光伏組件自動除塵裝置優(yōu)化研究

【摘要】：外界大氣環(huán)境中存在的廣泛灰塵,對光伏組件發(fā)電系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程有很大影響。沉積在光伏組件玻璃表面上的灰塵會降低透光率,導(dǎo)致光伏組件接受陽光輻照度低于清潔時(shí)候接受陽光輻照度。隨著沉積濃度越大透過率就會越低,光伏組件接受陽光收輻照度越低,從而嚴(yán)重的降低了光伏組件發(fā)電效率。減少或者清除光伏組件玻璃表面上沉積的灰塵,保持光伏組件表面清潔是很有必要的工作。本文以重慶理工大學(xué)光伏新能源應(yīng)用技術(shù)與設(shè)備研究所前期研究結(jié)果為基礎(chǔ),對原有的單塊光伏組件除塵裝置樣機(jī)優(yōu)化和改進(jìn),設(shè)計(jì)、制造及驗(yàn)證了一款針對于有兩塊光伏組件組成光伏陣列的自動除塵裝置。首先,對光伏組件玻璃表面灰塵來源,吸附的原因進(jìn)行研究分析,確定了清除灰塵的方式。根據(jù)光伏組件安裝方式及除塵目的要求,確定設(shè)計(jì)總體方案。在原有除塵裝置樣機(jī)基礎(chǔ)上,通過SolidWorksmotion模擬仿真,設(shè)計(jì)了一款通過螺旋滾刷清除光伏組件玻璃表面灰塵的機(jī)械裝置。通過實(shí)驗(yàn)方法確定除塵裝置滾刷刷毛與光伏組件玻璃表面合適的接觸量,通過研究分析了滾刷結(jié)構(gòu)、滾刷類型、機(jī)構(gòu)參數(shù)及刷毛材料。根據(jù)除塵動作及控制要求,設(shè)計(jì)了自動控制部分、檢測部分、遠(yuǎn)程控制部分,通過比較分析,最終選擇了單片機(jī)作為自動控制器,同時(shí)對單片機(jī)、傳感器等電氣元件進(jìn)行了選型。最后通過試驗(yàn)來驗(yàn)證除塵裝置除塵效果,數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明此樣機(jī)清理灰塵效果顯著,運(yùn)行穩(wěn)定,具有較好的實(shí)用價(jià)值。 【關(guān)鍵詞】：灰塵 光伏組件 除塵裝置 控制系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究目的和意義10-14
• 1.2.1 光伏組件和光伏陣列簡述10-12
• 1.2.2 表面積灰對光伏組件發(fā)電的影響12-13
• 1.2.3 課題研究目的和意義13-14
• 1.3 光伏組件除塵國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 本文研究主要內(nèi)容17-19
• 2 除塵裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)19-35
• 2.1 光伏組件玻璃表面灰塵的吸附與清理19-23
• 2.1.1 光伏組件玻璃表面灰塵來源19
• 2.1.2 光伏組件玻璃表面吸附灰塵的機(jī)理19-22
• 2.1.3 光伏組件玻璃表面灰塵的清理方式22-23
• 2.2 除塵裝置方案設(shè)計(jì)23-24
• 2.3 執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24-26
• 2.3.1 執(zhí)行元件主體部分設(shè)計(jì)24-25
• 2.3.2 執(zhí)行元件電機(jī)的選擇25-26
• 2.4 滾刷軸設(shè)計(jì)及配件選型26-27
• 2.5 牽引部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27-28
• 2.6 總體裝配設(shè)計(jì)28-30
• 2.7 除塵模擬仿真30-32
• 2.7.1 自上而下除塵裝置除塵仿真30-31
• 2.7.2 自左而右除塵裝置除塵仿真31-32
• 2.8 樣機(jī)的裝配調(diào)試32-34
• 2.9 本章小結(jié)34-35
• 3 滾刷刷毛與光伏組件接觸量對除塵效果影響35-48
• 3.1 實(shí)驗(yàn)裝置及其方法35-39
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置和灰塵樣本35-37
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)方法37-39
• 3.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)39-42
• 3.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比圖及結(jié)論42-46
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比圖42-46
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 4 滾刷參數(shù)確定48-56
• 4.1 滾刷結(jié)構(gòu)類型48-49
• 4.2 滾刷機(jī)構(gòu)參數(shù)分析49-53
• 4.3 滾刷刷毛材料的對比與選擇53-55
• 4.4 本章總結(jié)55-56
• 5 除塵裝置自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)56-66
• 5.1 除塵裝置除塵過程的控制56-57
• 5.2 除塵裝置自動控制部分57-59
• 5.3 自動控制總系統(tǒng)59-61
• 5.4 控制器對比和選擇61-65
• 5.4.1 PLC、單片機(jī)、工控機(jī)的簡述和比較61-64
• 5.4.2 自動除塵系統(tǒng)控制器的選擇64-65
• 5.5 本章小結(jié)65-66
• 6 試驗(yàn)驗(yàn)證66-76
• 6.1 試驗(yàn)裝置及方法66-69
• 6.1.1 試驗(yàn)裝置66-67
• 6.1.2 試驗(yàn)方法67-68
• 6.1.3 試驗(yàn)條件68-69
• 6.2 試驗(yàn)過程及測試數(shù)據(jù)69-74
• 6.2.1 試驗(yàn)過程69
• 6.2.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)69-74
• 6.3 試驗(yàn)結(jié)論74-75
• 6.4 本章小結(jié)75-76
• 7 總結(jié)及展望76-78
• 7.1 全文總結(jié)76-77
• 7.2 工作展望77-78
• 致謝78-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果84

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