碟式斯特林太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中跟蹤系統(tǒng)的研究

【摘要】：隨著常規(guī)化石燃料（如石油、天然氣、煤炭等）的不斷開采與消耗，世界的能源形勢日益嚴峻，而且使用這些化石燃料對我們的生存環(huán)境也造成了較大的破壞，所以開發(fā)綠色新能源就成為國際社會面臨的巨大挑戰(zhàn)。由于太陽能是一種清潔綠色能源，所以太陽能的使用可以有效減輕資源匱乏與環(huán)境污染的雙重壓力。而太陽能熱發(fā)電技術(shù)的誕生，為人類利用太陽能奠定了較好的發(fā)展前景；目前太陽能熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)電效率仍然較低，因而提高其發(fā)電效率一直是國際研究領(lǐng)域的重要課題。為了提高太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率，聚光器跟蹤控制系統(tǒng)的研究必不可少。使用太陽跟蹤系統(tǒng)可以有效增大發(fā)電系統(tǒng)聚光器的太陽輻射接受率，使發(fā)電機可以接收更多能量，因而極大提高了發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。針對該研究需求，本論文對碟式斯特林太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的跟蹤系統(tǒng)進行了研究與設(shè)計。 首先，本文對兩種常用的太陽跟蹤策略進行了研究，即閉環(huán)跟蹤方式和開環(huán)跟蹤方式。通過將兩種跟蹤策略的跟蹤性能比較后，本論文決定采用兩種跟蹤方式相結(jié)合的混合跟蹤方式。該跟蹤方式不但克服了其他兩種跟蹤方法的缺點，而且可以較大提升跟蹤系統(tǒng)的可靠性。其次，對太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電原理以及聚光器聚光比計算進行了比較詳細的理論研究。最后，論文從硬件部分和軟件部分，對太陽自動跟蹤系統(tǒng)進行了研究與設(shè)計。 針對以往使用8位單片機為主控芯片的跟蹤系統(tǒng)存在的一些問題，如響應慢、穩(wěn)定性低等缺點，本文采用了STM32微處理器作為跟蹤系統(tǒng)的主控芯片。該微處理器具有強大的處理功能，而且該芯片具有響應速度快、穩(wěn)定性高、功耗低等特點。文中對跟蹤系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計進行了詳細介紹，其中硬件部分包括具有高精確性能的陽光傳感器改進，可以顯示跟蹤狀態(tài)參數(shù)的顯示電路設(shè)計，以及可以實現(xiàn)較高機械轉(zhuǎn)動精度的步進電機驅(qū)動電路設(shè)計。軟件部分則以硬件部分為基礎(chǔ)進行相應的設(shè)計，軟件與硬件的合理搭配才能實現(xiàn)整個跟蹤系統(tǒng)的正常運行。軟件部分的設(shè)計介紹以軟件流程圖和主要驅(qū)動程序的形式進行說明。 本文對碟式斯特林太陽能熱發(fā)電技術(shù)進行了系統(tǒng)理論的研究，并且著重對它的自動跟蹤系統(tǒng)做了細致的研究。本文論述的自動跟蹤系統(tǒng)不但跟蹤精度可達0.1°，而且可以適用于多種天氣條件下的跟蹤工作，有效提高了跟蹤系統(tǒng)的工作效率和可靠性。 【關(guān)鍵詞】：碟式聚光器 光熱發(fā)電 STM32微處理器 自動跟蹤 跟蹤策略
【學位授予單位】：陜西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-18
• 1.1 課題研究背景簡介11
• 1.2 太陽能熱發(fā)電技術(shù)的簡介與優(yōu)勢11-12
• 1.3 太陽能熱發(fā)電技術(shù)的種類12-15
• 1.3.1 塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)簡介13
• 1.3.2 槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)簡介13-14
• 1.3.3 碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)簡介14-15
• 1.4 碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展15
• 1.5 課題研究的目的15-16
• 1.6 論文研究內(nèi)容16
• 1.7 論文結(jié)構(gòu)16-17
• 1.8 本章小結(jié)17-18
• 2 碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)介紹18-26
• 2.1 太陽能熱發(fā)電原理介紹18-20
• 2.1.1 布雷頓循環(huán)介紹18
• 2.1.2 朗肯循環(huán)介紹18-19
• 2.1.3 斯特林循環(huán)介紹19-20
• 2.2 碟式聚光器介紹20-25
• 2.2.1 聚光器聚光原理介紹21-23
• 2.2.2 聚光器聚光比的計算方法23-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 3 太陽跟蹤系統(tǒng)的研究26-32
• 3.1 地球天文知識介紹26-28
• 3.1.1 地球的環(huán)日運動規(guī)律26
• 3.1.2 地球時間介紹26-27
• 3.1.3 天球坐標系介紹27-28
• 3.2 太陽跟蹤系統(tǒng)機械驅(qū)動類型28-29
• 3.2.1 單軸跟蹤驅(qū)動方式28
• 3.2.2 雙軸跟蹤驅(qū)動方式28-29
• 3.3 太陽跟蹤方法介紹29-30
• 3.3.1 開環(huán)跟蹤方式29-30
• 3.3.2 閉環(huán)跟蹤方式30
• 3.4 跟蹤方法的選擇與優(yōu)化30-31
• 3.5 本章小結(jié)31-32
• 4 跟蹤系統(tǒng)的硬件設(shè)計32-50
• 4.1 陽光傳感器32-36
• 4.1.1 感光材料的選擇32-34
• 4.1.2 陽光傳感器介紹34-35
• 4.1.3 陽光傳感器信號采集電路設(shè)計35
• 4.1.4 陽光傳感器的改進35-36
• 4.2 STM32 微處理器介紹36-42
• 4.2.1 STM32F103 功能介紹37-38
• 4.2.2 STM32 微處理器性能上的優(yōu)越性38-40
• 4.2.3 DMA 控制器介紹40-41
• 4.2.4 DMA 中斷處理41-42
• 4.3 電機驅(qū)動模塊設(shè)計42-46
• 4.3.1 步進電機的介紹42-43
• 4.3.2 脈沖寬度調(diào)制技術(shù)43
• 4.3.3 步進電機驅(qū)動模塊43-45
• 4.3.4 步進電機驅(qū)動設(shè)計45-46
• 4.4 顯示按鍵模塊46-48
• 4.5 時鐘日歷模塊48-49
• 4.6 本章小結(jié)49-50
• 5 跟蹤系統(tǒng)的軟件設(shè)計50-66
• 5.1 軟件整體流程圖50-51
• 5.2 陽光傳感器信號處理軟件的設(shè)計51-53
• 5.2.1 AD 轉(zhuǎn)換程序流程圖51-52
• 5.2.2 AD 轉(zhuǎn)換程序設(shè)計52-53
• 5.3 跟蹤策略算法模塊軟件設(shè)計53-59
• 5.3.1 閉環(huán)跟蹤方式模塊53-54
• 5.3.2 閉環(huán)跟蹤方式軟件54-57
• 5.3.3 開環(huán)跟蹤方式模塊57-59
• 5.4 步進電機驅(qū)動軟件設(shè)計59-62
• 5.5 顯示按鍵模塊設(shè)計62-65
• 5.6 本章小結(jié)65-66
• 6 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 課題工作情況總結(jié)66-67
• 6.2 課題進一步研究展望67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-72
• 附錄72-73
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術(shù)論文目錄及專利73-74

