球面折射鏡低倍聚光型光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究

【摘要】：能源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展已成為人類最關(guān)注的重大問(wèn)題之一,其中光伏應(yīng)用倍受矚目。光伏發(fā)電中如何最大限度的提高太陽(yáng)能的利用率、降低光伏發(fā)電系統(tǒng)成本是國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)之一。本文從提高太陽(yáng)能接收效率的思路出發(fā),研究設(shè)計(jì)新型聚光型光伏發(fā)電系統(tǒng),這對(duì)推進(jìn)可再生能源利用與發(fā)展具有很好的意義。 本文主要工作內(nèi)容如下： 1、光伏發(fā)電系統(tǒng)聚光器設(shè)計(jì)。以聚光方式提高太陽(yáng)能接收效率思路出發(fā),對(duì)聚光型光伏系統(tǒng)的性能和技術(shù)要求進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)了一種球面折射鏡低倍太陽(yáng)能聚光器,可有效提高常規(guī)光伏電池的發(fā)電能力。 2、聚光型光伏發(fā)電系統(tǒng)的跟日器設(shè)計(jì)。為達(dá)到理想的聚光效果,采用天文日歷定位法和光偏比較定位法相結(jié)合的方法,對(duì)太陽(yáng)位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位,通過(guò)采用方位角和俯仰角兩軸跟蹤控制方法準(zhǔn)確跟蹤太陽(yáng)位置。 3、研究了全天候狀況下的智能跟蹤控制策略。依據(jù)全天候環(huán)境特征以及光伏系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)特征,通過(guò)識(shí)別與推理判斷決策出系統(tǒng)測(cè)控方式,實(shí)現(xiàn)聚光型光伏發(fā)電系統(tǒng)的全天候跟蹤運(yùn)行與優(yōu)化控制。 4、搭建了聚光型光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng),對(duì)球面鏡折射聚光型光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行兩軸跟蹤控制,并給出硬件設(shè)計(jì)原理圖和軟件設(shè)計(jì)框圖。 仿真實(shí)驗(yàn)表明,該聚光器能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求的聚光效果,跟日器能夠準(zhǔn)確跟蹤太陽(yáng),系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法是可行有效的。 【關(guān)鍵詞】：光伏電池 聚光器 自動(dòng)跟蹤控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 致謝7-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 光伏發(fā)電的背景及意義13
• 1.2 光伏發(fā)電的發(fā)展及研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 國(guó)外光伏發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀與前景14-15
• 1.2.2 我國(guó)光伏發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀與前景15-17
• 1.3 聚光型光伏發(fā)電的發(fā)展及研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.1 聚光器的分類17-18
• 1.3.2 國(guó)外聚光型光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀18-20
• 1.3.3 我國(guó)聚光型光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀20
• 1.4 本課題研究的目的及主要內(nèi)容20-22
• 第二章 球面折射型太陽(yáng)能聚光器的研究與設(shè)計(jì)22-34
• 2.1 聚光光伏系統(tǒng)性能與技術(shù)要求分析22-27
• 2.2 球面折射型太陽(yáng)能聚光器的研究與設(shè)計(jì)27-34
• 2.2.1 球而折射型太陽(yáng)能聚光器的設(shè)計(jì)27-28
• 2.2.2 球面折射型太陽(yáng)能聚光器理論計(jì)算28-34
• 第三章 定日跟蹤系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)34-51
• 3.1 常用太陽(yáng)方位跟蹤方法分析34-36
• 3.1.1 光偏比較定位法34-35
• 3.1.2 時(shí)鐘定位法35
• 3.1.3 圖像識(shí)別定位法35-36
• 3.2 基于天文日歷法的太陽(yáng)方位跟蹤36-40
• 3.2.1 太陽(yáng)赤緯角和太陽(yáng)時(shí)角36-37
• 3.2.2 太陽(yáng)方位角和高度角37-38
• 3.2.3 聚光器運(yùn)動(dòng)方程的建立38-40
• 3.3 跟蹤控制方式分析與設(shè)計(jì)40-44
• 3.3.1 跟蹤控制方式分類40-42
• 3.3.2 跟蹤控制方案的設(shè)計(jì)42-44
• 3.4 全天候狀況下的智能跟蹤方法研究44-51
• 3.4.1 環(huán)境與對(duì)象特征的獲取44-46
• 3.4.2 全天候跟蹤型光伏系統(tǒng)智能控制策略46-50
• 3.4.3 高精度太陽(yáng)方位的跟蹤控制設(shè)計(jì)50-51
• 第四章 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)仿真51-66
• 4.1 球面鏡折射聚光太陽(yáng)能跟蹤實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)51-52
• 4.2 球面鏡折射聚光太陽(yáng)能跟蹤實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)52-60
• 4.2.1 聚光器的設(shè)計(jì)52
• 4.2.2 雙軸伺服傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)52-53
• 4.2.3 測(cè)量采集單元的設(shè)計(jì)53-55
• 4.2.4 太陽(yáng)定位跟蹤控制器的設(shè)計(jì)55-60
• 4.3 球面鏡折射聚光太陽(yáng)能跟蹤實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)60-63
• 4.4 實(shí)驗(yàn)仿真63-66
• 4.4.1 仿真實(shí)驗(yàn)條件63
• 4.4.2 仿真內(nèi)容及結(jié)果分析63-66
• 第五章 總結(jié)與展望66-67
• 5.1 論文總結(jié)66
• 5.2 今后工作展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文70-71

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