自适应太阳跟踪平台理论分析及控制器设计

本文对太阳跟踪装置的机械结构和控制原理及系统设计做了简单描述,分析太阳与集能平台之间的关系.提出一种自适应太阳跟踪方案,实现对太阳方位角和高度角的双轴自动跟踪,可以广泛应用于需要跟踪太阳的装置中,提高太阳能利用效率.     

时序与光传感复合控制在太阳跟踪系统中的应用

介绍了两类常用的太阳能跟踪控制方式,即时序跟踪控制与光传感跟踪控制,以及两种跟踪方式的复合控制原理,并根据原理进行了控制系统的硬件设计和软件设计.跟踪控制系统在重庆市大足县一光伏电站投入使用,二年内无故障,且能够实现高精度全天候太阳跟踪.     

单轴太阳跟踪智能热水器系统设计

分析单轴式太阳跟踪装置控制系统的原理及特点,运用时角以及地平两种不同坐标系对太阳的具体方位进行了分析和求解,以研究太阳的运动轨迹.设计了单轴太阳跟踪装置,实现对太阳的自动跟踪控制.与传统热水器对比,此单轴太阳跟踪热水器系统的可靠性更好、能量的接收率更高(可提高30％ ～ 40％)、跟踪精度更精确,制造和运行成本低、性价...     

全天候太阳方位跟踪控制系统的设计

采用光感跟踪与时间跟踪相结合的方法,设计了全天候太阳方位跟踪控制系统。该系统包括监测装置、跟踪方式转换控制模块和双跟踪方式控制模块。监测装置监测天气状态为跟踪方式转换控制模块提供判断依据,跟踪方式转换控制模块发出指令启动相关跟踪方式,控制传动及支撑装置的运动,以改变太阳能电池板采光面的位置。系统的跟踪精度高,跟踪能耗低。     

菲涅耳太阳能聚光系统跟踪倾角的矢量算法

提出了线性菲涅耳反射装置中太阳跟踪倾角的计算方法。该聚光装置中每一个反射镜面(简称镜元)需实时跟踪太阳,使太阳入射光反射至固定位置的线性吸热器上。但是,从目前的太阳位置算法中得到的太阳高度角、方位角并不能直接用来控制跟踪,必须进行复杂计算,得到每一镜元相应的跟踪倾角,然后控制电机使其旋转至相应位置。通过将太阳矢量适当分解,简化计算得到适合于菲涅耳太阳能聚光装置反射定位的旋转倾角并经实验验证。     

采用微功耗控制器提高光伏效率

该文从理论上分析了采用太阳自动跟踪控制装置可提高太阳转换效率的空间；并阐述了采用不同于传感器方式的定时跟踪法的电路实现原理。这种电路不仅省去传感器和相关电路的能耗，更重要的是在该电路中可以实现最省电的休眠工作模式，使采用太阳自动跟踪控制装置后提高转换电能成为现实。该文还对比了固定安置的太阳电池板和采用了太阳自动跟踪控制装置的太阳电池板在相同条件下的转换效率。结果得出采用定时太阳自动跟踪装置的光伏发电系统能大幅度提高转换效率。     

太阳能集能器自动跟踪装置

太阳能集能器自动跟踪装置是由传感器、方位角跟踪机构、高度角跟踪机构和自动控制装置组成。自动跟踪装置驱动太阳能集能器 ,使集能器的主光轴始终与太阳光线相平行。当太阳光线发生倾斜时 ,传感器输出倾斜信号 ,指示执行器动作调整太阳能集能器的角度 ,直到太阳能集能器对准太阳 ,实现自动跟踪太阳的目的。在阴天或太阳光辐照度低于工作照度时自动关机 ,太阳光辐照度达到工作照度时自动开机。该装置适用于聚光式太阳能集能器、太阳能电池等需要跟踪太阳的装置     