您可以在本站搜索以下學術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

基于單片機的太陽能電池自動跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計    薛建國

太陽能任意方位跟蹤系統(tǒng)設(shè)計    梁勇;梁維銘;

太陽能熱發(fā)電技術(shù)    李斌,李安定

拋物面式太陽能聚能系統(tǒng)聚光特性模擬    帥永;張曉峰;談和平;

向日葵型跟蹤太陽智能發(fā)電裝置的研制    楊帆;楊景常;鄭宇;

折面形拋物柱聚光器的設(shè)計與分析    張翼中;崔文智;陳清華;

再論折面形拋物柱太陽能聚光器的改進    馬菊俠,寧鐸,侯勇嚴,李天利,張東煜

太陽能光伏光熱一體化系統(tǒng)的實驗研究    季杰,程洪波,何偉,陸劍平,T.T.Chow

反射式順向聚焦整體跟蹤式高溫太陽能集熱裝置    鄭宏飛;何開巖;陶濤;富建魯;戴靜;

蝶式聚光光伏發(fā)電自動跟蹤太陽裝置的設(shè)計    張曉霞;殷盼盼;張國;孫常生;朱建衡;孫利國;

基于STM32的分布式智能溫室控制系統(tǒng)    傅仕杰

基于DSP的兩相混合式步進電機細分控制及轉(zhuǎn)矩矢量控制    張小杭

步進電機驅(qū)動控制技術(shù)及其應用設(shè)計研究    陳志聰

日光溫室采光與下挖深度優(yōu)化設(shè)計    李霞;于賢昌;艾希珍;李清明;

