基于光电传感器的太阳辐射跟踪器的设计与应用

发布时间：2021-09-19 14:27

　　太阳辐射跟踪器又叫双轴太阳跟踪器,作为一种全自动太阳方位跟踪器,它是直接日射表和总日射表的必备装置。双轴太阳跟踪器能够保证直接日射表的进光筒始终对准太阳,又能确保总日射表的自动遮光任务,从而可精确测量出太阳直接辐射（DNI）及太阳散射水平辐射（DHI）,因此,相比于自动化程度低的手动跟踪器和半自动跟踪器,它具有更明显的优势。由于四象限光电传感器、光电旋转编码器和激光位移传感器具有精度高、功耗低、免维护的优良特性,本论文开展了基于光电传感器的太阳辐射跟踪器的设计与应用。整体设计主要包括太阳辐射跟踪器硬件电路和太阳位置跟踪软件算法两个部分。硬件电路主要由四象限光电传感器、EnDate22角度编码器、激光位移传感器、DSP主控制电路和电源模块构成。软件算法主要包含数据输入子程序、太阳方向角及高度角子程序、日升日落时间子程序等几大部分。双轴太阳跟踪器配备GPS（北斗）接收经纬度、海拔和时间等重要数据,提高了太阳位置跟踪算法的精度,避免了以往太阳跟踪器移动位置需要重新手动输入校准值的情形。基于此设计,本论文完成了太阳辐射跟踪器的软硬件运行调试和功能实现的研究。经过测试,软件算法输出的太阳位置误差... 

【文章来源】：成都信息工程大学四川省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２赤道仪式半自动太阳跟踪器??

半自动太阳跟踪器属于被动式跟踪器，主要是因为它还是需要人工调整才能??对准太阳，并不是全自动的。半自动太阳跟踪器中使用最广泛普遍的是赤道仪式半??自动太阳跟踪器［５］，见图１－２，该仪器也是分为两个轴：主轴利用同步电机以ｌｒ／２４ｈ??的方式来模拟太阳方位角的速度，水平轴与主轴垂直并依靠人工计算调节来模拟??太阳天顶角。这也意味着赤纬的调整完全依靠人工，因此命名为半自动太阳跟踪器》??％??图１－２赤道仪式半自动太阳跟踪器??第２页共７７页??

算法计算太阳的方位角和天顶角来与两个旋转电机控制的轴分别对应世界上最??早的一台全自动双轴太阳跟踪器是美国Ｅｐｐｌｅｙ实验室制造的ＳＭＴ－３型双轴太阳跟??踪器，见图１－３。??？?????图１－３?Ｅｐｐｌｅｙ实验室的ＳＭＴ－３型双轴太阳跟踪器??可以看到全自动双轴太阳跟踪器还配备了联动型遮光器，能起到自动遮住日??光对法兰盘上总日射表的直接照射的作用［８］，从而能够得到散射水平辐射（ＤＨＩ），??这是人工手动跟踪器和半自动太阳跟踪器所不能实现的。而且全自动太阳跟踪器??拥有两个大功率旋转电机，使得其具备高负载运行能力，在一个太阳跟踪器上就可??以搭载数个直接日射表和总日射表，极大方便了科研实验的设备比对。??１．３本课题的目的和意义??现代气象辐射技术的发展．推动了世界气象组织（ＷＭＯ）构建地面辐射基准站??第３页共７７页??

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本文编号：3401780