太阳能电池板自动跟踪系统的设计

本论文设计了太阳能全自动跟踪器,采用传感器定位和太阳运行轨迹相结合,弥补了赤道架型太阳能自动跟踪系统的缺陷,具有全天候、全自动、跟踪精度高等优点,充分保证了太阳辐射观测的需要,大大减轻了观测人员的劳动强度。     

双轴式太阳跟踪装置控制系统的研究

介绍了双轴式太阳跟踪装置控制系统的原理及特点,设计了基于位置敏感探测器(PSD)的太阳跟踪器,实现对太阳的自动跟踪。控制系统同时采用太阳运动轨迹跟踪方法和传感器跟踪方法来完成1次跟踪,与以往2种模式相切换的控制系统相比,此系统的可靠性更好、跟踪精度更高、制造和运行成本低、性价比高,有广阔的应用前景。     

智能双模式太阳跟踪器

构造了可自动切换工作模式的智能太阳跟踪器以提高其在多种气象条件下的工作性能和运行可靠性.研究了太阳跟踪器的工作模式选择问题,提出了基于图像信息的工作模式切换方法.提出的太阳跟踪器具有开环和闭环两种工作模式,由成像单元、转台、步进电机、单片机、上位机等模块构成;其闭环工作模式采用了视觉伺服控制方法,开环工作模式则采用了天...     

智能型太阳自动跟踪系统的PLC设计

介绍了一种新型的极轴式智能型太阳自动跟踪系统。该系统是基于三菱Q型PLC构建平台,选取极轴式跟踪方式,同时采用以时钟跟踪为主调、传感器跟踪为辅调的混合调节策略,使用视日轨迹跟踪的方法自动计算出不同地点和时间太阳的高度角和方位角,通过PLC控制步进电机作为执行机构,同时采用聚光技术,从而提高了跟踪精度,实现了全天候、全自动跟踪。     

高精度太阳辐射测量系统台站试验与初步资料分析

在原高精度太阳辐射测量系统研究的基础上,改进太阳跟踪装置,提高其运行稳定性与可靠性,使其达到业务运行的要求.将总辐射表、散射辐射表和大气长波辐射表放在跟踪太阳的装置上,利用太阳自动跟踪和遮光装置,可准确地测量太阳散射辐射.采用两短、两长波辐射测量方法,获得净全辐射测量值,改变净全辐射测量方法,提高了净全辐射测量的准确度.通过丽江和漠河气象站的比对观测,对试验资料进行了初步分析和比较,验证了高精度太阳辐射测量系统辐射测量方法的正确性.     

太阳自动跟踪装置计算机控制系统

研究精确的太阳跟踪装置,可提高太阳能的利用效率,拓宽太阳能的利用领域。介绍一种太阳自动跟踪装置计算机控制系统的工作原理及软、硬件设计。在此系统中,采用了光电跟踪和视日运动轨迹跟踪相结合的跟踪方法,但与目前普遍采用的两种跟踪方法相互切换的结合方式不同,系统将两种跟踪方法同时用在一次跟踪动作内,从而使系统具有高精度、高可靠性等优点,且具有极强的实用性。     

太阳自动跟踪器的研究

分析了目前国内太阳跟踪器的研究现状，并对目前跟踪器存在的精度不高、适应性不强等问题进行了研究。在解决这些问题的基础上，提出了一种新型双轴太阳自动跟踪器，并设计了适合不同需要的机械实现方案，通过实验对跟踪器的实用性进行了讨论和验证。该跟踪器达到预期的性能指标，控制精度高，具有广泛的应用潜力。     

高精度太阳跟踪传感器研究

针对现有光伏发电过程中太阳跟踪传感器检测精度低、检测算法复杂等问题,提出了一种基于光学位置检测原理的太阳跟踪传感器方案,方案利用线性CCD检测太阳光线位置后实现传感器和太阳方向的偏差角度测量。为提高光线位置检测精度,在现有的质心算法基础上进行了算法改进,采用加权质心算法对光线中心位置进行定位。同时,为了使传感器实现从日出到日落全过程中的太阳跟踪,传感器中嵌入了依据视日运动轨迹的太阳位置计算程序。实验数据表明,传感器的检测精度可达0.1°,验证了方案的可行性和准确性。     

混合双轴控制的太阳自动跟踪系统研究

文中主要针对斯特林碟架,设计了以ARM处理器和可编程逻辑控制器(PLC)为控制核心,视日运行轨迹跟踪与图像处理相结合的混合跟踪方式实现太阳自动跟踪。首先,利用太阳位置算法(SPA)定位太阳位置,确保太阳光斑在摄像头视场范围内;其次,使用CMOS图像传感器采集太阳图像,通过ARM处理器处理图像获取太阳跟踪角度误差;最后利用PLC控制电机转动碟架实现对太阳的高精度跟踪。实验表明:混合跟踪方式既可解决光电跟踪在多云天气无法正常工作的问题,又将视日运行轨迹产生的误差消除,有效提高了太阳跟踪精度。     

太阳能跟踪器安装误差修正与离散跟踪

为了提高太阳跟踪器的跟踪精度和效率,提出了跟踪器的安装误差修正和离散时间点混合跟踪方式。首先,对双轴光伏跟踪系统的整体结构进行分析和设计。然后应用安装误差修正下太阳方位角和高度角的计算公式,对视日轨迹跟踪算法进行修正。针对太阳高度角和方位角变化规律,高度角跟踪采取视日轨迹跟踪,方位角跟踪采取光电和视日轨迹混合模式;跟踪时间点采取不均匀离散分布。通过实验验证,所提出的误差修正和离散采样方法,对提高光伏系统太阳能利用率有重要现实意义。     

