PLC控制的双轴伺服太阳能跟踪系统设计

“双轴伺服太阳能跟踪系统的设计，汤世松，南京工业大学自动化学院，江苏南京210009，运动轨迹跟踪，太阳能跟踪系统，PLC，伺服电机，中图分类号：TP275，文献标志码：A” 在太阳能领域，跟踪技术是提高太阳能收集效率的重要手段。本文主要探讨的是基于PLC（可编程逻辑控制器）的双轴伺服太阳能跟踪系统的设计。这种系统旨在通过精确的机械运动控制，最大化地捕捉和利用太阳能。 首先，双轴伺服太阳能跟踪系统的核心在于其“视日运动轨迹跟踪方案”。这意味着系统会根据太阳在天空中的运动路径进行实时调整，以确保太阳能电池板始终面向太阳。控制器在其中扮演关键角色，它根据天文计算得出的日出日落时间、地理位置以及日期等信息，计算出太阳在白天的具体位置，包括高度角和方位角。 接下来，控制器将这些角度信息转化为伺服驱动器能理解的脉冲信号。伺服驱动器接收这些脉冲后，驱动伺服电机精确地转动，使得太阳能板能够实时跟踪太阳的移动，无论是从东到西的水平移动，还是因太阳高度变化而进行的垂直调整。这样的设计使得太阳能板始终保持与太阳光线的最佳入射角，从而最大限度地提高光能吸收。 伺服电机的使用是此系统的关键优势，因为它们能够提供高精度和快速响应的运动控制。相比于传统的固定式太阳能板，双轴伺服跟踪系统能显著提高能量接收率。理论分析显示，采用这种跟踪技术，太阳能系统的能量收集效率可以得到显著提升，尤其是在晴朗的日子里，效率提升可能高达30%以上。 此外，该系统还考虑到了季节性和地理位置的影响，使得太阳能板能够适应全年、全天候的变化，确保无论何时都能获取到最大化的太阳能。这不仅提高了能源利用率，还有助于降低单位发电成本，对于推动太阳能在能源结构中的广泛应用具有积极意义。 基于PLC的双轴伺服太阳能跟踪系统是一种先进的技术解决方案，它结合了精确的计算、高效的伺服驱动和灵活的机械设计，以实现对太阳能的高效捕获。这种技术对于促进清洁能源的利用，尤其是太阳能的普及，具有重要的实践价值。