【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,能源短缺以及隨之而來的環(huán)境污染問題也日益嚴(yán)重,人們?cè)絹碓街匾曅履茉吹拈_發(fā)和利用,而作為一種理想的可再生能源,太陽能的利用備受關(guān)注,近年來世界各國(guó)都在積極開發(fā)太陽能。由于當(dāng)前太陽能的利用效率低,影響并阻礙了太陽能技術(shù)的普及,而如果實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽的精確跟蹤,進(jìn)而提高接收器的熱效率,以實(shí)現(xiàn)提高太陽能利用效率的目的,這樣就可以推進(jìn)太陽能的普及利用,解決當(dāng)前的能源短缺問題,又不會(huì)對(duì)環(huán)境帶來污染,從而造福人類。綜上原因,本論文著重對(duì)太陽跟蹤技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。 太陽跟蹤的方法主要有兩種,光電跟蹤和視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤。對(duì)這兩種跟蹤方法進(jìn)行分析比較得出,本系統(tǒng)中采用兩種跟蹤方法相結(jié)合的方式,以實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽的精確跟蹤。當(dāng)太陽光線強(qiáng)度達(dá)到光電跟蹤要求時(shí),系統(tǒng)采用光電跟蹤方式,否則采用視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤。如果在晴天進(jìn)行光電跟蹤時(shí)突然出現(xiàn)云層遮擋太陽的情況,系統(tǒng)能夠自動(dòng)切換為視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤方式;當(dāng)太陽光線強(qiáng)度又達(dá)到光電跟蹤的要求時(shí),系統(tǒng)再切換到光電跟蹤,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽的全天候自動(dòng)跟蹤。 本文首先對(duì)太陽時(shí)角和赤緯角、太陽高度角和方位角以及定日鏡的高位角和方位角進(jìn)行理論分析與計(jì)算,以此為依據(jù)設(shè)計(jì)了一種基于太陽位置測(cè)量的精度高、穩(wěn)定性好的光電傳感器。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求,本文采用C8051F020單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的核心,并參照單片機(jī)的特點(diǎn)和所需實(shí)現(xiàn)的功能,完成了單片機(jī)的外圍硬件電路設(shè)計(jì)和相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)。文中詳細(xì)介紹了系統(tǒng)中的重要器件及其所能實(shí)現(xiàn)的功能,并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的硬件接口電路,主要包括光強(qiáng)檢測(cè)電路、時(shí)鐘電路、顯示電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、電機(jī)控制電路等。根據(jù)設(shè)計(jì)功能的需要,完成了系統(tǒng)的主程序模塊、視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤模塊、光電跟蹤模塊、時(shí)鐘模塊以及其他相關(guān)功能模塊的軟件設(shè)計(jì)工作。通過軟硬件的有效結(jié)合,跟蹤控制系統(tǒng)的工作可以達(dá)到較高的精度以及較好的穩(wěn)定性。 經(jīng)軟硬件聯(lián)合調(diào)試驗(yàn)證,本文塔式定日鏡跟蹤控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)均是切實(shí)可行的,該跟蹤控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行平穩(wěn)和跟蹤精度高等特點(diǎn),能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)太陽高精度、全天候的跟蹤,從而提高太陽能的利用效率,為太陽能的普及利用奠定基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TK513.4
【圖文】：

杭州 電 子科 技 大 學(xué)碩 士 學(xué) 位論 文 站 于 20 0 7 年 投 入 運(yùn) 行 ， 發(fā) 電 功 率 為 11 M W ， P h 的電 力， 年 平 均發(fā) 電 效 率達(dá) 到 1 0. 5 % [1 7 . .2 1 ] 。 熱 發(fā) 電 的 研 究 起 步 比 較 晚 ， 在 天 津 建 造 的 一 套 發(fā) 置， 主 要用 于 基礎(chǔ) 試 驗(yàn) 和 技術(shù) 研 究。 2 00 5 年國(guó) 內(nèi)第 區(qū) 建 成 并 成 功 發(fā) 電 ， 發(fā) 電 功 率 為 70 K W ， 其 塔 高 日 鏡 技 術(shù) 具 有 完 全 自 主 知 識(shí) 產(chǎn) 權(quán) ， 如 圖 1 .1 所 示 。 采用 特 殊成 型方 式 ， 通 過支 撐 優(yōu)化 控制 鏡 面弧 度， 究所 設(shè) 計(jì)的 極軸 式 定 日 跟蹤 系 統(tǒng)由 比較 器 、二 極管 并測(cè) 量 定日 鏡跟 蹤 精 度 ，結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn)單 而且 能 實(shí)現(xiàn) 高精 座 M W（ 兆 瓦） 級(jí) 太 陽 能塔 式 熱發(fā) 電站 ， 該電 站建 目 的 主要 目標(biāo) 是 研究 太陽 能 塔式 熱 發(fā)電 關(guān) 鍵 技 術(shù)， ，探 索 高效 能、 大 規(guī) 模 、低 成 本商 業(yè)化 電 站的 技術(shù) 發(fā) 展 奠 定基 礎(chǔ) 。

杭州 電 子科 技 大 學(xué)碩 士 學(xué) 位論 文 第 2 章 定 日鏡 控 制系 統(tǒng) 方 案的 選 擇 太 陽 能 熱發(fā) 電 站的 主要 裝 置 之 一， 也 是塔 式太 陽 能 熱 發(fā)電 站 S o l ar On e 電站 ， 其 初 次投 資 約為 1 .4 2 億美 元 ，各 項(xiàng) 成本 電 氣 設(shè) 備 18 % 、 蓄 熱 裝 置 10 % 、 接 收 器 5 .1 % 、 塔 2 .9 % 、 其識(shí) 產(chǎn) 權(quán)的 定 日鏡 技術(shù) ， 不 僅 可以 降 低定 日鏡 生 產(chǎn)成 本， 而 且業(yè) 化也 具 有 重 大意 義 。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 姚夢(mèng)凱;塔式太陽能定日鏡聚光成像策略研究與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];浙江大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2730991