基于光電傳感器的太陽輻射跟蹤器的設計與應用
發(fā)布時間:2021-09-19 14:27
太陽輻射跟蹤器又叫雙軸太陽跟蹤器,作為一種全自動太陽方位跟蹤器,它是直接日射表和總日射表的必備裝置。雙軸太陽跟蹤器能夠保證直接日射表的進光筒始終對準太陽,又能確保總日射表的自動遮光任務,從而可精確測量出太陽直接輻射(DNI)及太陽散射水平輻射(DHI),因此,相比于自動化程度低的手動跟蹤器和半自動跟蹤器,它具有更明顯的優(yōu)勢。由于四象限光電傳感器、光電旋轉編碼器和激光位移傳感器具有精度高、功耗低、免維護的優(yōu)良特性,本論文開展了基于光電傳感器的太陽輻射跟蹤器的設計與應用。整體設計主要包括太陽輻射跟蹤器硬件電路和太陽位置跟蹤軟件算法兩個部分。硬件電路主要由四象限光電傳感器、EnDate22角度編碼器、激光位移傳感器、DSP主控制電路和電源模塊構成。軟件算法主要包含數(shù)據輸入子程序、太陽方向角及高度角子程序、日升日落時間子程序等幾大部分。雙軸太陽跟蹤器配備GPS(北斗)接收經緯度、海拔和時間等重要數(shù)據,提高了太陽位置跟蹤算法的精度,避免了以往太陽跟蹤器移動位置需要重新手動輸入校準值的情形;诖嗽O計,本論文完成了太陽輻射跟蹤器的軟硬件運行調試和功能實現(xiàn)的研究。經過測試,軟件算法輸出的太陽位置誤差...
【文章來源】:成都信息工程大學四川省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2赤道儀式半自動太陽跟蹤器??
半自動太陽跟蹤器屬于被動式跟蹤器,主要是因為它還是需要人工調整才能??對準太陽,并不是全自動的。半自動太陽跟蹤器中使用最廣泛普遍的是赤道儀式半??自動太陽跟蹤器[5],見圖1-2,該儀器也是分為兩個軸:主軸利用同步電機以lr/24h??的方式來模擬太陽方位角的速度,水平軸與主軸垂直并依靠人工計算調節(jié)來模擬??太陽天頂角。這也意味著赤緯的調整完全依靠人工,因此命名為半自動太陽跟蹤器》??%??圖1-2赤道儀式半自動太陽跟蹤器??第2頁共77頁??
算法計算太陽的方位角和天頂角來與兩個旋轉電機控制的軸分別對應世界上最??早的一臺全自動雙軸太陽跟蹤器是美國Eppley實驗室制造的SMT-3型雙軸太陽跟??蹤器,見圖1-3。????????圖1-3?Eppley實驗室的SMT-3型雙軸太陽跟蹤器??可以看到全自動雙軸太陽跟蹤器還配備了聯(lián)動型遮光器,能起到自動遮住日??光對法蘭盤上總日射表的直接照射的作用[8],從而能夠得到散射水平輻射(DHI),??這是人工手動跟蹤器和半自動太陽跟蹤器所不能實現(xiàn)的。而且全自動太陽跟蹤器??擁有兩個大功率旋轉電機,使得其具備高負載運行能力,在一個太陽跟蹤器上就可??以搭載數(shù)個直接日射表和總日射表,極大方便了科研實驗的設備比對。??1.3本課題的目的和意義??現(xiàn)代氣象輻射技術的發(fā)展.推動了世界氣象組織(WMO)構建地面輻射基準站??第3頁共77頁??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]新能源概論——課程教學體會與探索[J]. 張玉媛,陳東初,常萌蕾,戶華文. 廣東化工. 2017(05)
[2]FPGA+DSP的海德漢編碼器信號測量及處理通用模塊[J]. 陳迷,熊皚,范永坤. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應用. 2014(07)
[3]視日軌跡太陽跟蹤裝置控制系統(tǒng)設計[J]. 陳仕國,陳學永,林福財,賴定彪. 福建農林大學學報(自然科學版). 2014(02)
[4]高精密位移傳感器標定技術的研究[J]. 宋小奇,何偉銘. 儀表技術與傳感器. 2013(07)
[5]長江中下游地區(qū)太陽輻射變化及其對光合有效輻射的影響[J]. 宣守麗,石春林,金之慶,曹宏鑫,魏秀芳,王晶晶. 江蘇農業(yè)學報. 2012(06)
[6]國產總輻射表檢定結果的不確定度分析[J]. 楊云,丁蕾,權繼梅,程興宏. 氣象科技. 2012(01)
[7]太陽輻射傳感器件[J]. 梁中翥. 光機電信息. 2011(09)
[8]用于移動式太陽輻射計的高精度太陽跟蹤方法[J]. 李保來,李保生,劉志健. 能源與節(jié)能. 2011(05)
[9]固定式和跟蹤式太陽能接收器能量接收狀況的比較[J]. 杜海玲,邢德山,孫楠. 科技信息. 2010(01)
[10]地質調查中手持GPS和GIS坐標系統(tǒng)應用常見問題[J]. 黃爽兵,劉昌蓉,張成功,朱仕杰. 四川地質學報. 2009(S2)
碩士論文
[1]高精度微型絕對式光電編碼器的關鍵技術[D]. 劉耀.大連海事大學 2014
[2]基于相機的太陽方位檢測與跟蹤技術的研究[D]. ?≡.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[3]基于嵌入式系統(tǒng)的高精度自動尋星系統(tǒng)設計[D]. 蔣國兵.浙江大學 2008
本文編號:3401780
【文章來源】:成都信息工程大學四川省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2赤道儀式半自動太陽跟蹤器??
