基于阵列式的太阳跟踪装置研究

发布时间：2023-04-01 05:06

　　随着社会的进步和科技的发展，太阳跟踪装置被广泛应用于太阳能发电领域。传统的太阳跟踪装置都是单机构跟踪，存在安装困难，太阳能利用率低，成本高等缺点，对太阳跟踪装置发电的普及带来很大困难。本文以新型阵列式太阳跟踪装置的设计为主题，主要研究了以下几个方面内容： （1）为了便于太阳跟踪装置的设计和安装，快速获取设计和安装各项参数，根据太阳相对地球的运动规律和阵列机构间的遮光条件，设计了太阳跟踪评价系统。只需输入当地经纬度、海拔高度、集能器长度和宽度，即可快速按等级评价当地利用太阳跟踪装置的适合程度，跟踪装置设计和安装所需的基本参数。 （2）利用归纳法，总结出满足阵列双轴跟踪的条件，进而设计了新型阵列式太阳跟踪机构。该新型阵列式双轴联动跟踪机构只需要两个驱动电机即可实现机构阵列在高度角和方位角方向的跟踪，其中一个驱动电机控制机构阵列高度角的转动；另一个驱动电机控制机构阵列方位角的转动。理论上，该机构可达到的最大方位角为180度，可达到的最大高度角为90度，可以实现全球任何地区的全天候跟踪。当联动轴轴径为40mm，机构阵列数量为40×40时，机构间的最大传动误差仅为0.018度。 （3）利用有限元...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究的背景及意义
    1.2 国内外研究历史及现状
    1.3 本文主要研究内容
2 太阳跟踪评价系统设计
    2.1 太阳位置的计算
    2.2 晴天太阳辐射量计算
        2.2.1 太阳直射辐射量的计算
        2.2.2 太阳散射辐射量的计算
        2.2.3 太阳反射辐射量的计算
        2.2.4 集能器上总太阳辐射量的计算
    2.3 太阳跟踪评价系统设计
    2.4 本章小结
3 阵列式双轴跟踪机构设计
    3.1 跟踪机构方案确定
        3.1.1 现有双轴跟踪机构归纳
        3.1.2 阵列联动双轴跟踪机构原理
    3.2 阵列式双轴跟踪机构具体结构设计
        3.2.1 方位角控制机构设计
        3.2.2 高度角控制机构设计
        3.2.3 阵列式跟踪机构模块间连接
        3.2.4 阵列式跟踪机构驱动电机选择
    3.3 本章小结
4 阵列式跟踪机构关键零部件有限元分析
    4.1 联动轴的模态分析
    4.2 跟踪机构的抗风载分析
    4.3 传动轴静力分析
    4.4 本章小结
5 双轴跟踪机构控制电路设计
    5.1 光敏电阻及太阳方位探测器
    5.2 跟踪机构控制电路
    5.3 跟踪机构控制电路测试
    5.4 本章小结
6 控制系统实验研究
    6.1 光敏电阻电流偏差测试
    6.2 控制系统精度测试
    6.3 本章小结
结论
参考文献
附录 A 2.3 m 长联动轴的前六阶振型
附录 B 风速为 10m/s 时机构的应力分布
附录 C 风速为 10m/s 时风场流速和压力分布
攻读硕士学位期间发表论文及科研成果
致谢



本文编号：3776493