斜单轴间歇式太阳能跟踪系统的设计

发布时间：2020-09-08 11:51

　　 光伏发电对于改善能源短缺和环境污染问题具有明显的效果,目前常用的光伏发电系统包括固定式、手动可调式和跟踪式三种,其中对太阳能电池接收到的辐射量提高最多的是跟踪式发电系统,因而受到广大研究者的关注。但由于其成本过高,运行不稳定导致很难普及市场,基于此问题,本文在跟踪式的基础上提出一种间歇式跟踪方案。该间歇式跟踪通过损失少量的太阳辐射量来简化跟踪系统,降低系统对高精度硬件的需求,达到保证提高效率的同时,还能降低成本,提高系统稳定性的目的。本文所设计的间歇式跟踪方案以联动式斜单轴跟踪支架为载体,首先采用球面三角法推导太阳高度角和方位角的计算公式,可用于跟踪系统在实际应用中的算法修正和控制优化。接着以卡斯特罗夫公式和别\梁德理论式为基础,对晴天辐照度进行计算,计算公式中相应的参数通过Origin软件对实际辐射的观测数据进行拟合得到。然后建立斜单轴跟踪的类多边形模型,通过对辐照度的积分,计算电池板平面上接收到的辐射量,结合室内太阳能电池片输出功率的模拟实验,对间歇式方案进行确定。最后以西安地区为例,进行斜单轴间歇式太阳能跟踪系统的设计。结果显示,当斜单轴支架的安装倾角为30°,电池板每天动作25~27次时(不同季节的次数不同),能够有效的减少跟踪系统的误动作和累计误差,且电池板平面上接收到的辐射量比同倾角下固定式高出20%~35%,比连续跟踪减少0.2%~0.33%。本文是对间歇式跟踪系统的跟踪方案进行设计,通过该方案可以指导跟踪控制程序的编写,并且跟踪转角的确定可以为跟踪系统的硬件选型提供参数依据。本课题的创新点:1.提出间歇式跟踪,通过损失少量太阳辐射量来降低系统成本,提高稳定性;2.对间歇式跟踪过程建立类多边形模型;3.设计并进行室内模拟实验,探究太阳能电池小角度偏转时对输出功率的影响大小。
【学位单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM615
【部分图文】：

槽式太阳能热发电系统

图 1-2 塔式太阳能热发电系统图 1-3 蝶式太阳能热发电系统伏发电是通过太阳能电池将光能直接转化成电能的方式，为原材料，其基本构造是 P-N 结，结构原理如图 1-4 所示，有一部分光子的能量大于等于半导体的禁带宽度，由于脱原子核的束缚，在半导体中形成电子－空穴对。这些电电荷区的两侧，形成电势差，这就是光生伏特效应。当外

图 1-3 蝶式太阳能热发电系统伏发电是通过太阳能电池将光能直接转化成电能的方式为原材料，其基本构造是 P-N 结，结构原理如图 1-4 所示，有一部分光子的能量大于等于半导体的禁带宽度，由脱原子核的束缚，在半导体中形成电子－空穴对。这些电电荷区的两侧，形成电势差，这就是光生伏特效应。当外持续接受光照的时候，就能不断的产生电子－空穴对，并流。

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本文编号：2814145