隨著人們對清潔能源的不斷開發(fā),太陽能的優(yōu)勢日益凸顯,太陽能技術(shù)的應(yīng)用也越來越受到重視。傳統(tǒng)的制冷裝置絕大部分依賴于國家電網(wǎng),許多未被電網(wǎng)覆蓋但同樣有制冷需求的地區(qū)則受此限制。本文將光伏系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)結(jié)合,設(shè)計開發(fā)出獨(dú)立于電網(wǎng)、適用性強(qiáng)的環(huán)保型冷藏柜,對提高偏遠(yuǎn)地區(qū)人民的生活質(zhì)量及推動冷鏈物流的發(fā)展都具有非常現(xiàn)實的意義。完善穩(wěn)定的太陽能追蹤系統(tǒng)是充分利用太陽能最有效的裝置,本文在前人研究的基礎(chǔ)上,提出一種對日跟蹤伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計方法并制作出精度合適、適用于冷藏柜的單軸追光式太陽能電池板。該裝置整體呈板狀,采用伺服電機(jī)與太陽能電池單元——匹配的方式實現(xiàn)了多個太陽能電池單元的同步追光,可替代傳統(tǒng)固定式太陽能電池板在大范圍內(nèi)應(yīng)用。該追光式太陽能電池板的優(yōu)勢在于通過單元追光的方式實現(xiàn)了太陽能的高效利用,達(dá)到了提高太陽能轉(zhuǎn)換率的目的,并解決了已有形式的追光式太陽能電池板占地面積大、占用空間大的局限性問題,極大地擴(kuò)大了追光式太陽能電池板的適用范圍。通過對比實驗驗證了在晴朗及陰雨天氣條件下追光式太陽能電池板的光電轉(zhuǎn)化率都優(yōu)于固定式太陽能電池板,且與理論計算基本符合。在驗證了追光式太陽能電池板工作的可... 

【文章來源】：哈爾濱商業(yè)大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

追光式太陽能發(fā)電系統(tǒng)

哈爾濱商業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文12圖2-4方案框架圖2.2.1追光方式的選擇光電追蹤、視日運(yùn)動軌跡追蹤、GPS衛(wèi)星定位追蹤等追蹤方式都是實現(xiàn)太陽位置追蹤的主流方式，但其中由于GPS衛(wèi)星定位追蹤方式成本太高，所以該方法不適用本課題作為實驗研究，相對來說，視日運(yùn)動軌跡追蹤方式與光電追蹤方式是目前應(yīng)用較為廣泛應(yīng)用的兩種追光方式[44]。光電追蹤方式的基本原理是通過傳感器將不同的光信號傳遞給處理器，處理器再對比這些信號，進(jìn)而對調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)發(fā)送指令進(jìn)行角度調(diào)整，從而達(dá)到追蹤太陽位置的目的，傳感器通常采用光敏電阻、硅光電池等光敏元件。這種方式屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)，不存在累計誤差，能夠及時反饋并處理光強(qiáng)信息，不會出現(xiàn)隨時間增加而精確度逐漸下降的情況[45]。但不可避免的，光電追蹤方式也存在著弊端，由于對光照強(qiáng)度的依賴性，在戶外陰天或多雨天氣的情況下，光電傳感器不能準(zhǔn)確地分辨出各個方位的光照強(qiáng)度，就不能通過比較光強(qiáng)驅(qū)動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)實現(xiàn)追光。視日運(yùn)動軌跡追光方式是通過尋找太陽運(yùn)行的軌跡規(guī)律，控制系統(tǒng)利用太陽坐標(biāo)系模型，根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢煤蜁r間信息對太陽和地球之間的位置進(jìn)行分析，利用球面三角公式計算出任一時刻、任一地點(diǎn)太陽相對于地球的位置，在這樣的計算基礎(chǔ)上，得出太陽的方位角和高度角，再利用機(jī)械手段對處理器需要調(diào)整的控制角和高度角進(jìn)行驅(qū)動，從而達(dá)到太陽能光伏陣列實時的垂直采光狀態(tài)，保證太陽垂直照射在太陽能板上從而達(dá)到追光的目的，工作流程如圖2-5所示。這種追蹤方式最大的優(yōu)勢在于受干擾性小，在光照強(qiáng)度較弱的環(huán)境條件下同樣可以根據(jù)計算程序?qū)崿F(xiàn)全天候的太陽位置的追

追光式太陽能電池板的設(shè)計及實現(xiàn)-13-蹤。但其弊端在于算法復(fù)雜，其誤差在沒有反饋量調(diào)整的條件下會造成誤差累計且無法消除，且這種安裝水平要求較高，不如光電追蹤方式安裝簡單。圖2-5視日運(yùn)動軌跡的工作流程在充分了解不同追光方式的優(yōu)點(diǎn)和弊端后，結(jié)合本工程的應(yīng)用背景，考慮到實際設(shè)計的可行性，最終確定本設(shè)計的追光方式為光電追蹤。2.2.2追蹤機(jī)構(gòu)的選擇在上一節(jié)確定了光電追蹤的基本方式后，還有一個重要的要素需要確定，即對日追蹤機(jī)構(gòu)的選擇。追光機(jī)構(gòu)根據(jù)追蹤軸數(shù)量的不同分為單軸追蹤和雙軸追蹤兩種方式，下面將對這兩種方式進(jìn)行分析進(jìn)而為本設(shè)計選擇合適的追蹤機(jī)構(gòu)。單軸追蹤方式即為只有一個旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)械結(jié)構(gòu)，如圖2-6所示，根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸的擺放軸向不同又可以分為東西方向、南北方向追蹤、以及傾角單軸追蹤方式。單軸追蹤方式結(jié)構(gòu)簡單，可行性高，且其故障率低，易維護(hù)，但其追光精度及光電轉(zhuǎn)化率也低于雙軸追蹤機(jī)構(gòu)，適用于對追光精度要求不高的場合。

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本文編號：3374621