专利信息——太阳能热利用

太阳热水器集热管尾架,太阳能集热取暖装置,太阳能热水器阳光跟踪装置     

一种大范围太阳光线自动跟踪方法

分析了聚光太阳能发电系统中目前常用的程序跟踪法和传感器跟踪法的特点,阐述了程序跟踪和传感器跟踪相结合实现精确跟踪的原理,并介绍了相应的控制方法和模拟跟踪装置的组成。这种方法可以利用低成本的角度传感器和四象限光电池实现太阳光线的精确跟踪,有利于降低跟踪系统的硬件成本。跟踪装置运行结果与SPA算法的结果比较,实测的跟踪误差不大于0.03°,满足高聚光比太阳能发电系统对太阳跟踪的要求。     

蝶式聚光光伏发电刍动跟踪太阳装置的设计

在分析太阳运行规律的基础上,描述了蝶式聚光器的机械结构、传动机构及自动跟踪控制的原理、方法,提出了一种在聚光条件下太阳跟踪的新方案。该蝶式反射聚光光伏自动跟踪太阳装置制造和运行成本低,跟踪精度较高,应用前景广阔。     

组合跟踪的槽式聚焦集热器太阳辐照量的研究

在建立太阳直射辐射计算模型的基础上，分析了聚先反射抛物面镜面在各种跟踪方式下接受到的瞬时太阳直射辐射量，得出了晴天时昆明各月平均日辐照量的变化图。通过对所得数据度曲线图的比较和研究，获得了聚光反射抛物镜面两种较好的组合跟踪方式，效率分别达到双轴跟踪的98．9％和99．34％。可为太阳能申高温跟踪系统的发展和运用提供新的思路。     

抛物柱面聚焦的几种跟踪方式的光学性能分析

通过建立的模型计算瞬时太阳直射辐射强度，求出了各种跟踪方式下的太阳光入射角，算出各种跟踪方式下抛物镜开口接收的瞬时太阳直射辐射能，并使用MATLAB处理数据，作出了广州地区在不同季节的辐照度变化图以及广州、北京地区一年中日辐射总量变化图，通过分析图像和数据，对几种跟踪方式的光学性能以及纬度对各种跟踪方式光学性能的影响进行了分析、研究。最后对各种跟踪方式系统使用时遇到的问题进行了讨论。     

关于不同单轴跟踪方式的对比分析

针对4种太阳能单轴跟踪方式,即传统的东西轴向方式、南北轴向方式以及偏离角轴向方式和倾斜角轴向方式,提出了通过计算新参数(瞬时利用系数和日利用系数)来分析对比各种单轴跟踪方式的方法,该方法以太阳光的入射余角为参变量,并考虑了端部损失面积的影响。以南京地区一项关于槽式集热系统的设计为例,根据所建模型进行了相应计算,分析了该系统采用各种单轴跟踪方式时所呈现出的特点。该文所建模型可用来指导实际设计中,在各种地区条件下按需求选择最为合适的单轴跟踪方式。     

Control concepts for direct steam generation in parabolic troughs

A new prototype parabolic-trough collector system was erected at the Plataforma Solar de Almería (PSA) (1996–1998) to investigate direct steam generation (DSG) in a solar thermal power plant under real solar conditions. The system has been under evaluation for efficiency, cost, control and other parameters since 1999. The main objective of the control system is to obtain steam at constant temperature and pressure at the solar field outlet, so that changes in inlet water conditions and/or in solar radiation affect the amount of steam, but not its quality or the nominal plant efficiency. This paper presents control schemes designed and tested for two operating modes, “Recirculation”, for which a proportional-integral-derivative (PI/PID) control functions scheme has been implemented, and “Once-through”, requiring more complex control strategies, for which the scheme is based on proportional-integral (PI), feedforward and cascade control. Experimental results of both operation modes are discussed.     

