一种新型太阳能跟踪装置的研究

发布时间：2020-03-31 13:27

【摘要】：世界经济的发展依赖于能源的消耗，但化石能源的储量也是有限的。日益凸显的环境问题也成为了人们关注的焦点，人类迫切需要找到新能源来代替化石燃料，，既要避免环境的进一步恶化，又要能够保证经济和社会的繁荣与不断进步。太阳能是被认为是最有前景的新能源之一，但是太阳能目前的利用率还未达到预期目标，主要原因是太阳能的利用率低导致成本高。准确地跟踪太阳，可以提高太阳能的利用和扩大其在该领域的使用。跟踪技术的应用能够有效地提高太阳能的利用率，因此受到了世界各国科技工作者广泛的关注。本文在单轴跟踪装置的基础上，设计研究了一种太阳能自动跟踪装置，这种跟踪装置能够有效地提高太阳能的利用率。 本文首先介绍了太阳能光伏发电技术的应用背景、目前的应用现状和存在问题，继而引出太阳能跟踪的目的和意义，并且介绍了国内外跟踪技术的研究发展现状。接着研究了视日运动轨迹跟踪的原理，提出了本文跟踪技术的方案，从东向西连续跟踪太阳的方位角，达到跟踪太阳的目的。进一步根据跟踪技术方案的要求设计了机械结构部分和跟踪控制部分。机械部分主要介绍了整体机械设计方案和机械跟踪部件，包括步进电机和减速机等核心部件。跟踪控制部分是以MSP430F149单片机为控制核心，根据跟踪技术方案设计整个系统的控制程序和其他硬件，从而实现连续跟踪太阳的目标。 太阳能自动跟踪装置安装在敦煌某太阳能光伏电厂进行实验，实验结果表明，本文设计的太阳能跟踪装置能够有效地提高太阳能的利用率，并且只消耗很少的能量。在不同天气下比较跟踪式系统的发电量和固定式系统的发电量。在晴天天气情况下，跟踪式系统的发电量比固定式系统的发电量提高了31.39%。在多云天气情况下，跟踪式系统的发电量比固定式系统的发电量提高了11.20%。比较连续10天跟踪式系统的发电量和固定式系统的发电量，结果表明跟踪式系统的发电量比固定式系统的发电量提高了30.17%。在晴天天气条件下，跟踪时消耗的能量是0.238kW·h，控制系统消耗的电量只占总发电量的0.89%，消耗的能量只是很微小的一部分。实验说明，整个跟踪系统的运用能够有效地增加发电量，而且跟踪消耗的能量也十分微小，运用本文研究的跟踪系统效果还是十分明显。
【图文】：

西安建筑科技大学硕士学位论文消费量大幅增长21.8%，达到 90.4亿立方米，占全球天然气消费总量费量增长了 10.1%，达到 17 亿吨油当量，占全球煤炭消费总量的 为仅次于日本的世界第二大煤炭进口国[5]。目前，我国 GDP 每年以发展，能源消耗将进一步增加。据中国统计局公布的数据，2011 年4 亿吨标准煤，同比增长 7%（中国 2001 年至 2011 年能源消费见图的能源消费结构以煤炭为主，而以石油、天然气为主的是发达国家

图 1.2 极坐标系下单轴跟踪系统了一种复合跟踪系统的双轴太阳跟踪器型上的开环跟踪策略和一个动态反馈需准确的安装跟踪器和校准。计了一种 PLC 控制的单轴跟踪系统。线性影响，将白天被分为 4 个时间式获得的能量高出 22%。
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TK513.4

【参考文献】

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1 王志超;韩东;徐贵力;毛建国;沈\

本文编号：2609134