【摘要】： 隨著能源問(wèn)題和環(huán)保問(wèn)題日益嚴(yán)重,人們對(duì)太陽(yáng)能等新能源的開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越重視。提高太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的太陽(yáng)能利用率、降低發(fā)電系統(tǒng)建造成本是太陽(yáng)能應(yīng)用領(lǐng)域面臨的兩個(gè)主要難題。本論文對(duì)太陽(yáng)跟蹤技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究,可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能更高效地利用。 本論文提出了一種高精度太陽(yáng)跟蹤控制方法,即采用太陽(yáng)位置光電傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)太陽(yáng)位置偏差信號(hào),通過(guò)特定的電路進(jìn)行信號(hào)處理后再經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入單片機(jī),經(jīng)過(guò)單片機(jī)再進(jìn)行進(jìn)一步的處理得到反饋的太陽(yáng)位置偏差角度,進(jìn)而驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)的精確跟蹤。論文首先設(shè)計(jì)并制造了一種基于太陽(yáng)位置測(cè)量的高精度、寬范圍并且穩(wěn)定性好的太陽(yáng)位置傳感器,實(shí)驗(yàn)表明傳感器的檢測(cè)精度得到較大提高。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的太陽(yáng)跟蹤控制器,完成了跟蹤器外圍硬件電路和軟件設(shè)計(jì),并且搭建了太陽(yáng)跟蹤控系統(tǒng),完成了軟件編程和系統(tǒng)調(diào)試工作,最后對(duì)將傳感器和控制器的實(shí)際效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)表明：太陽(yáng)位置傳感器可以實(shí)時(shí)精確檢測(cè)太陽(yáng)位置,跟蹤精度能滿(mǎn)足高倍聚光發(fā)電系統(tǒng)的要求,系統(tǒng)運(yùn)行可靠,控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可完成信號(hào)處理及運(yùn)動(dòng)控制,可大幅度降低跟蹤系統(tǒng)成本。
【圖文】：

(l)國(guó)外太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)研究對(duì)于跟蹤系統(tǒng)的研究，Inha大學(xué)機(jī)電工程系Yong幻m[9]建立極坐標(biāo)系單軸太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)用于CPC太陽(yáng)能收集熱性能的評(píng)價(jià)。如圖1一2所示。結(jié)果表明跟蹤式太陽(yáng)能CPC熱收集器比固定式效率提高14.9%。圖1一2極坐標(biāo)系下單軸跟蹤系統(tǒng)智利瑪利亞大學(xué)(UTFSM)從1962年由Finster建立第一個(gè)太陽(yáng)跟蹤器[’01，后來(lái)附加了電子控制自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)去定位熱量計(jì)[川，Maldonado[‘21建立了由計(jì)算機(jī)程序控制的系統(tǒng)，之后附加了瑞士的INTRA單元，這代表了同時(shí)融合了微處理控制和光電控制的優(yōu)點(diǎn)，代表著一種新型的太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)，如圖1一3所示能夠提供較為精確的控制精度[”]。

圖1一3自動(dòng)太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)[l41Rubfo， ER.【’5]提出了一種應(yīng)用新的控制策略即復(fù)合跟蹤系統(tǒng)的雙軸太陽(yáng)跟蹤器，如圖1一4所示，包括建立在太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)模型上的開(kāi)環(huán)跟蹤策略和一個(gè)動(dòng)態(tài)反饋控制器使跟蹤系統(tǒng)能夠高精度的跟蹤太陽(yáng)而無(wú)需準(zhǔn)確的安裝跟蹤器和校準(zhǔn)。圖1一4雙軸太陽(yáng)跟蹤器的機(jī)械結(jié)構(gòu)在高倍聚光發(fā)電系統(tǒng)方面，如圖1一5所示，AMONix公司開(kāi)發(fā)的高效率聚光太陽(yáng)能電池發(fā)電(IHCPv)就是通過(guò)GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)和光敏定向系統(tǒng)確保雙軸液壓自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的聚光精度最大不超過(guò)0.50，從而使該系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換總效率高達(dá)18%，高于目前平板型硅太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換總效率。獲取當(dāng)?shù)貢r(shí)間和地理位置(包括緯度和經(jīng)度)信息計(jì)算太陽(yáng)位置，并在高度角和方位角輸出軸上連接位置編碼器，，實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)控制法則[’“]。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類(lèi)號(hào)】：TK51

【引證文獻(xiàn)】

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10 蔣峰;太陽(yáng)方位檢測(cè)裝置的研究與實(shí)現(xiàn)[D];太原科技大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2639467