基于陣列式的太陽跟蹤裝置研究.pdf

1、隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展,太陽跟蹤裝置被廣泛應(yīng)用于太陽能發(fā)電領(lǐng)域。傳統(tǒng)的太陽跟蹤裝置都是單機(jī)構(gòu)跟蹤,存在安裝困難,太陽能利用率低,成本高等缺點(diǎn),對太陽跟蹤裝置發(fā)電的普及帶來很大困難。本文以新型陣列式太陽跟蹤裝置的設(shè)計(jì)為主題,主要研究了以下幾個(gè)方面內(nèi)容:
　　(1)為了便于太陽跟蹤裝置的設(shè)計(jì)和安裝,快速獲取設(shè)計(jì)和安裝各項(xiàng)參數(shù),根據(jù)太陽相對地球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和陣列機(jī)構(gòu)間的遮光條件,設(shè)計(jì)了太陽跟蹤評價(jià)系統(tǒng)。只需輸入當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度、海拔高度、集

2、能器長度和寬度,即可快速按等級評價(jià)當(dāng)?shù)乩锰柛櫻b置的適合程度,跟蹤裝置設(shè)計(jì)和安裝所需的基本參數(shù)。
　　(2)利用歸納法,總結(jié)出滿足陣列雙軸跟蹤的條件,進(jìn)而設(shè)計(jì)了新型陣列式太陽跟蹤機(jī)構(gòu)。該新型陣列式雙軸聯(lián)動(dòng)跟蹤機(jī)構(gòu)只需要兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)即可實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)陣列在高度角和方位角方向的跟蹤,其中一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制機(jī)構(gòu)陣列高度角的轉(zhuǎn)動(dòng);另一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制機(jī)構(gòu)陣列方位角的轉(zhuǎn)動(dòng)。理論上,該機(jī)構(gòu)可達(dá)到的最大方位角為180度,可達(dá)到的最大高度角為90度,可

3、以實(shí)現(xiàn)全球任何地區(qū)的全天候跟蹤。當(dāng)聯(lián)動(dòng)軸軸徑為40mm,機(jī)構(gòu)陣列數(shù)量為40×40時(shí),機(jī)構(gòu)間的最大傳動(dòng)誤差僅為0.018度。
　　(3)利用有限元法對陣列式聯(lián)動(dòng)雙軸跟蹤機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵零部件和整機(jī)進(jìn)行了分析驗(yàn)證,對跟蹤機(jī)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行了修正,使得結(jié)構(gòu)更加合理、可靠。
　　(4)基于模擬電路的基本知識(shí),設(shè)計(jì)了新型跟蹤控制系統(tǒng)。跟蹤控制系統(tǒng)僅使用了7種常用的電子元件設(shè)計(jì)而成。控制系統(tǒng)是由兩塊相同的單軸控制電路板拼接組合形成所需的雙軸跟蹤

4、控制系統(tǒng),若需要使用單軸跟蹤機(jī)構(gòu)時(shí),只需取出其中一塊單軸控制電路板即可。跟蹤控制系統(tǒng)中的方位探測器是由平均分為兩組的8個(gè)光敏電阻組成,每四個(gè)分為一組,將其中控制方位角和高度角太陽跟蹤的一組光敏電阻安裝在方位探測器正面的“L”型擋光板之下,負(fù)責(zé)太陽能集能器的正常工作;另外一組光敏電阻安裝在方位探測器反面的“L”型擋光板之下,負(fù)責(zé)太陽能集能器的次日復(fù)位和防云霧干擾。此外,控制系統(tǒng)還可以手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置跟蹤精度。
　　(5)通過實(shí)驗(yàn)測試了系