本文關(guān)鍵詞：基于能耗分析的雙軸太陽跟蹤系統(tǒng)產(chǎn)能優(yōu)化研究

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【摘要】：隨著現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展,能源消耗量逐年增加,與之相伴的環(huán)境問題也日益突出,因此,太陽能做為一種無污染的清潔能源越來越具有研究價(jià)值和實(shí)際意義。提高產(chǎn)能效率是光伏發(fā)電所面臨的主要問題之一,通過改進(jìn)和優(yōu)化跟蹤方案的可以有效提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的產(chǎn)能效率。本課題針對(duì)目前太陽跟蹤所存在的問題,自行設(shè)計(jì)搭建了一套太陽跟蹤裝置。以此裝置為實(shí)驗(yàn)平臺(tái),在對(duì)MPPT算法進(jìn)行改進(jìn)的基礎(chǔ)上,研究了電池板產(chǎn)能和跟蹤裝置耗能的關(guān)系,依據(jù)這一關(guān)系推導(dǎo)出了跟蹤次數(shù)優(yōu)化計(jì)算方法。并將此計(jì)算方法應(yīng)用于視日運(yùn)行軌跡跟蹤方案中,進(jìn)一步提升了光伏發(fā)電的產(chǎn)能效率。主要的研究工作有:1)為了推導(dǎo)出跟蹤裝置在某段時(shí)間內(nèi)的跟蹤次數(shù)優(yōu)化方程,首先需要研究電池板產(chǎn)能和跟蹤裝置耗能的關(guān)系,因此本課題先對(duì)電池板的輸出特性進(jìn)行了分析。針對(duì)MPPT算法中擾動(dòng)觀察法存在的穩(wěn)態(tài)震蕩與跟蹤速度不可兼顧的缺陷進(jìn)行了改進(jìn)和Simulink仿真。仿真結(jié)果表明,采用改進(jìn)后的MPPT算法可以使系統(tǒng)在保證跟蹤速度的情況下有效降低穩(wěn)態(tài)震蕩,減少了震蕩導(dǎo)致的能量消耗。2)本課題采用視日運(yùn)行軌跡跟蹤與光電跟蹤相結(jié)合方案。首先,對(duì)太陽運(yùn)行軌跡的天文學(xué)運(yùn)行原理進(jìn)行了深入研究,并通過MATLAB軟件進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。然后,針對(duì)視日運(yùn)行軌跡跟蹤方案存在的缺點(diǎn)設(shè)計(jì)了含有8個(gè)光敏電阻的光電傳感器對(duì)跟蹤裝置進(jìn)行微調(diào),使電池板法線可以更加準(zhǔn)確的與太陽光線重合。同時(shí),對(duì)跟蹤裝置的耗能進(jìn)行了分析,得出了雙軸結(jié)構(gòu)的運(yùn)行耗能公式。在此基礎(chǔ)上結(jié)合電池板的最大功率,推導(dǎo)出了某段時(shí)間內(nèi)跟蹤次數(shù)的優(yōu)化計(jì)算方程,并對(duì)該算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明,加入跟蹤次數(shù)優(yōu)化算法之后,系統(tǒng)的產(chǎn)能效率有了進(jìn)一步提高。3)設(shè)計(jì)搭建了一套雙軸太陽跟蹤裝置和以BUCK電路為核心的功率主電路及其外圍電路。并且采用VB與MAT LAB混合編程的方法設(shè)計(jì)完成了單片機(jī)與上位機(jī)的通信控制界面,通過該界面可以查看裝置的跟蹤軌跡、外界天氣情況,以及電機(jī)失步報(bào)警等信息,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可控性。最后,完成了對(duì)跟蹤精度和BUCK電路傳輸效率的實(shí)驗(yàn)測(cè)量與分析。仿真和實(shí)驗(yàn)表明:雙軸太陽跟蹤裝置的跟蹤精度高、穩(wěn)定性好,并能有效提高光伏發(fā)電的產(chǎn)能效率。
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM615

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1 張瑜;路博;;一種高精度的太陽跟蹤方法[J];可再生能源;2012年02期

2 鄭飛;用80C196KC單片機(jī)實(shí)現(xiàn)太陽跟蹤[J];能源工程;2003年06期

3 呂政;唐海萍;;自適應(yīng)太陽跟蹤平臺(tái)理論分析及控制器設(shè)計(jì)[J];節(jié)能技術(shù);2007年05期

4 李保來;李保生;劉志健;;用于移動(dòng)式太陽輻射計(jì)的高精度太陽跟蹤方法[J];能源與節(jié)能;2011年05期

5 宋記鋒;於震躍;;光纖光導(dǎo)系統(tǒng)的太陽跟蹤方法與輸出光譜特性研究[J];華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年05期

6 閆杰;劉麗紅;肖杰;;太陽跟蹤反射聚光戶外加速試驗(yàn)研究[J];裝備環(huán)境工程;2011年06期

7 張燎;薛巖;金文進(jìn);金佛榮;;基于矢量分析法的太陽跟蹤規(guī)律建模與仿真[J];工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置;2013年05期

8 李加念;洪添勝;倪慧娜;;基于光電和傾角檢測(cè)的全天候太陽跟蹤傳感器設(shè)計(jì)[J];傳感器與微系統(tǒng);2014年04期

9 黃金;;用于太陽能集熱裝置的太陽跟蹤傳感器的研究[J];科技致富向?qū)?2014年02期

10 許龍;張永宏;王琦;;一種光電式太陽跟蹤控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2014年02期

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1 張國梁;基于能耗分析的雙軸太陽跟蹤系統(tǒng)產(chǎn)能優(yōu)化研究[D];太原科技大學(xué);2015年

2 楊培環(huán);高精度太陽跟蹤傳感器與控制器的研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

3 段忠寶;基于太陽跟蹤光探測(cè)器的研究與設(shè)計(jì)[D];新疆大學(xué);2010年

4 鮑雷;太陽跟蹤偏差檢測(cè)系統(tǒng)[D];武漢理工大學(xué);2012年

5 路博;光伏系統(tǒng)中的高精度太陽跟蹤方法研究[D];河南師范大學(xué);2012年

6 周江坤;聚光太陽能嵌入式跟蹤控制系統(tǒng)的研究[D];武漢理工大學(xué);2013年

7 王波;太陽跟蹤及導(dǎo)光系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

8 盧國杰;基于GPS的太陽跟蹤控制系統(tǒng)研究[D];華北電力大學(xué);2013年

9 盧鑫;基于聚光型光伏模組的太陽跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能分析[D];長春理工大學(xué);2010年

10 任松林;主動(dòng)式太陽跟蹤及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];重慶大學(xué);2008年

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本文編號(hào)：1175352