雙蹤太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)研究    張寶劍;高國紅;

太陽能利用跟蹤技術(shù)的研究進展    許啟明;馮俊偉;宮明;

工程熱力學課程教學改革與實踐    祝立萍;錢付平;陳光;黃志甲;

太陽熱水裝置(六)    劉鑒民;喜文華;魏一康;張?zhí)m英;

基于光照的日光溫室總體尺寸確定方法研究    魏曉明;周長吉;曹楠;丁小明;

基于虛擬儀器轉(zhuǎn)動平臺自動化控制系統(tǒng)    韓同彬;劉潔瑜;汪立新;秦偉偉;

坦克炮管溫度場的有限元計算    羅來科,宣益民,韓玉閣

應用Gibbs自由能最小法研究Li/SF_6氣液浸沒燃燒反應    張文群,張振山

三相步進電動機PWM驅(qū)動器設(shè)計    張曉青,馮麗爽

二次回風空調(diào)系統(tǒng)的分析    王翠華;寇麗萍;戰(zhàn)洪仁;張先珍;王立鵬;孫國永;

基于虛擬儀器的太陽能電池板自動跟蹤系統(tǒng)    張重雄;和珊;王磊;

槽式太陽能集熱發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展狀況    張同偉;

直流變頻分體式空調(diào)簡易設(shè)計    張其明;高亞南;張風琴;鄭楓;

蒸發(fā)冷卻與機械制冷復合高溫冷水機組分析    白延斌;黃翔;孫鐵柱;文力;

水蒸汽再壓縮熱泵系統(tǒng)的性能分析    趙博;馬國遠;許樹學;

旋轉(zhuǎn)磁場下納米磁流體強化氨水鼓泡吸收的實驗研究    李增揚;武衛(wèi)東;劉四美;陳盛祥;丁澎;

真空冷卻中上海青下表皮對其傳熱傳質(zhì)的影響    宋曉燕;劉寶林;

高壓氣體定容積充放氣特性研究    楊鋼;徐小威;高隆隆;李寶仁;

土壤源熱泵的熱力學性能分析    肖峰;高建嶺;劉建龍;

熱電廠能量利用與節(jié)能技術(shù)改造研究    李華

太陽能LED照明系統(tǒng)控制器的設(shè)計    杜守增

基于HLA船舶仿真系統(tǒng)設(shè)計和時間管理技術(shù)研究    董廣宇

水下機器人舵機控制系統(tǒng)設(shè)計    呂新昱

多功能燃燒彈的研究    田文凱

管道保溫結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計研究    艾振宙

太陽能果蔬脫水車間性能試驗及蘋果脫水工藝優(yōu)化研究    高興海

疊圖機控制系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)    張鐵鋒

嵌入式智能打標機    蓋光江

空氣源熱泵熱水器的換熱優(yōu)化設(shè)計    岳亞蛟

太陽能熱發(fā)電技術(shù)    紀獻兵;蒲紹選;謝建;李云蒼;劉滔;

獨立光伏電站太陽場地的評價    馬勇剛;張躍;曾麗琴;

我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢    李亞敏;商慶芳;田豐存;陳香蘭;

步進電機升降速的離散控制    李海波,何雪濤

用四象限硅光電池和單片機實現(xiàn)太陽跟蹤    吳靜;楊懿;潘英俊;

基于轉(zhuǎn)矩星矢量模型的兩相混合式步進電機控制系統(tǒng)    范曉明,張利,王國棟,劉相華,韓安榮

論步進電動機產(chǎn)品的格局(統(tǒng)一步進電動機相數(shù)和齒數(shù)的研究)    王宗培,孫寶奎,程智,任雷

混合式步進電動機的研究(一)    王宗培,趙書韜,任雷,朱東起

利用混合式步進電動機諧波反電動勢實現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置檢測    張勁松,徐殿國,王宗培

反應式步進電機可變細分驅(qū)動電源的開發(fā)研制    張永軍,尤波,唐曉強

單片機自動微灌控制器的研究、設(shè)計與應用    張銀霞

智能化溫室環(huán)境參數(shù)微機監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計研究    毛鵬軍

真空玻璃蓋板熱管平板式太陽能熱水器的理論與實驗研究    王世鋒

基于STM32F103芯片的USB接口的研究與實現(xiàn)    蔡磊

以、美太陽能熱發(fā)電技術(shù)    柳地;

小型太陽能熱發(fā)電站的研制及其發(fā)展前景    夏家俊

太陽能熱發(fā)電    王乃粒;

