視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤、光電跟蹤及混合跟蹤等太陽自動(dòng)跟蹤技術(shù)能有效的提高太陽能發(fā)電效率,傳感器是其中的核心部件決定并影響著發(fā)電系統(tǒng)的跟蹤特性,而傳統(tǒng)的傳感器存在跟蹤視場范圍窄、跟蹤精度不高且價(jià)格昂貴等問題。因此,開發(fā)設(shè)計(jì)高性能新型傳感器具有重要的意義。本文以太陽跟蹤利用系統(tǒng)控制裝置為研究對象,結(jié)合了視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤和光電跟蹤兩種方式對太陽跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),同時(shí)提出了一種三棱臺(tái)式光電跟蹤傳感器并進(jìn)行了軟件和硬件設(shè)計(jì);對傳感器的視場范圍特性和聚焦光斑光強(qiáng)特性進(jìn)行研究;搭建了系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái),并基于三棱臺(tái)式光電跟蹤傳感器的太陽跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行了跟蹤視場范圍和跟蹤精度的實(shí)驗(yàn)研究。本文主要研究工作如下:首先,為了能實(shí)現(xiàn)大范圍追蹤太陽和提高跟蹤效率、跟蹤精度,本文通過對太陽跟蹤方式的分析探討,設(shè)計(jì)了視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤和光電跟蹤相結(jié)合的太陽跟蹤系統(tǒng)。同時(shí)設(shè)計(jì)了一種三棱臺(tái)式的光電跟蹤傳感器并闡述了其結(jié)構(gòu)組成及粗-精跟蹤模塊的工作原理,對傳感器粗-精跟蹤模塊的信號采樣電路及具體結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤和光電跟蹤兩種功能的實(shí)現(xiàn),將能提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。然后,通過建立三個(gè)光敏電阻所接收的太陽光強(qiáng)與太陽... 

【文章來源】：湖南科技大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

世界和中國主要能源儲(chǔ)量預(yù)測

湖南科技大學(xué)專業(yè)碩士學(xué)位論文-3-中國西部地區(qū)的太陽能總輻射量和日照時(shí)數(shù)在全國都是最高的，同時(shí)也是世界太陽能資源最為豐富地區(qū)之一。其中，中國太陽能資源最豐富地區(qū)在西藏西部，輻射量最高達(dá)到2333KW·h/m2（日輻射量達(dá)到6.4kW·h/m2）,僅次于在世界輻射地區(qū)排第一位撒哈拉大沙漠。中國太陽能資源分布如圖1.2所示。圖1.2中國太陽能資源分布圖Fig1.2Chinasolarenergyresourcemap太陽能接收率最少是四川盆地，屬于太陽能資源低值區(qū)，基本都處于北緯22°~35°之間；中國東、南地區(qū)及東北地區(qū)為資源中等區(qū)；太陽能接受率最高的是西藏地區(qū)，屬于太陽能資源的高值區(qū)。在中國，根據(jù)各地接受太陽總輻射量的多少，可將全國劃分為五類地區(qū)，如表1.2所示。表1.2中國太陽能資源的分類Tab1.2ClassificationofsolarenergyresourcesinChina地區(qū)分類全年日照時(shí)數(shù)太陽輻射年總量相當(dāng)于燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤（kg）包括的地區(qū)一3200~3300670×104~873×104225~285寧夏和甘肅北部、新疆南部、青海和西藏西部二3000~3200586×104~670×104200~225河北西北部、山西北部以及中國西北地區(qū)三2200~3000502×104~686×104170~200中國中部地區(qū)、山西南部、新疆北部、東北地區(qū)、云南等省和地區(qū)及山西北部、甘肅東南部、廣東和福建的南部、江蘇和安徽的北部

