太阳能聚光器自动跟踪装置的设计与研究

发布时间：2020-10-31 18:44

　　 由于能源日益枯竭以及环境日趋恶化,太阳能的研究和利用成为可再生能源利用的热点。太阳能利用以其特有的优势,储量大、对环境无污染等,迅速地发展起来,但是太阳能利用也存在缺点,如能流密度低、太阳辐射的间断性和不稳定性等。为了更好的利用太阳能,就必须将它有效的收集；同时由于太阳是不停的运动的,就必须采取措施实时跟踪来实现对太阳能有效的收集。 槽式抛物面聚光集热器利用光学聚焦原理,将太阳光聚集起来,提高单位面积太阳辐射能量的密度,获得高温的蒸汽和热水,以进行热发电,同时,它也可用于光伏／光热联供和热电冷联供系统。本文从理论和实验两方面对槽式聚光集热器进行了详细的论述。第一章分析了当前的能源和发展状况并在此基础上分析了太阳能的利用。第二章通过研究太阳的运行规律,根据太阳和地球之间相对运动的位置关系,推导出聚光器与地面夹角以及太阳相对于地面的位置之间的函数关系式,设计出整个系统的实现装置(槽式抛物面反射镜、步进电机动力系统、机械传动机构、自动控制系统)。第三章在已有的样机测试基础下,为提高系统的跟踪精度,提出了进一步的优化改进方案,包括传动系统,跟踪控制,以及两轴跟踪的实现。第四章是对本课题的研究的总结,并对进一步的发展进行了展望。第五章给出了本课题试验所用的程序。 本课题的研究可为太阳能槽式聚光集热装置的设计、利用及大规模推广应用提供一定的参考。
【学位单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：TK512
【文章目录】：
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英文摘要
第一章 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 能源现状及发展
        1.1.2 我国太阳能资源
    1.2 几种主要的太阳能发电方式的比较
        1.2.1 塔式太阳能热发电
        1.2.2 槽式太阳能热发电
    1.3 国内外研究的状况
        1.3.1 基础理论研究状况
        1.3.2 国、内外实验样机发展状况
        1.3.3 国内槽式太阳能热发电技术现状
    1.4 课题的主要工作和意义
第二章 系统工作原理
    2.1 地球绕太阳运行的规律及太阳相关角度的计算
        2.1.1 地球公转、自转和赤纬
        2.1.2 太阳高度角、方位角
        2.1.3 设计中采用的参数和计算
        2.1.4 跟踪方案
    2.2 太阳能槽式聚光反射系统
        2.2.1 系统结构和工作原理
        2.2.2 抛物聚光反射镜
        2.2.3 机械传动机构
        2.2.4 吸收器
    2.3 跟踪系统的组成
        2.3.1 跟踪系统总体结构
        2.3.2 跟踪控制原理
    2.4 传动结构设计
        2.4.1 轴上零件的装配方案
        2.4.2 轴的各段直径和长度
        2.4.3 轴上零件的轴向定位
        2.4.4 轴承的选择
        2.4.5 联轴器的设计
        2.4.6 步进电机的选择
        2.4.7 减速机的选择
    2.5 跟踪系统设计
    2.6 单轴跟踪系统软件设计
第三章 系统改进与提高
    3.1 高度角跟踪的改进和提高
    3.2 方位角跟踪机构设计
        3.2.1 涡轮蜗杆的设计
    3.3 方位角跟踪动力系统设计
    3.4 双轴跟踪系统软件设计
第四章 总结和展望
    4.1 本设计的特点
    4.2 下一步的工作
第五章 程序清单
参考文献
作者在攻读硕士研究生期间发表的学术论文及其它
致谢

【参考文献】

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3 苏红兵,陈庭金,施兆顺;电化学沉积生长GaAs薄膜的工艺研究[J];电子元件与材料;2003年04期

4 张常年 ,赵红怡 ,吕原;太阳能电池自动跟踪系统的研制[J];电子工程师;2001年12期

5 胡勋良,强建科,余招阳;太阳光跟踪器及其在采光中的应用[J];电子技术;2003年12期

6 谈小生，葛成辉;太阳角的计算方法及其在遥感中的应用[J];国土资源遥感;1995年02期

7 郑大伟,陈刚;赤道带海洋活动与日长变化的关系[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1994年03期

8 刘振起;太阳能集能器自动跟踪装置[J];节能;2003年09期

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本文编号：2864352