基于TMS320F2812的太阳跟踪器设计

摘要：采用传感器和太阳位置计算相结合的方法，设计了基于TI公司的TMS320F2812的高精度太阳跟踪器。一方面可以防止较大误差积累，另一方面可以避免光线、天气情况的影响，跟踪精度得到了较大提高，能够很好地应用于光伏发电系统实现对太阳的精确跟踪。
关键词：太阳跟踪器；硅光电池传感器；TMS320F2812

引言
太阳能是一种无污染、无噪声、无公害的可再生能源，目前开发利用太阳能的方式很多，光伏发电是其中一种主要的利用方式。所谓光伏，是以太阳能电池为媒介，将太阳光直接转化为电能的过程。我国目前采用的光伏发电电池以普通单晶硅多晶硅为主，转换效率较低；聚光电池转换效率较高，但需要跟踪精度较高的太阳跟踪器，时时刻刻跟踪太阳，使太阳光线与集光板垂直，利用图1所示的菲涅耳透镜使光线汇聚在聚光器的聚光电池上，提高能量密度，从而提高发电效率。



1 太阳跟踪器跟踪原理
目前国内外的太阳跟踪器按跟踪原理分为：传感器检测的主动跟踪原理和太阳位置计算的被动跟踪原理。本文将两种原理相结合设计了基于TI公司的DSP芯片TMS320F2812的太阳跟踪控制器。
1．1 传感器检测的原理
利用硅光电池的光电效应，在太阳能集光板上高度和方位方向各放置两个长方形的硅光电池板，阳光通过通光筒照射在硅光电池板上，如图2所示。


高度方向硅光电池被分为A、B两个区域，方位方向硅光电池被分为C、D两个区域。通过电压比较电路可分别计算出它们之间的电压差：

其中，UA、UB、UC、UD为A、B、C、D各点的电压，K为标定系数，由此可在一定范围内检测角度偏差，从而确定运动方向和角度变化大小。