太阳能电池数据采集毕业设计.doc

太阳能电池数据采集毕业设计 目 录 摘 要 1 Abstract 2 第一章 绪 论 5 1.1研究背景 5 1.1.1能源与环境问题 5 1.1.2太阳能的利用 5 1.1.3太阳能光伏发电产业 6 1.2本文研究的目的意义及主要研究工作 7 1.2.1本文研究的目的和意义 7 1.2.2本文所做的主要工作 8 第二章 太阳能电池的特性及测试原理 9 2.1太阳能电池的分类 9 2.2太阳能电池的工作原理及等效电路 9 2.2.1太阳能电池的工作原理 9 2.2.2太阳能电池的等效电路 10 2.3太阳能电池的伏安特性曲线及性能参数 11 2.3.1太阳能电池的伏安特性曲线及性能参数 11 2.3.2日照强度和电池温度对太阳能电池伏安特性的影响 13 2.4太阳能电池的测试方法 14 2.5本章小结 14 第三章 系统方案设计 15 3.1方案一 15 3.2方案二 15 3.3 方案比较 16 第4章 硬件部分设计 17 4.1 PIC16F877 18 4.1.1 PICl6F877微处理器的核心特点 18 4.1.2 PIC16F877 外围特点 18 4.1.3输入输出端口简介 19 4.2数据采集部分硬件电路设计 21 4.2.1键盘设计 23 4.2.2电压、电流信号采集单元设计 24 4.2.3固态继电器电路设计 25 4.2.4步进电机系统设计 26 4.2.5光强信号采集单元设计 27 4.2.6温度信号采集单元设计 27 4.2.7LCD显示模块设计 30 4.2.8串口通信单元介绍 31 第五章 软件部分设计 32 5.1主程序设计 32 5.2中断服务子程序 32 5.3 电压采集程序 33 5.4电流采集程序 34 5.5光强采集程序 35 5.6温度采集程序 36 5.7 LCD显示子程序 37 5.8步进电机控制程序 38 第六章 总结 40 参考文献 42 英文原文 44 英文翻译 54 致 谢 60 附 件 61 第一章 绪 论 1.1研究背景 1.1.1能源与环境问题 能源是人类赖以生存的物质基础，是现代文明的重要保证，可靠.安全的能源供给和清洁.高效的能源利用是实现经济社会发展的基本保证。工业现代化所需要的主要能源，如石油、煤、天然气等又都是不可再生能源。因此，能源战略都被世界各国当做其经济发展战略的重要组成部分。随着世界经济的高速发展以及工业化程度的不断提高，世界各国对能源的需求一直保持着强劲的增长势头，能源问题已经越来越成为制约全球各国经济和社会发展的重要因素之一。 从我国的能源状况来看，我国的煤炭资源比较丰富，而石油.天然气资源相对贫乏，从长远的角度来看，我国的能源供给会面临总量上的短缺，我国不可能像美国那样通过政治、经济和军事的力量获取全球的能源资源来解决我国的能源问题。因此，能源问题将成为制约我国经济和社会发展的瓶颈。 同时，能源消费也产生了相当严重的环境问题。石油.煤和天然气都是含碳量很高的能源，在使用过程中产生了大量的C02等温室气体。全球的能源消费所产生的C02等温室气体对全球气候构成了严重的威胁，目前已经成为国际社会关注的焦点。这些温室气体导致地球温度升高.冰川后退.海平面上升，全球性的洪涝、干旱、酷暑、严寒、风暴等自然灾害增多，对工农业生产造成了极为有害的影响。三大含碳能源在燃烧过程中还产生了数量极为巨大的有害气体SO2，这是导致酸雨灾害的主要原因。气候科学研究表明，我们的地球已经接近了“临界点’’，如果不能使目前的温室气体排放在今后几十年内大幅减少，那么，当前正在发生的气候变化将会造成极其严重的自然灾害。尽管IPCC在第4次评估报告中提出，建议世界各国在2050年时将温室气体排放减至1990年的一半至85％，但科学界仍然认为这个数据比较保守，因为气候变化的速度已超过了人们的预期。 我国目前的能源消费结构和能源消费规模已经使环境不堪重负，能源消费性污染是我国重要的环境污染类型，能源生产和能源消费所引起的环境污染问题已经严重制约了我国的可持续发展，我国潜在的能源需求对环境也造成了巨大的压力。我国未来经济的发展面临着能源短缺.环境保护等一系列严重问题。 1.1.2太阳能的利用 由于石油.煤.天然气等常规矿物燃料目前己面临供应不足和日益枯竭的局面，并且在它们的使用过程中产生了大量的温室气体和有毒气体，对环境造成了严重的污染，成为全球关注的问题。世界各国都在积极采取措施，开发、利用风能、水能、太阳能、生物质能等可再生能源，已经取得了可喜的成就，为应对常规矿物能源的枯竭做了相应的准备。世界能源消费结构正在向着清洁、低碳或无碳的核能、天然气、风能和太阳能方向发展。 表1-1为能源专家对今后40-50年可再生能源的预测数据，表1-1中数据表明，到本世