2008太陽能熱發(fā)電技術(shù)三亞國際論壇召開    

我國研制出世界首臺太陽能熱發(fā)電站仿真機    

太陽能熱發(fā)電七問    鵬飛;

太陽能熱發(fā)電首部國家標準即將頒布    

光熱發(fā)電:商業(yè)化啟程    楊海霞;

全國太陽能標委會在北京召開太陽能熱發(fā)電術(shù)語審定會    

我國光熱發(fā)電從幕后走向臺前    高峰;

淺談設(shè)備故障管理跟蹤系統(tǒng)    韓清林;張宏穎;馬艷華;賀秋偉;

雙通道TE_(21)模跟蹤系統(tǒng)中的交叉耦合    徐繼東;龔京廣;

用于太陽能熱發(fā)電的Al_2O_3/ZrO_2(Y_2O_3)納米復相陶瓷的制備及性能研究    徐曉虹;焦國豪;吳建鋒;趙芳;方斌正;

中厚板軋機生產(chǎn)線冷區(qū)的鋼板跟蹤系統(tǒng)    王云波;岳淳;

中厚板軋機生產(chǎn)線冷區(qū)的鋼板跟蹤系統(tǒng)    王云波;岳淳;

STM528轉(zhuǎn)子材料的低循環(huán)行為與斷裂特性    賈琦;蔡力勛;包陳;孫亞芳;

天線系統(tǒng)性能對跟蹤精度的影響    王衛(wèi)民;

建設(shè)工程合同跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)    王莉;王建平;劉厚泉;許娜;

拓撲絕緣體Bi_2Se_3薄膜中Fe原子摻雜的STM研究    宋燦立;蔣燁平;王以林;李志;王立莉;何珂;陳曦;馬旭村;薛其坤;

首鋼京唐公司鐵包跟蹤系統(tǒng)的開發(fā)與應用    郭京元;

全球太陽能熱發(fā)電迎來復蘇期    趙瑞

“太陽能熱發(fā)電研究及產(chǎn)業(yè)基地”在山東濰坊奠基    

太陽能熱發(fā)電核心技術(shù)實現(xiàn)國產(chǎn)化    記者 齊慧　實習生 柴潔

槽式太陽能熱發(fā)電核心技術(shù)獲突破    陳國春

國內(nèi)最大太陽能熱發(fā)電項目落戶內(nèi)蒙古    記者 王薇薇

太陽能熱發(fā)電將掀新一波投資潮    本報記者 鐘銀燕

國內(nèi)最大太陽能熱發(fā)電項目即將招標    于達維

海南可成太陽能熱發(fā)電技術(shù)研究基地    記者 郭景水　卓上雄 實習生 石挺戀

太陽能熱發(fā)電火熱啟動    盧曦

太陽能熱發(fā)電：“起步”抑或“起跳”？    本報記者 程暉

燃料化學能與物理能綜合梯級利用的熱力循環(huán)    洪慧

激光對光電制導武器跟蹤系統(tǒng)的干擾技術(shù)研究    周建民

太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)耦合機理與熱力特性研究    崔映紅

具有目的域的光電穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)滿意控制策略    陳益

遺傳算法及其在跟蹤系統(tǒng)中的應用研究    侯格賢

銻表面磁性雜質(zhì)效應的STM研究    佘利敏

過渡金屬表面吸附的密度泛函研究和STM圖像理論模擬    陳文斌

裝甲戰(zhàn)車圖像跟蹤系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究    羅詩途

石墨烯納米帶的STM研究和Si、SnS_2納米材料制備及性能    馮娟娟

Truxenone及富勒烯分子表面吸附與組裝結(jié)構(gòu)的STM研究    陳鳳云

碟式斯特林太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中跟蹤系統(tǒng)的研究    李斌

塔式太陽能熱發(fā)電蒸汽系統(tǒng)建模與控制    李雅哲

槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)性能分析    田素樂

碟式太陽能熱發(fā)電蒸汽溫度與壓力控制系統(tǒng)研究    吳光波

太陽能熱發(fā)電蓄熱系統(tǒng)控制策略的研究    薛穎

碟式太陽能熱發(fā)電裝置跟蹤控制系統(tǒng)設(shè)計與研究    劉賢群

塔式太陽能熱發(fā)電站的混雜系統(tǒng)建模與仿真    趙敏

槽式太陽能聚熱裝置電液控制系統(tǒng)設(shè)計與研究    張四全

槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)熱性能研究    張民幸

太陽能熱發(fā)電儲熱陶瓷鍋爐材料的研究    鄒世軒