光辐电池板太阳跟随系统设计开题报告

 2021-08-08 14:16:30

1. 研究目的与意义

目的:随着社会的快速发展,各种污染严重,能源短缺,太阳能作为一种新能源,取之不尽用之不竭的清洁能源,且具有节能环保双重特点,太阳每年有350,000,000万亿千瓦时的的能量释放到地球表面,对其开发和利用时解决能源短缺和环境污染等问题的有效途径,也是煤炭和石油的理想替代能源,因此对太阳能的有效利用符合可持续发展社会大趋势。不管哪种太阳能利用设备,如果它的集热装置能始终保持与太阳光垂直,并且收集更多方向上的太阳光,它就可以在有限的使用面积内收集更多的太阳能。基于太阳能以上优势,本次研究光辐电池板太阳跟随系统的结构和应用等,本设计和研究的太阳能跟随系统以光辐电池板为例,只需更换相应元器件...(查看更多),便可将其应用于各种大型太阳能发电系统。基本思路:本设计采用光敏电阻光强比较法实现电池板对太阳的垂直跟踪,该系统是以单片机为核心,外加光敏电阻传感设备,步进电机驱动,使太阳能电池板始终垂直于太阳入射光线,从而提高太阳能的吸收效率。

意义:据测试,在太阳能电池板阵列中,相同条件下采用自动跟踪系统发电设备要比固定发电设备的发电量提高35%左右。所谓太阳能跟踪系统是能让太阳能电池板随时正对太阳,让太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板的动力装置,能显著提高太阳能光伏组件的发电效率。

2. 国内外研究现状分析

光辐电池板太阳跟随系统是太阳能跟踪系统的运用实例之一,国内外现有的太阳能跟踪系统,按不同的标准分类,有很多种跟踪运行控制方式。但从总体上看,主要是三种运行控制方式:1.光电跟踪方式2.视日运动轨迹跟踪方式3.光电和视日运动轨迹混合跟踪方式。

国内的太阳能跟踪系统研究在社会的发展中取得了一定的成果,1990年国家气象局计量站为对太阳辐射进行观测,成功研制了fst型太阳跟踪器;1992年我国推出太阳灶自动跟踪器;2007年华中科技大学能源与动力工程学院王尚文等提出了一种新型混合双轴自动跟踪装置,第一级采用太阳运行轨迹方式进行控制跟踪,第二级采用传感器进行跟踪校正。

国外的太阳能跟踪系统研究历来比较重视,也较早的对太阳跟踪系统进行了研究和应用。1997年在美国blackace研制了单轴太阳跟踪器,完成了东西方向的白动跟踪,而南北方向则通过手动调节,接收器的热接收率提高了15%。1998年美国加州成功的研究了atm两轴跟踪器,并在太阳能面板上装有集中阳光的涅耳透镜,这样可以使小块的太阳能面板硅收集更多的能量,使热接收率进一步提高。joel.h.goodman研制了活动太阳能方位跟踪装置,该装置通过人一南径回转台使人阳能接收器可从东到西跟踪太阳,这个方位跟踪器具有人直径的轨迹,通风窗体是自昼光照鼓膜构窗体,窗体上面是圆顶结构,成排的太阳能收集器可以从为、到西跟踪太阳,以提高夏季里太阳能能的获取率。2002年2月美国亚利桑那人学推出了新型太阳能跟踪装置,该装置利用控制电机完成跟踪,采用铝型材框架结构,结构紧凑,重量轻,人人拓宽了跟踪器的应用领域。1994年在德国北部,太阳能厨房投入使用,该厨房也采用了单轴太阳能跟踪装置121。捷克科学院物理研究所则以形状记忆合金调节器为基础,通过日照温度的变化实现了单轴被动式太阳跟踪。总体来说不管是国内还是国外,太阳能跟踪系统的的技术进步都较快,因此对它的研究是很有意义的。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:1、跟踪方式的选择和设计。

2、对设计结构的校核和电机选择。

3、控制元件的选择和编程。

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4. 研究创新点

本研究系统结构简单,装置小巧、方便灵活,自动化程度高、可靠性高,采用双轴自动跟踪系统,跟踪系统的灵敏度较高,可以有效的节省制造材料,易于推广等众多优势。适合现场使用,成为一种专业工具是其趋势。整套系统轻便、小巧、跟踪可靠、灵敏度高、结构合理紧凑,抗风性能高,是非常值得推广应用的跟踪装置。能满足不同地域的环境要求,适应面广。

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