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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃章桂
研究生(外文):Jang-Guey Hwang
論文名稱:太陽光源追蹤系統
論文名稱(外文):Sun Tracking System
指導教授:徐偉智徐偉智引用關係
指導教授(外文):Wei-Chih Hsu
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄第一科技大學
系所名稱:電腦與通訊工程所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:102
中文關鍵詞:太陽能電池太陽演算公式雙軸式追蹤
外文關鍵詞:sunshine formulatwo-axis sun tracking systemsolar cell
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本研究運用微控制器(Micro-controller Unit;MCU)及五個太陽能感測器建立一個雙軸式追蹤式太陽光源追蹤系統。
此系統是以太陽演算公式,使系統快速測定太陽的模擬方位,另一功能是以感測太陽所在位置進行系統微調,精確判定太陽位置。本系統使用微處理器製成微控制器,並對光源做完整的測試評估,具有省能的最佳判斷追蹤功能,並有防光照度干擾的功能,經由模擬分析陰天時間角及緯度角上的差異性的實驗結果,顯示平均追蹤精度在4°∼<1°角以內,另利用傾斜45°角架設東、南、西、北太陽能電池為輔,測量晴天太陽在不同位置時的輸出電壓,此太陽能感測器主要架構與以往研究,最大不同在於以中置太陽能電池為主,以垂直90°角追蹤光源軌跡,進而求得當下太陽位置最大輸出電壓值。
This research uses Micro-controller Unit (MCU) and five solar energy detecting devices to develop a set of two-axis sun tracking system.
The system uses the sunshine formula to let the system determine the simulation position of the sun quickly. Another function is to fine-tune the system and determines the sun position accurately.
This system uses microprocessor to fabricate the Micro-controller Unit, and assess the light source. It possesses energy saving, the best tracking function determination, and defends the illuminance interfere functions.
Through simulation and analysis of the cloudy angle and the difference of latitudinal angle experimental result, it shows that the average tracking longitudinal angle is 4° ~ <1°. On the other hand, we utilize slope 45o angle to place the solar cell in the east, south, west, north, and measure the output voltage of sunny day in different positions.
Compared with previous investigations, this main structure of the solar energy detecting device is to put the solar cell battery in the center, and then tracks the light source position by 90o angle, therefore we can obtain the maximum output voltage from the sun position.
中文摘要…….……………………………………………………i
英文摘要………………………………………………………….ii
誌謝………………………………………………………………iii
目錄………………………………………………………………iv
表目錄……………………………………………………………viii
圖目錄……………………………………………………………ix
第一章 緒論…………………………………………………….1
1.1太陽能的特性…………………………………………………1
1.1.2 太陽輻射能………………………………………………1
1.1.3 太陽常數…………………………………………………1
1.1.4 太陽能的優劣……………………………………………3
1.1.5 太陽能電池的定義………………………………………4
1.2太陽能電池發展簡史…………………………………………6
1.3 文獻回顧……………………………………………………8
第二章太陽原理說明分析………………………………………11
2.1太陽能光電轉換……………………………………………11
2.1.1 太陽能……………………………………………………11
2.1.2 光電轉換…………………………………………………12
2.2 太陽位置演算法則…………………………………………14
2.2.1 日偏角計算………………………………………………14
2.2.2 時角、緯度………………………………………………17
2.2.3 太陽入射角與仰角………………………………………18
2.2.4 太陽方位角………………………………………………20
2.3太 陽公式的準確性…………………………………………21
第三章 太陽光源追蹤系統原理分析設計……………………23
3.1光源追蹤雙軸式基本機構………………………………….23
3.2.1 硬體電路…………………………………………………27
3.2.2 步進驅動馬達……………………………………………28
3.2.3 光源偵測元件分析比較…………………………………30
3.2.3.1 光敏電阻特性了解……………………………………30
3.2.3.2 光電二極體特性了解…………………………………33
v
3.2.3.3 光電電晶體特性了解…………………………………36
3.2.3.4 太陽電池系統原理與特性……………………………39
3.3 軔體系統架構………………………………………………43
3.3.1 PIC18F4520介紹…………………………………………44
3.3.2 DS1302即時時鐘晶片簡介………………………………46
3.3.3 步進馬達驅動器ULN2803A………………………………47
3.4 固定式太陽能電池量測比較………………………………49
3.4.1 單一太陽能電池感測器…………………………………49
3.4.2 雙太陽能電池感測器……………………………………50
3.4.3 四方向陽能電池感測器…………………………………52
第四章 太陽光源追蹤軟體流程圖與實驗測試………………54
4.1 太陽光源控制程式與流程圖………………………………54
4.1.1 太陽光源控制程式步驟…………………………………54
4.1.2 太陽光源控制程式流程圖………………………………57
4.1.3 太陽演算法時間控制流程圖……………………………58
4.1.4 感測器偵測控制流程圖…………………………………59
4.2 太陽光源追蹤實驗測試……………………………………62
4.2.1 太陽位置演算法測試……………………………………67
4.2.1.1 單一太陽能電池演算法測試…………………………68
4.2.1.2 雙太陽能電池演算法測試……………………………70
4.2.1.3 四方向太陽能電池演算法測試………………………73
4.2.1.4 五個太陽能電池演算法測試…………………………75
4.2.2 太陽感測器偵測測試……………………………………78
第五章 結論……………………………………………………81
參考文獻…………………………………………………………82
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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