(fā)電裝置及太陽能醫(yī)療器具。1.1.4 太陽能的特點太陽能作為一種新能源，它與常規(guī)能源相比有三大優(yōu)點： 第一，它是人類可以利用的最豐富的能源，據(jù)估計，在過去漫長的11億年中，太陽消耗了它本身能量的2%，可以說是取之不盡，用之不竭。

第二，地球上，無論何處都有太陽能，可以就地開發(fā)利用，不存在運輸問題，尤其對交通不發(fā)達的農(nóng)村、海島和邊遠地區(qū)更具有利用的價值。

第三，太陽能是一種潔凈的能源，在開發(fā)和利用時，不會產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣，也沒有噪音，更不會影響生態(tài)平衡。

太陽能的利用有它的缺點：

第一：能量密度較低，日照較好時，地面上1平方米的面積所接受的能量只有1千瓦左右。往往需要相當大的采光集熱面才能滿足使用要求，從而使裝置占地面積大、用料多，成本增加。第二：天氣影響較大，到達某一地面的太陽輻射強度，因受地區(qū)、氣候、季節(jié)和晝夜變化等因素影響，時強時弱，時有時無給使用帶來不少困難，為了克服推廣應用中的困難，人們對水箱保溫從選擇合適的材料和最佳厚度方面作了很大改進，可以做到在短期內(nèi)使水溫降低控制在最小范圍。另外，增加輔助熱源使太陽熱水器在任何情況下均可應用，成為全天候太陽熱水器[6]。1.1.5 太陽能的應用領域人類利用太陽能有三大技術領域，即光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換和光化轉(zhuǎn)換，此外，還有儲能技術。太陽光化學轉(zhuǎn)換包括：光合作用、光電化學作用、光敏化學作用及光分解反應，目前該技術領域尚處在實驗研究階段。太陽光電轉(zhuǎn)換，主要是各種規(guī)格類型的太陽電池板和供電系統(tǒng)。太陽電池是把太陽光直接轉(zhuǎn)換成電能的一種器件。太陽電池的光電效率約為10-14%，其產(chǎn)品類型主要有單晶硅、多晶硅和非晶硅。國內(nèi)產(chǎn)品（指光電裝置全部費用）價格約60-80%元/峰瓦。太陽電池的應用范圍很廣。例如人造衛(wèi)星、無人氣象站、通訊站、電視中繼站、太陽鐘、電圍桿、黑光燈、航標燈、鐵路信號燈。太陽光熱轉(zhuǎn)換技術的產(chǎn)品最多。如熱水器、開水器、干燥器、采暖和制冷、溫室與太陽房、太陽灶和高溫爐、海水淡化裝置、水泵、熱力發(fā)電裝置及太陽能醫(yī)療器具。2、本設計主要的內(nèi)容本次設計是基于51單片機，配合光電傳感器的太陽光線自動跟蹤裝置，該裝置能自動跟蹤太陽光線的運動，保證太陽能光線始終與太陽光線垂直，提高設備的能量利用率。單片機控制方案圖3、本課題研究的問題既解決辦法本課題以C51系列單片機的STC89C52RC為核心，通過ULN2003電機驅(qū)動來控制兩個步進電機從而實現(xiàn)采光板的上下左右方向的運動，通過PCF8591模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片來轉(zhuǎn)換光敏電阻所檢測到的模擬信號。4、畢業(yè)論文（設計）的進度安排第一、二周熟悉資料，方案設計，方案論證第三周硬件電路設計第四，五周軟件設計（流程圖，編程）第六—八周硬件軟件調(diào)試，完善第九周穩(wěn)定性測試第十周撰寫論文第十一周，第十二周完善論文，修改論文指導教師意見指導教師簽名：