【摘要】：研究、發(fā)展和利用新的潔凈能源,特別是太陽能,成為解決能源與環(huán)境協(xié)調(diào)相容與能源短缺問題和實現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展等相關(guān)問題的重要途徑。太陽能是廣泛分布并且取之不盡、用之不竭的“綠色”環(huán)�？稍偕履茉�,是世界各國應(yīng)對能源危機(jī)的最佳解決方案之一。但是目前大規(guī)模的太陽能應(yīng)用中光伏電池轉(zhuǎn)換效率不高,而且成本價格很高。因此為了增加太陽能發(fā)電的發(fā)電量及發(fā)電效率,應(yīng)當(dāng)采用自動跟蹤式的發(fā)電裝置取代固定安裝的太陽能光伏電池板和其它太陽能設(shè)備。 本論文以上海電氣中央研究院太陽能集熱控制技術(shù)研究及應(yīng)用課題作為項目背景,分析了太陽方位角和高度角的變化規(guī)律以及跟蹤控制的控制要求,搭建跟蹤控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu),并應(yīng)用TI公司TMS320F2812數(shù)字信號處理器(DSP)作為核心控制芯片,由帶位置傳感器的直流電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu),控制電池板的支撐軸俯仰角,能對系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)速監(jiān)控保護(hù),能與上位機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)實時通訊,具備手動控制與自動跟蹤兩種不同的工作模式,保證系統(tǒng)的抗干擾能力和魯棒性,實現(xiàn)太陽跟蹤的自動控制。通過聯(lián)機(jī)試驗結(jié)果表明,所設(shè)計的跟蹤控制器具有良好的性能,能顯著的提高光伏發(fā)電的發(fā)電效率。
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK513.4;TM615
【圖文】：

使太陽能利用術(shù)的快速發(fā)展與大規(guī)模應(yīng)用。地球潛在的太陽能資源為2.5-80TW[、我國太陽能資源豐富，圖1.1所示為我國太陽能資源分布情況示意圖，我國國土面積上每年所接收到的太陽輻射能量相當(dāng)于1.9X1012噸標(biāo)準(zhǔn)煤，達(dá)到5.6X1022焦耳t5]。因為太陽轄射能量容易受氣候、地理位置等不確定環(huán)境條件因素的影響，所以其分布具有明顯的地域性差異的特征。如何更加高效的對太陽能加以利用是當(dāng)前急需發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，為了提高光伏電池板和太陽能集熱器光電轉(zhuǎn)換效率以及降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)的成本，世界各國紛紛投入大量的資金研究太陽能發(fā)電的實用性[61。總的來說，要實現(xiàn)上述目標(biāo)主要有以下兩種不同的方法：一是進(jìn)一步提高太陽能的能量轉(zhuǎn)換效率，二是安裝太陽角度自動跟蹤系統(tǒng)以使太陽能光伏陣列和集熱裝置能始終對準(zhǔn)太陽。在現(xiàn)有的大量太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和太陽能集熱裝置中

降低甚至不能有效的進(jìn)行聚光，降低了發(fā)電效率。因此為提高太陽能利用率和發(fā)電量，太陽能發(fā)電裝置需要引入太陽跟蹤控制系統(tǒng)。圖1.2為太陽能發(fā)電裝置圖，圖（a)為太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，光伏電池板能在兩個維度的電機(jī)控制下跟蹤太陽運(yùn)動，保持與太陽入射光

簡單的太陽跟蹤控制裝置的發(fā)電裝置比固定位置和角度安裝的發(fā)電裝置的太陽能利用率高出20%以上如圖1.3PG]為焦線水平布置-南北跟蹤方式的原理示意圖，其中轉(zhuǎn)軸（焦線）為東西方向布置，跟蹤軌跡為根據(jù)預(yù)先計算得到的太陽赤諱角的變化數(shù)據(jù)，光伏電池板或集熱裝置繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動從而現(xiàn)實對太陽位置的實時跟蹤。安裝了這種太陽跟蹤控制系統(tǒng)的裝置在正午時刻效率最高，而上午和下午時陽光都是斜射射入電池板，因此效率較低，這種跟蹤方式雖然結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但是他并不能使入射的太陽光線始終垂直于電池板或集熱裝置的反射鏡，因此對太陽能利用的效率的提高并不是很理想[21]。天頂. 北極南圖1.3焦線水平布置-南北跟蹤方式原理圖Fig.1.3 Schematic diagram of E-W placement of axle focal line(2)雙軸跟蹤雙軸跟蹤是在太陽高度角和赤yN角兩個維度上對太陽的全方位跟蹤，它有兩個不同的跟蹤方式：極軸式全跟蹤和高度角-方位角式全跟蹤。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2785304