半自動太陽跟蹤器屬于被動式跟蹤器,主要是因為它還是需要人工調整才能??對準太陽,并不是全自動的。半自動太陽跟蹤器中使用最廣泛普遍的是赤道儀式半??自動太陽跟蹤器[5],見圖1-2,該儀器也是分為兩個軸:主軸利用同步電機以lr/24h??的方式來模擬太陽方位角的速度,水平軸與主軸垂直并依靠人工計算調節(jié)來模擬??太陽天頂角。這也意味著赤緯的調整完全依靠人工,因此命名為半自動太陽跟蹤器》??%??圖1-2赤道儀式半自動太陽跟蹤器??第2頁共77頁??
算法計算太陽的方位角和天頂角來與兩個旋轉電機控制的軸分別對應世界上最??早的一臺全自動雙軸太陽跟蹤器是美國Eppley實驗室制造的SMT-3型雙軸太陽跟??蹤器,見圖1-3。????????圖1-3?Eppley實驗室的SMT-3型雙軸太陽跟蹤器??可以看到全自動雙軸太陽跟蹤器還配備了聯(lián)動型遮光器,能起到自動遮住日??光對法蘭盤上總日射表的直接照射的作用[8],從而能夠得到散射水平輻射(DHI),??這是人工手動跟蹤器和半自動太陽跟蹤器所不能實現(xiàn)的。而且全自動太陽跟蹤器??擁有兩個大功率旋轉電機,使得其具備高負載運行能力,在一個太陽跟蹤器上就可??以搭載數(shù)個直接日射表和總日射表,極大方便了科研實驗的設備比對。??1.3本課題的目的和意義??現(xiàn)代氣象輻射技術的發(fā)展.推動了世界氣象組織(WMO)構建地面輻射基準站??第3頁共77頁??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]新能源概論——課程教學體會與探索[J]. 張玉媛,陳東初,常萌蕾,戶華文. 廣東化工. 2017(05)
[2]FPGA+DSP的海德漢編碼器信號測量及處理通用模塊[J]. 陳迷,熊皚,范永坤. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應用. 2014(07)
[3]視日軌跡太陽跟蹤裝置控制系統(tǒng)設計[J]. 陳仕國,陳學永,林福財,賴定彪. 福建農林大學學報(自然科學版). 2014(02)
[4]高精密位移傳感器標定技術的研究[J]. 宋小奇,何偉銘. 儀表技術與傳感器. 2013(07)
[5]長江中下游地區(qū)太陽輻射變化及其對光合有效輻射的影響[J]. 宣守麗,石春林,金之慶,曹宏鑫,魏秀芳,王晶晶. 江蘇農業(yè)學報. 2012(06)
[6]國產總輻射表檢定結果的不確定度分析[J]. 楊云,丁蕾,權繼梅,程興宏. 氣象科技. 2012(01)
[7]太陽輻射傳感器件[J]. 梁中翥. 光機電信息. 2011(09)
[8]用于移動式太陽輻射計的高精度太陽跟蹤方法[J]. 李保來,李保生,劉志健. 能源與節(jié)能. 2011(05)
[9]固定式和跟蹤式太陽能接收器能量接收狀況的比較[J]. 杜海玲,邢德山,孫楠. 科技信息. 2010(01)
[10]地質調查中手持GPS和GIS坐標系統(tǒng)應用常見問題[J]. 黃爽兵,劉昌蓉,張成功,朱仕杰. 四川地質學報. 2009(S2)
碩士論文
[1]高精度微型絕對式光電編碼器的關鍵技術[D]. 劉耀.大連海事大學 2014
[2]基于相機的太陽方位檢測與跟蹤技術的研究[D]. ?≡.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[3]基于嵌入式系統(tǒng)的高精度自動尋星系統(tǒng)設計[D]. 蔣國兵.浙江大學 2008
本文編號:3401780
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