精指向自解锁星载太阳指向器设计与应用

介绍了风云3号(FY-3,C星)太阳辐射监测仪采用的自主设计的精指向自解锁星载太阳指向器。该指向器是一个绕双轴旋转的指向平台,其由驱动单元、执行机构、编码器、太阳敏感器等实现主动例行工作与被动冗余相结合的在轨太阳指向策略。为避免运输、发射等过程的冲击振动对其性能及寿命影响,指向器具有自由度锁止及释放功能,可以实现发射前的自由度锁止及入轨后的自由度释放。文中给出了指向器的结构组成、指向精度设计过程以及寿命实验结果。FY-3(C星)于2013年10月成功发射,太阳辐射监测仪的太阳指向器入轨后成功解锁,目前为止已经在轨连续运行17个月,在轨指向精度为±0.05°,其承载的太阳辐射监测仪获取了大量高精度有价值的太阳辐射数据。该精指向自解锁星载太阳指向器可为未来风云系列及其它卫星载荷指向机构设计提供应用基础。     

自主调节跟踪的太阳能装置及控制方法

针对太阳能装置工作日阳光和电池板成角难保持垂直,光伏发电效率低的问题,推出了一种可以保持阳光和电池板垂直以提高光伏发电效率的自动跟踪控制系统,给出了相关控制策略及调节算法。该控制系统以AT89C51单片机为核心,依据环境条件自主判断是否满足开机运行要求,如条件满足,则根据当日的日照时间,控制时段,分别由两组步进电机及驱动机构调节太阳能装置的高度角和方位角,实现全天自动跟踪分时调节控制,使电池板和太阳光保持垂直角度,以获取最好效率。天气条件不满足运行要求时,如下雨或光照度不足,装置会自动停机;若遇刮风且风力可能对太阳能装置造成损害,为避免不必要的外力损坏,装置会自动改变姿态。试验结果证明:该系统安装方便、初投资和运行成本低,可靠性好;和固定安装的光伏系统相比,其光电转换效率明显提高。     

Design and implementation of automatic shading device for diffuse radiation measurement

Considering the problem of too large area the shading disc covered,complex shadow band coefficients and too big diffuse radiation measurement bias,an automatic shading device for diffuse radiometer is designed and realized. Set a shading ball on the automatic sun tracker,drive linkage parallelogram structure with the declination axis arm,the shading ball can rotate synchronously with the motion of the sun and shade beam radiation measured with pyranometer,thus shading beam radiation and measuring diffuse radiation can be realized automatically. The comparison test results show that the automatic shading device can realize diffuse radiation measurement automatically,the accuracy of diffuse radiation readings can get a 18. 7% improvement compared with traditional measure system,greatly improves the reliability and accuracy of the diffuse radiation measurement.     

基于新型并联机构的太阳自动跟踪装置

针对当前太阳能发电中使用的两轴太阳跟踪装置成本高、效率低、难以普及的问题,提出了一种低成本的新型并联机构的太阳跟踪装置。该装置使用了新型并联机构作为太阳能电池板的搭载平台,6自由度的位姿变化可以获得更高的跟踪精度。采用了通过将太阳能电池板重心与支架上的平台中心的牛眼轮固联,以牛眼轮做支点,牵引电池板边缘的引线改变太阳能电池板位姿的方法,所需力矩极小,可以降低跟踪能耗,获得更多的有效电量输出。实验结果表明,该装置具有跟踪精度高、驱动能耗低等优点;在同等条件下,该装置与典型两轴太阳跟踪装置相比其电机驱动能耗可以降低70％以上。     

基于PLC光伏发电自动跟踪控制方法在酒泉应用

由于太阳位置随时间而变化,使光伏发电系统的太阳能电池阵列受光照强度不稳定,从而降低了光伏电池的效率,因此,设计太阳自动跟踪器是提高光伏发电系统工作效率的有效措施。该文针对已有的光伏跟踪控制方法的缺陷与不足,考虑到执行电机在转动时间内对太阳位置角度的变化与跟踪误差范围的预测与控制,提出了一种采用PLC的跟踪控制方法,并通过理论分析与Matlab/Simulink仿真结果验证了其可行性,具有很高的推广应用价值。     

测量太阳辐射能虚拟仪器的设计和实现

在太阳能产品的效率试验中，需要测量太阳辐射能及转换能，太阳辐照量的测量涉及到太阳日射光转换、响应时间、累积记录等因素。应用基于Pc的虚拟仪器技术组建太阳辐照能量测试系统，并用LabVIEW图形化编程平台开发了测试系统软件，在计算机的程序控制下完成信号采集、模数转换、数据处理、结果记录等工作。测试分析表明：该系统的量值误差在1％水平、采集速度1kS／s和响应时间接近于日射光传感器，并有易于扩展和性价比优势，可作为太阳能产品能效质量评价的测试手段。     

基于单片机的太阳跟踪控制系统设计

传统的太阳跟踪方式多采用光电跟踪或视日运动轨迹跟踪控制方式,存在着跟踪精度低、有累积误差等缺点。为了改进对太阳的跟踪精度和消除累积误差,提高太阳能的利用率,设计了一种基于Atmega16单片机为控制核心的跟踪控制系统,采用光电跟踪和视日运动轨迹跟踪互补的控制方式。在跟踪策略上,晴天采用光电跟踪,阴天采用视日运动轨迹跟踪,实现了全方位、高精度、全天候的实时精准跟踪。试验结果表明,该控制系统工作性能稳定,实现了实时精确的太阳跟踪。