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基本信息
- 項目名稱：
- 太陽能自動跟蹤系統(tǒng)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 該太陽能自動跟蹤裝置，采用雙軸跟蹤中的極軸式全跟蹤設(shè)計，具體分為機(jī)械設(shè)計、電氣設(shè)計和軟件設(shè)計三部分。工作時電池板繞極軸運(yùn)轉(zhuǎn),其轉(zhuǎn)速的設(shè)定與地球自轉(zhuǎn)角速度大小相同方向相反用以跟蹤太陽的視日運(yùn)動;電池板圍繞赤緯軸作俯仰轉(zhuǎn)動是為了適應(yīng)赤緯角的變化,通常根據(jù)季節(jié)的變化定期調(diào)整。
- 詳細(xì)介紹：
- 1.目前，發(fā)達(dá)國家太陽能發(fā)電已經(jīng)進(jìn)入技術(shù)成熟、能夠大規(guī)模推廣的階段。對太陽的跟蹤技術(shù)也日益突破，但目前其對雙軸跟蹤的利用還不夠廣泛，存在一定的缺點(diǎn)。 2.我國太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)近幾年發(fā)展較快，但總體規(guī)模較小，正在嘗試?yán)锰柲馨l(fā)電和風(fēng)力發(fā)電為解決西部廣大無電地區(qū)農(nóng)牧民的生活生產(chǎn)用電，對太陽跟蹤技術(shù)的研究也顯得勢力單薄。 3.針對目前，對太陽的跟蹤，各國也在不停地探索，有人提出用光電跟蹤，有人要用機(jī)械跟蹤，有人用單軸，有人用雙軸，但是針對雙軸跟蹤中極軸式跟蹤仍是較為科學(xué)的設(shè)計。 太陽能電池板的一軸（極軸）指向天球北極,即與地球自轉(zhuǎn)軸相平行,另一軸（赤緯軸）與極軸垂直。工作時電池板繞極軸運(yùn)轉(zhuǎn),其轉(zhuǎn)速的設(shè)定與地球自轉(zhuǎn)角速度大小相同方向相反用以跟蹤太陽的視日運(yùn)動;電池板圍繞赤緯軸作俯仰轉(zhuǎn)動是為了適應(yīng)赤緯角的變化,通常根據(jù)季節(jié)的變化定期調(diào)整。雙軸跟蹤能夠最大限度地利用光伏電池的發(fā)電能力。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 一、設(shè)計理念 世界能源趨向枯竭，太陽能作為一種無污染能源被人們廣泛采用，太陽每時每刻都在運(yùn)動著，為了使有限使用面積內(nèi)收集更多的太陽能，太陽能轉(zhuǎn)換設(shè)備必須保持與太陽光垂直，就必須跟蹤太陽。于是我們設(shè)計了太陽能自動跟蹤裝置，成功解決了這一問題。 二、基本思路 該太陽能自動跟蹤裝置，采用雙軸跟蹤中的極軸式全跟蹤設(shè)計，具體分為機(jī)械設(shè)計、電氣設(shè)計和軟件設(shè)計三部分。 一、創(chuàng)新點(diǎn) 極軸式全跟蹤設(shè)計,極軸式全跟蹤設(shè)計，通過DS1302定時器，設(shè)定初值，送于單片機(jī)，單片機(jī)控制兩路步進(jìn)電機(jī)，一路控制電池板繞極軸運(yùn)轉(zhuǎn)跟蹤太陽視日運(yùn)動；一路控制電池板繞赤緯軸運(yùn)轉(zhuǎn)跟蹤太陽視四季運(yùn)動。 二、技術(shù)關(guān)鍵 1. 極軸式全跟蹤設(shè)計 太陽能電池板的一軸（極軸）指向天球北極,即與地球自轉(zhuǎn)軸相平行,另一軸（赤緯軸）與極軸垂直。 工作時電池板繞極軸運(yùn)轉(zhuǎn),其轉(zhuǎn)速的設(shè)定與地球自轉(zhuǎn)角速度大小相同方向相反用以跟蹤太陽的視日運(yùn)動;電池板圍繞赤緯軸作俯仰轉(zhuǎn)動是為了適應(yīng)赤緯角的變化,通常根據(jù)季節(jié)的變化定期調(diào)整。 雙軸跟蹤能夠最大限度地利用光伏電池的發(fā)電能力。 三、主要技術(shù)指標(biāo) 1.裝置日跟蹤誤差角度不大于2°。 2.兩路電源供電,電壓220V。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性先進(jìn)性 太陽能接收面固定在臺架平面上，水平轉(zhuǎn)臺相當(dāng)于太陽能接收面的方位軸，由一臺步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，繞垂直于當(dāng)?shù)厮矫娴妮S旋轉(zhuǎn)跟蹤太陽的方位角。