發(fā)布時(shí)間：2020-12-11 16:14

　　聚光光伏發(fā)電技術(shù)因其低成本、高效率的特點(diǎn)成為大型光伏電站關(guān)注的焦點(diǎn)。作為第三代光伏技術(shù),主要從高聚光效率和高均勻度的聚光器、高轉(zhuǎn)換效率的聚光太陽(yáng)能電池、高追蹤精度的追蹤裝置三個(gè)方面進(jìn)行了升級(jí)優(yōu)化。雖然聚光光伏技術(shù)相較于前兩代已經(jīng)有了巨大革新,但是光伏系統(tǒng)的追蹤裝置普遍還是采用了傳統(tǒng)的以步長(zhǎng)為條件的追蹤方法,并未考慮系統(tǒng)的發(fā)電量與耗電量之間的關(guān)系,無(wú)法使系統(tǒng)凈發(fā)電量最大化,致使系統(tǒng)整體效率偏低。因此,本文主要針對(duì)第三方面——追蹤裝置,以“節(jié)能高效”為主旨,以設(shè)計(jì)出新型追蹤控制策略為終極目標(biāo),從太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)追蹤的基礎(chǔ)模型入手,結(jié)合聚光太陽(yáng)能電池的輸出特性,設(shè)計(jì)出一種雙軸交替式變頻追蹤控制策略。設(shè)計(jì)新型控制策略主要包括以下三個(gè)步驟:為了達(dá)到對(duì)太陽(yáng)運(yùn)行軌跡的精準(zhǔn)追蹤,建立關(guān)于太陽(yáng)運(yùn)行的基礎(chǔ)模型,分為視日運(yùn)動(dòng)軌跡模型和太陽(yáng)輻照模型兩種。通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將太陽(yáng)位置從時(shí)角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)至地平坐標(biāo)系,以高精度方法計(jì)算可求得高度角和方位角。利用兩角度可計(jì)算出觀測(cè)點(diǎn)的水平面和光伏組件旋轉(zhuǎn)條件下的輻照度。仿真實(shí)驗(yàn)表明,該視日運(yùn)動(dòng)軌跡模型能夠準(zhǔn)確描述觀測(cè)點(diǎn)太陽(yáng)運(yùn)行軌跡的變化,為追蹤裝置的精準(zhǔn)追蹤提供參照標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)光輻照度模... 

【文章來(lái)源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

地球運(yùn)行示意圖

即使宇宙中天體的運(yùn)動(dòng)客觀存在,但對(duì)于身處地球上的觀測(cè)者來(lái)說(shuō)是很難界定的。為了能夠準(zhǔn)確描述太陽(yáng)與地球之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)位置,引入"天球"的概念,圖2.2所示為天球模型示意圖。所謂"天球"就是假象為無(wú)限大的地球,所有天體附著在其上。與地球相對(duì)應(yīng),地球的南北兩極對(duì)應(yīng)"天球"的天南極和天北極；"天球"赤道面為地球赤道面的無(wú)限放大；黃道平面即為太陽(yáng)圍繞地心作循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的平面,運(yùn)行軌跡稱作太陽(yáng)視運(yùn)行軌跡；黃赤交角即為黃道平面與"天球"赤道面的夾角23°26"。地平坐標(biāo)系與時(shí)角坐標(biāo)系是兩種常用來(lái)描述太陽(yáng)相對(duì)位置的坐標(biāo)系。在地平坐標(biāo)系中,X-Y軸構(gòu)成的較大平面為觀測(cè)者所在地平面的無(wú)限延展,太陽(yáng)的相對(duì)位置可用太陽(yáng)高度角和太陽(yáng)方位角來(lái)衡量；在時(shí)角坐標(biāo)系中,X-Y軸構(gòu)成的較大平面為天球赤道面,太陽(yáng)的相對(duì)位置用赤緯角和時(shí)角兩變量來(lái)衡量。在這兩組參數(shù)獲取過(guò)程中,太陽(yáng)高度角和太陽(yáng)方位角的獲取方法更加快捷,因此,在接下來(lái)的太陽(yáng)相對(duì)位置計(jì)算時(shí)將采用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法,用高度角與方位角來(lái)描述太陽(yáng)位置,為提出追蹤策略打下基礎(chǔ)。

在提出追蹤控制策略之前,首先通過(guò)時(shí)角坐標(biāo)系向地平坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法求得太陽(yáng)高度角與太陽(yáng)方位角。其中,太陽(yáng)高度角為太陽(yáng)入射光線與地平面夾角,太陽(yáng)方位角為太陽(yáng)入射光線投影與正南軸的夾角。圖2.3兩坐標(biāo)系下的幾何位置示意圖。在地平坐標(biāo)系中,以太陽(yáng)高度角h和光線投影與正南軸構(gòu)成的夾角A*來(lái)描述天體位置。X軸指向正北；Y軸指向正東,Z軸指向天頂。天體位置可表示為：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]菲涅爾式聚光光伏系統(tǒng)建模與控制策略研究[D]. 謝富鵬.江蘇科技大學(xué) 2018
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[3]兩種點(diǎn)聚焦式菲涅爾聚光光伏光熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 金祝嶺.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
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