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作者：西安建筑科技大学 张文豪 柏浩 张拓

指导教师：

　　产品简介

　　本作品是一个基于51单片机控制的太阳能光伏系统，光伏系统是利用太阳能电池组件和其他辅助设备将太阳能转换成电能的装置。它由一块太阳能电池板、一个控制器、一个光电传感器和一个12V的蓄电池组成。太阳能电池板可以自动追踪光强点，直到采集到光的最强点停止，此时会有一个机械装置将太阳能电池板固定到这个角度，不需要步进电机来维持当前角度，从而降低系统功耗;这时太阳能电池板就会在这个固定的最强点持续工作，将光能转换为电能存入蓄电池，可直接供单片机和步进电机工作，不需要任何外接电源，能达到自给自足的要求。它可以用在我们日常生活中，可供一些小功率直流设备使用。

　　设计说明

　　设计方案：

　　太阳能电池板要采集光能，需要考虑太阳每天随时间变化而光强点发生变化，因此太阳能电池板必须能够随着光的强弱自动旋转直到找到最佳光强点停止。本作品采用步进电机来驱动太阳能电池板，可以0-180度自动随太阳光强旋转采集光能。采集光能选用光电传感器，将电压信号采集回去送入单片机内部AD处理然后控制步进电机0-180度旋转，这样就可以实现光能的自动采集，将光能转化为电能存入蓄电池，可直接供单片机和步进电机工作，不需要任何外接电源，能达到自给自足的要求。

　　设计原理：

　　将五个光电池以45度间隔分布到五个不同的方向，当光电池感受到光照时，会将光信号转化为电流信号，再通过转换电路将电流信号转化为电压信号。将电压信号送入单片机内部AD，经过采集，比较五路电压信号的大小，进而判断光强方向来驱动步进电机使太阳能电池板转向光的最强方向，给蓄电池充电。这样就实现了太阳能电池板对光的180度的追踪，大大提高了光源的利用率。

　　产品特色

　　创新性：

　　本作品采用51单片机控制，利用太阳能电池板自动追光最大限度储能的设计思想来提高系统效率。另外本产品还便于推广应用，研究开发具有可扩展性，为进一步开发其它光伏自动跟踪系统，创造了良好的开端。

　　先进性、实用性：

　　本作品功耗较低，太阳能电池板转换的电能不但能满足自身工作和负载的耗电需要，同时还能存储一部分电能。本作品成本低，可靠性强，性价比高，结构简单。它可以作为一个产品用在生活中，可以为一些小功率家电提供电能。由于本作品的可观性也很强，因此它也可以作为教学的一个课程设计题目，让学生自己来设计制作，以此来锻炼学生的实践认知能力，这样也可以激发学生的学习兴趣。