另一臺步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動同步帶輪帶動絲杠螺母旋轉(zhuǎn),使絲杠進(jìn)行直線運(yùn)動,相當(dāng)于改變俯仰軸轉(zhuǎn)角用以改變太陽能接收面的傾斜度,從而跟蹤太陽的高度角。同步帶輪與絲杠的傳動比為2∶1 ,當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動1 圈即360°時絲杠螺母轉(zhuǎn)動半圈,絲杠相應(yīng)走過3mm ,由此通過太陽能接收面臺架的傾角變化計算出絲杠直線運(yùn)動的距離,就可以算出步進(jìn)電機(jī)需要的脈沖數(shù)。工作時太陽能電池板繞極軸運(yùn)轉(zhuǎn),其轉(zhuǎn)速的設(shè)定與地球自轉(zhuǎn)角速度大小相同方向相反，用以跟蹤太陽的視日運(yùn)動；支承電池板及極軸的機(jī)件M圍繞赤緯軸作俯仰轉(zhuǎn)動以適應(yīng)赤緯角的變化,通常根據(jù)季節(jié)的變化自動定期調(diào)整。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2010年12月在許昌學(xué)院團(tuán)委、社團(tuán)聯(lián)合會舉辦的首屆科技創(chuàng)新設(shè)計與制作大賽中榮獲一等獎。 2011年3月在許昌學(xué)院團(tuán)委、學(xué)生工作部、教務(wù)處、科研處舉辦的第六屆“挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中榮獲二等獎。
作品所處階段
- 實驗室演示階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物展示、現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 一、使用說明 1.太陽能自動跟蹤裝置與光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合起來使用。 二、技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢 1.取材簡單，成本較低。 2.系統(tǒng)獨(dú)立供電，不易受外界環(huán)境影響。 3.實用性強(qiáng)。 4.移植性較好。 三、適應(yīng)范圍 適應(yīng)于各種大、中、小型太陽能發(fā)電系統(tǒng)。 四、推廣前景 我國太陽能資源非常豐富，大多數(shù)地區(qū)年平均日輻射量在每平方米4千瓦時以上，理論儲量達(dá)每年1.7萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，太陽能資源開發(fā)利用的潛力非常廣闊。隨著太陽能的開發(fā)和利用，太陽能自動跟蹤器必然會得到大力推廣。 五、經(jīng)濟(jì)效益，太陽能發(fā)電技術(shù)日趨成熟，作為太陽能發(fā)電的中間產(chǎn)物，該自動跟蹤裝置適應(yīng)于各種大、中、小型太陽能發(fā)電系統(tǒng)。隨著大、中、小型發(fā)電站的建立，改產(chǎn)品的市場將會越來越寬廣，其所帶來的經(jīng)濟(jì)效益也將不可估量。
同類課題研究水平概述
- 1.目前，發(fā)達(dá)國家太陽能發(fā)電已經(jīng)進(jìn)入技術(shù)成熟、能夠大規(guī)模推廣的階段。對太陽的跟蹤技術(shù)也日益突破，但目前其對雙軸跟蹤的利用還不夠廣泛，存在一定的缺點(diǎn)。 2.我國太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)近幾年發(fā)展較快，但總體規(guī)模較小，正在嘗試?yán)锰柲馨l(fā)電和風(fēng)力發(fā)電為解決西部廣大無電地區(qū)農(nóng)牧民的生活生產(chǎn)用電，對太陽跟蹤技術(shù)的研究也顯得勢力單薄。 3.針對目前，對太陽的跟蹤，各國也在不停地探索，有人提出用光電跟蹤，有人要用機(jī)械跟蹤，有人用單軸，有人用雙軸，但是針對雙軸跟蹤中極軸式跟蹤仍是較為科學(xué)的設(shè)計。
