【摘要】：隨著經濟突飛猛進的發(fā)展,能源短缺以及隨之而來的環(huán)境污染問題也日益嚴重,人們越來越重視新能源的開發(fā)和利用,而作為一種理想的可再生能源,太陽能的利用備受關注,近年來世界各國都在積極開發(fā)太陽能。由于當前太陽能的利用效率低,影響并阻礙了太陽能技術的普及,而如果實現(xiàn)對太陽的精確跟蹤,進而提高接收器的熱效率,以實現(xiàn)提高太陽能利用效率的目的,這樣就可以推進太陽能的普及利用,解決當前的能源短缺問題,又不會對環(huán)境帶來污染,從而造福人類。綜上原因,本論文著重對太陽跟蹤技術進行了系統(tǒng)的研究。 太陽跟蹤的方法主要有兩種,光電跟蹤和視日運動軌跡跟蹤。對這兩種跟蹤方法進行分析比較得出,本系統(tǒng)中采用兩種跟蹤方法相結合的方式,以實現(xiàn)對太陽的精確跟蹤。當太陽光線強度達到光電跟蹤要求時,系統(tǒng)采用光電跟蹤方式,否則采用視日運動軌跡跟蹤。如果在晴天進行光電跟蹤時突然出現(xiàn)云層遮擋太陽的情況,系統(tǒng)能夠自動切換為視日運動軌跡跟蹤方式;當太陽光線強度又達到光電跟蹤的要求時,系統(tǒng)再切換到光電跟蹤,從而實現(xiàn)對太陽的全天候自動跟蹤。 本文首先對太陽時角和赤緯角、太陽高度角和方位角以及定日鏡的高位角和方位角進行理論分析與計算,以此為依據設計了一種基于太陽位置測量的精度高、穩(wěn)定性好的光電傳感器。根據控制系統(tǒng)的要求,本文采用C8051F020單片機作為控制系統(tǒng)的核心,并參照單片機的特點和所需實現(xiàn)的功能,完成了單片機的外圍硬件電路設計和相應的軟件設計。文中詳細介紹了系統(tǒng)中的重要器件及其所能實現(xiàn)的功能,并設計了相應的硬件接口電路,主要包括光強檢測電路、時鐘電路、顯示電路、數(shù)據存儲電路、電機控制電路等。根據設計功能的需要,完成了系統(tǒng)的主程序模塊、視日運動軌跡跟蹤模塊、光電跟蹤模塊、時鐘模塊以及其他相關功能模塊的軟件設計工作。通過軟硬件的有效結合,跟蹤控制系統(tǒng)的工作可以達到較高的精度以及較好的穩(wěn)定性。 經軟硬件聯(lián)合調試驗證,本文塔式定日鏡跟蹤控制系統(tǒng)的硬件設計和軟件設計均是切實可行的,該跟蹤控制系統(tǒng)具有結構簡單、設計合理、運行平穩(wěn)和跟蹤精度高等特點,能夠實現(xiàn)對太陽高精度、全天候的跟蹤,從而提高太陽能的利用效率,為太陽能的普及利用奠定基礎。
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TK513.4
【圖文】：

杭州 電 子科 技 大 學碩 士 學 位論 文 站 于 20 0 7 年 投 入 運 行 ， 發(fā) 電 功 率 為 11 M W ， P h 的電 力， 年 平 均發(fā) 電 效 率達 到 1 0. 5 % [1 7 . .2 1 ] 。 熱 發(fā) 電 的 研 究 起 步 比 較 晚 ， 在 天 津 建 造 的 一 套 發(fā) 置， 主 要用 于 基礎 試 驗 和 技術 研 究。 2 00 5 年國 內第 區(qū) 建 成 并 成 功 發(fā) 電 ， 發(fā) 電 功 率 為 70 K W ， 其 塔 高 日 鏡 技 術 具 有 完 全 自 主 知 識 產 權 ， 如 圖 1 .1 所 示 。 采用 特 殊成 型方 式 ， 通 過支 撐 優(yōu)化 控制 鏡 面弧 度， 究所 設 計的 極軸 式 定 日 跟蹤 系 統(tǒng)由 比較 器 、二 極管 并測 量 定日 鏡跟 蹤 精 度 ，結 構 簡單 而且 能 實現(xiàn) 高精 座 M W（ 兆 瓦） 級 太 陽 能塔 式 熱發(fā) 電站 ， 該電 站建 目 的 主要 目標 是 研究 太陽 能 塔式 熱 發(fā)電 關 鍵 技 術， ，探 索 高效 能、 大 規(guī) 模 、低 成 本商 業(yè)化 電 站的 技術 發(fā) 展 奠 定基 礎 。

杭州 電 子科 技 大 學碩 士 學 位論 文 第 2 章 定 日鏡 控 制系 統(tǒng) 方 案的 選 擇 太 陽 能 熱發(fā) 電 站的 主要 裝 置 之 一， 也 是塔 式太 陽 能 熱 發(fā)電 站 S o l ar On e 電站 ， 其 初 次投 資 約為 1 .4 2 億美 元 ，各 項 成本 電 氣 設 備 18 % 、 蓄 熱 裝 置 10 % 、 接 收 器 5 .1 % 、 塔 2 .9 % 、 其識 產 權的 定 日鏡 技術 ， 不 僅 可以 降 低定 日鏡 生 產成 本， 而 且業(yè) 化也 具 有 重 大意 義 。

【引證文獻】

相關碩士學位論文 前1條

1 姚夢凱;塔式太陽能定日鏡聚光成像策略研究與控制系統(tǒng)設計[D];浙江大學;2012年

本文編號：2730991