1. 研究目的与意义
最近几年来，随着我国生产的发展和社会的进步，电力在人们的生活、生产中起到了越来越大的作用。可是现有的能源已经远远不能满足于人们日益增长的需要。在我国，到了每年夏季，许多大城市都需要拉闸限电，城市的美丽和便利大打折扣。人类现有的能源主要来自于煤炭和石油等一些化石资源，照现在我们的开采力度，几十年后我们的能源就将枯竭，因此寻求新能源和可再生能源已经成为了各个国家的当务之急。在多种可再生能源之中，水力发电是目前最为成熟的应用方式，但是水能毕竟是有限，而太阳能则不同，它是取之不尽用之不竭的。太阳能作为一种新型的可再生能源，每秒钟照射到地球上的能量相当于数百万吨煤，如果能够将其为我们所用，将是很大的一笔资源。而且太阳能对环境几乎没有污染，因此如果能够将太阳能技术经行推广与发展，对于改善人类生存的整体环境也有着非常重要的意义，对改善植被、减少水土流失、降低温室效应对地球温度的影响、降低环境污染等，更是有着很重要的作用。正因为这样，所以许多国家开始重视太阳能的利用，关于太阳能的研究和开发也竞相开展。在我国，照明对于电力的消耗约占整个电力消耗的五分之一左右，每年仅照明用电就要达到2000~3000亿度。而我们国家幅员辽阔，有着极其丰富的太阳能资源，如果可以将光伏产业发展起来，不仅可以缓解电力能源紧张的情况，也能大大减少由于经济发展过快所带来的环境污染问题。
光伏照明系统是由太阳能电池板将白天太阳的辐射能转变成电能，用储能元件加以存储。到了晚上，经发光元件又由电能转化为光能用于照明的一种新产品，尤其适用于日照强度高、太阳能资源十分丰富的地区。但是由于传统的光伏照明系统有着许多的缺点，诸如发电效率低、逆变不可靠、功耗高等。因此，寻求一种性能可靠，发电高效的光伏照明控制器成为光伏照明系统有待解决的一个重要的问题。
本设计则是基于最大功率点跟踪（mppt）技术的光伏照明控制器，旨在将绿色环保的太阳能转化为电能以提供户外的照明。该控制器利用太阳能光伏发电并使用单片机作为核心控制器件。为了提高太阳能的光电转化效率，使光伏电池保持始终最大功率输出，将采用先进的控制策略mppt技术进行最大功率点跟踪，使用双轴电机来进行太阳的位置跟踪，将两种方式融合在一起，使整体发电效率再上一个新的台阶。
2. 国内外研究现状分析
国外目前对于光伏系统的研究主要着眼于mppt算法的研究与改进，而国内对于光伏控制器的研究则很少，很多的产品只是对于国外芯片简单的应用，缺乏自主的创新。
目前，最大功率点跟踪 (mppt: maximum power point tracking)的方法有很多，如恒定电压控制法，扰动观测法，导纳增量法，基于开路电压控制法，基于短路电流控制法等等。不同的方法有不同的控制效果和不同的优劣，常见的mppt算法如下所示
恒定电压法：恒定电压控制法的原理是基于在太阳能电池温度变化不大时，太阳能电池的输出p-v曲线上的最大功率点几乎分布于一条垂直直线的两侧。因此，恒定电压控制法将太阳能电池输出电压控制在其最大功率点时的电压处，这时太阳能电池将工作在最大功率点。采用恒定电压控制控制简单易实现，系统控制电压给定，不会因电压剧烈变化而引起振荡，具有良好的稳定性。而采用恒定电压控制的缺点也是显而易见的:其控制精度差，系统最大功率的跟踪的精度取决于给定电压值选择的合理性;控制的适应性差，当系统外界环境，如太阳辐射强度，太阳能电池板温度发生改变时系统难以进行准确的最大功率点跟踪。
3. 研究的基本内容与计划
论文主要研究的是采用何种mppt算法更适合光伏照明控制器，以及如何设计硬件电路能使充电效果达到比较理想的程度。。
1~2周：阅读文献，学习相关理论知识，完成开题报告的撰写。
3周：确定设计方案，主要包括各模块功能实现的可行性分析，框定设计范围，然后根据电路模块要求，选择所需要的芯片。
4. 研究创新点
本系统采用了TI公司的MSP430超低功耗单片机作为控制器的核心处理单元，既满足了跟踪算法较为复杂的计算要求，同时其低功耗的特点也不会过多地消耗蓄电池的能源。
设计中会根据全面的实验和数据来比较各种跟踪算法的优缺点，从而选取最合适的MPPT算法来对最大功率点进行跟踪，另外本系统创新性地将双轴位置跟踪与最大功率点跟踪融合在同一个系统之中，进一步提高了光伏系统的发电效率。