湖南科技大學(xué)專業(yè)碩士學(xué)位論文-5-驗(yàn)裝置對太陽能熱發(fā)電技術(shù)進(jìn)行了廣泛的、基礎(chǔ)性的探索和研究。隨后，前蘇聯(lián)還分別在俄羅斯和烏克蘭建成了兩座功率為5MW和6MW的塔式太陽能試驗(yàn)電站。其中，烏克蘭塔式電站總面積為40000m2，塔高70m，采用1600塊面積為25m2的定日鏡，呈圓形布置。1981年5月，由法國、德國和意大利等9個(gè)歐洲共同體國家聯(lián)合出資200萬美元在意大利西西里建造Eurelios塔式太陽能實(shí)驗(yàn)電站開始投入運(yùn)行，這是世界首座并網(wǎng)運(yùn)行的塔式太陽能熱電站。Eurelios電站功率為1MW，采用70塊面積為52m2和112塊23m2的定日鏡。1981年，由美國能源部投資1.42億美元，愛迪生公司、洛杉磯水電部和加利福尼亞能源委員會(huì)合作，在南加州興建Barstow興建的SolarOne太陽能實(shí)驗(yàn)電站（圖）建成，1982年投入運(yùn)行，發(fā)電功率為10MW，初次投資為1.42億美元，成本比例為:定日鏡52%，發(fā)電機(jī)組、電氣設(shè)備18%，蓄熱裝置10%，接收器5%，塔3%，管道及換熱器8%，其他設(shè)備4%。SolarOne電站是當(dāng)時(shí)世界上最大的塔式太陽能電站。相比于發(fā)達(dá)國家對太陽能光熱技術(shù)的研究，我國起步較晚，近年來由于國家在政策予以扶持，中國太陽能光熱發(fā)電有了一定的起色，但是與發(fā)達(dá)國家相比還是有較大的差距。2005年在南京市江寧開發(fā)區(qū)建成了國內(nèi)70KW塔式太陽能熱發(fā)電站并且發(fā)電成功。經(jīng)過幾年發(fā)電站的控制協(xié)調(diào)性以及穩(wěn)定性方面都達(dá)到了預(yù)計(jì)的效果。國內(nèi)的70KW塔式發(fā)電站中，中央的塔高有33m，32臺(tái)有效反射面積為19.6m2的定日鏡，鏡面反射率為85%，此外，系統(tǒng)組成還包括高溫接收器裝置、太陽能燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組以及相應(yīng)的水冷卻系統(tǒng)、天然氣供氣系統(tǒng)、主控系統(tǒng)等。圖1.3塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)Fig1.3Towersolarthermalpowergenerationsystem（2）槽式太陽能光熱發(fā)電技術(shù)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]兩級式太陽跟蹤數(shù)字光電傳感器設(shè)計(jì)[J]. 唐自豪,李鵬,錢耀,羅琦,陳慧玲,張清杰.  儀表技術(shù)與傳感器. 2017(10)
[2]太陽能聚光器鏡面單元的支撐-調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)和位姿校準(zhǔn)[J]. 顏健,彭佑多,程自然,譚新華.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[3]我國光熱發(fā)電發(fā)展面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J]. 時(shí)璟麗.  太陽能. 2016(11)
[4]碟式聚光器鏡面單元聚焦光斑與位姿誤差的關(guān)聯(lián)特性[J]. 顏健,彭佑多,程自然,彭黎,譚新華.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2016(11)
[5]四象限探測器位置檢測精度的主要影響因素研究[J]. 張輝,陳云善,耿天文,吳佳彬,陳濤.  中國激光. 2015(12)
[6]基于機(jī)器視覺的圖像邊緣檢測算法的優(yōu)化研究[J]. 陳凱,王舒憬.  工業(yè)控制計(jì)算機(jī). 2015(11)
[7]國內(nèi)外太陽能光熱發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J]. 袁煒東.  電力與能源. 2015(04)
[8]碟式太陽能光熱系統(tǒng)光-機(jī)-熱多場耦合建模及其聚光性能預(yù)測應(yīng)用[J]. 顏健,彭佑多,余佳煥,王旻暉.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(14)
[9]基于DSP的太陽能雙軸跟蹤控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 張國新,楊勇.  機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2015(03)
[10]基于單片機(jī)控制太陽能智能跟蹤控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 李仁浩,龔思敏,楊帆,劉松,李小兵.  儀表技術(shù)與傳感器. 2015(04)

碩士論文
[1]一種圓柱型光電探測器及其太陽跟蹤系統(tǒng)特性研究[D]. 胡亮.湖南科技大學(xué) 2014
[2]計(jì)算機(jī)控制雙軸太陽跟蹤系統(tǒng)及其偏差檢測[D]. 廖錦城.武漢理工大學(xué) 2008
[3]太陽能聚光器自動(dòng)跟蹤裝置的設(shè)計(jì)與研究[D]. 徐麗霜.云南師范大學(xué) 2007
[4]大范圍太陽光線跟蹤傳感器及跟蹤方法的研究[D]. 夏小燕.河海大學(xué) 2007
[5]新型太陽跟蹤裝置機(jī)構(gòu)的研究[D]. 宋開峰.河北工業(yè)大學(xué) 2004



本文編號：3478794