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《湖南大学》 2017年
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槽式太阳能精准自动追光系统的设计与实现

魏建新  
【摘要】:太阳能作为一种即时性强且稀疏的光能源,不容易被充分接收,也不利于大量储存。目前,通过利用槽式太阳能追光技术,并把太阳能转化为易于存储的热能或电能等,实现了太阳能吸收利用。但是现有的追光技术既不能自动精准的追光,又不能充分降低其自身的能耗。因此,实现对自动精准追光和最大限度降低能耗的研究对能源利用具有重大意义。槽式太阳能精准自动追光系统是基于ATmega 16单片机进行设计和实现,其核心结构为自动追光装置,分为主控和感光两个部分。主要控制部分包括主控制程序、时钟程序、电机驱动等程序模块。感光部分依靠光电传感器和遮阳板组成的装置检测光线的强弱,启动PID控制,修正追光角度,实现精确地驱动电机跟踪太阳。跟踪方式采用间歇式跟踪,追光装置转动角度与间歇时间间隔滞后于太阳的角度相同,避免产生跟踪积累误差,降低能耗。机械装置采用单轴东西跟踪,结构简单易于实现。本着遵循可靠、经济、高效、抗干扰性强、易操作与维护的设计原则。首先给出系统的设计方案,然后制作出相应实物模型,结合实际情况进行了测试。通过实验数据可知,槽式太阳能自动精准追光系统电机最大运行速度是在冬至日12:30,自身能源消耗仅为吸收能源的0.5‰,与现有的追光方式相比,太阳能的总利用率提高了 23.37%。与国际上的先进的SPA算法得出的太阳角度变化误差在0.05°以内。利用槽式太阳能精准自动追光技术制作的实物模型具有结构简单,性价比高,适合装载小型太阳能设备上,有利于太阳能利用的进一步推广,对提高太阳能利用率具有一定的意义。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TK513.4

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