1、PDF外文：http:/ 1 出处： World Academy of Science, Engineering and Technology, 2008, 41: 313-315 中文 2847 字 太阳能跟踪系统 :更有效率地运用的太阳能电池板 J.里兹克 Y.查克 摘 要 ： 本 文展示了由使用步进电机和光传感 器 来简单跟踪太阳的内部系统 。 通过改进跟踪系统，在跟中太阳光的过程中，使得太阳能电池板与太阳成一个直角。 该文章包含了太阳能跟踪系统的设计 、 实施和实验测试 。 设计细节和
2、实验结果如下所示。 关键词：可再生能源；电力优化 1 引言 光电机制的发现和之后太阳能电池材料 -一种把光转换成直流电的半导 体的发现使得从太阳中提取可用的电力成为可能 。 利用太阳能电池板获得的直流电压完全可以用来驱动太阳能电池板本身的运动 。 太阳能电池板或者面板的使用越来越普遍，特别是在那些电线不是怎么经济可行的偏远地区 。 可 再生能源正在不断的发展 ， 特别是随着化石燃料的日益减少 。 可再生能源在一定程度上只使用了 75 到 100 年。例如太阳能、风能、水能和地热能都在被利用并且取得了不同程度的成功 。 在太阳能能在全球范围
3、内使用的前提下 ， 最广泛 使用的却是水能和风能。这可能是由于太阳能电池较高的成本和较低的转换效 率。通过对太阳能发电不断的研究，如今太阳能发电的成本可以降低到每千瓦 /小时几美 分 的成 本 ， 并且随着 新 技术如 titanium-oxide 细胞的发 现 将进一步 下跌 。 实验室最高效率 32%，平均效率在 15%20%,因此有必要从太阳能系统恢复更多 能量。 这包括降低逆变器的损失 ,存储的损失和光收集的损失。光收集是依赖光源的入射角 (即太阳 )与太阳能电池板的角度 ,角度越接近垂直、获得的太阳能越大。如果一个平坦的太阳能板被安装在水平地面 ,很明显 ,在漫长的一天
4、中阳光会有一个入射角接近 90。 在这样的一个角度下 ,电池聚集光线的能力实质上是零 ,从而没有输出。到正午的过程中，入射角越来越接近 0，从而电能收集稳定增强，直到太阳与电池板完全垂直，转化率才达到最大。 2 就在这一天继续向黄昏走去时 ,相反的事情发生了 ,随着角度的增大，转化效率向最小值迈进。 3 从这一背景下 ,我们看到需要面板维持最大功率输出，必须使入射角尽可能的接近 0。通过倾斜太阳能板不断面对太阳，这样就可以实现上面那个要求 。感 觉和跟踪太阳位置的 过 程被称为太阳能跟踪。为了更有效地跟 随 太 阳 ,实时跟踪记
5、录是必要的 ,因此操作中不需要额外的数据。 2 传感元件和信号处理 许多不同的方法已经被提出并且用来跟踪太阳的位置。最简单的是使用一个LDR 用来检测在电阻表面的光强度变化的感光电阻。 其他的方法 ,如JeffDamm 公布在 “ HomePower” 的论文所说 ,把覆盖有一个小盘子的俩片光敏传感 器用来遮挡太阳光 ,如图 1 所示 . 图 1 跟踪太阳光的方法 当早晨来临时，该设备在昨天结束运动的位子如图一状态 A 所示；左光敏晶体管是打开的，产生一个信号使得电机连续转动，直到板上的阴影返回到状态 B；随着时间的慢慢变化，不久之后达到状态 C，这样就打开了右边的光敏晶体管。接着电机转动，直到再次达到 B 状态，并循环下去，直到一天结束，或直至达到最小可探测光水平。 像这样的设计存在一个问题，一旦光电晶体管被设置在偏置条件下，会降低它的敏感性 。 这实际上是因为太阳能电池本身被选为传感装置 。 他们提供了一个优良的光强度检测机制 -因为它们对不同的光线有不同的敏感度和能够提供 接近线性的电压状况 ， 可以用来确定目前的太阳偏角或角度 。 因此一个简单的带有两个方向相反的太阳能电池板的三角形模型被制造出来，如图 2 所示：