太阳能利用中的跟踪控制方式的研究

对太阳能利用中的开环、闭环和混合控制跟踪控制方式的特点进行了分析。通过计算几种单轴跟踪方式的跟踪角，根据跟踪角和太阳的时角间的关系，对单轴跟踪时的控制方式的选择进行了研究。特别是使用了MATLAB程序处理数据，得到南北水平轴跟踪时跟踪角和太阳时角间的关系图像，着重分析了此时采取混合跟踪的可行性和适用性。对几种跟踪控制方式的优缺点进行了分析和总结，分析了他们的特点和适用性。     

跟踪式光伏发电系统研究

根据某地实测的太阳辐射数据,仿真比较了配备有单轴跟踪和双轴跟踪等4种跟踪控制的光伏发电系统与固定式光伏发电系统的太阳辐射利用率。并在此基础上对4种跟踪系统的跟踪角控制规律及跟踪控制方式进行了详细的分析,得出倾纬度角单轴跟踪系统控制规律最为简单,算法实施更为实用的结论。同时,也在理论上证明了采用步进式控制方式的跟踪系统能够在保持较高太阳辐射利用率情况下简化控制系统设计,有利于工程设计及应用。     

Vectorial command of an asynchronous motor fed by a photovoltaic generator

In order to promote renewable energy, Tunisia has developed a large program to exploitate photovoltaïc systems (PV) to provide electric power in rural electrification. These needs increase continually following standard of living improvements, from lighting and media communication (radio, TV) to motors, refrigeration and pumping. The fluctuation of solar energy on one hand, and the necessity to optimise available solar energy on the other, it is useful to develop new efficient and flexible modes to control motors. A vectorial control of an asynchronous motor fed by a photovoltaïc system is proposed. In this case, the control of the circulating current becomes an important objective in the algorithm design. This paper presents an efficient current controller scheme that can achieve high accuracy and a fast dynamic response of induction machine. This scheme uses voltage decoupling and proportional integral controller loops (PI). Furthermore, to operate the PV array at its maximum power point for every instant, the PV system must contain a maximum power point tracking controller (MPPT). Good static and dynamic performances were obtained in simulation of the proposed structure.     

获得最大日照度的协调控制方法的研究——多镜面聚光型太阳能光伏系统

针对目前太阳能聚光方式,提出了采用平面镜反射聚光的多镜面阵全跟踪聚光方案.首先描述了多镜面聚光型太阳能光伏系统的基本结构及其跟踪控制原理和方法.通过对多镜面阵聚光系统对太阳全方位跟踪控制分析,推出了太阳电池组件和平面镜阵在跟踪过程中方位角、倾角及空间位置变化的运动方程.通过建立了平面镜阵与太阳电池组件之间的运动关系,实现太阳电池组件跟踪控制以及平面镜阵之间的跟踪协调控制,并对此系统进行了定量分析和数值计算.     

A parabolic solar cooker with automatic two axes sun tracking system

A parabolic solar cooker with automatic two axes sun tracking system was designed, constructed, operated and tested to overcome the need for frequent tracking and standing in the sun, facing all concentrating solar cookers with manual tracking, and a programmable logic controller was used to control the motion of the solar cooker. The results of the continuous test – performed for three days from 8:30 h to 16:30 h in the year 2008 – showed that the water temperature inside the cooker’s tube reached 90 °C in typical summer days, when the maximum registered ambient temperature was 36 °C. It was also noticed that the water temperature increases when the ambient temperature gets higher or when the solar intensity is abundant. This is in favor of utilizing this cooker in many developing countries, which are characterized by high solar insulations and high temperatures. Besides cooking, the proposed cooker could be utilized for warming food, drinks as well as to pasteurize water or milk.     

Computing the solar vector

High-concentration solar thermal systems require the Sun to be tracked with great accuracy. The higher the system concentration, the greater this accuracy must be. The current trend in solar concentrator tracking systems is to use open-loop controllers that compute the direction of the solar vector based on location and time. To keep down the price of the tracking system, the controller is based on a low-cost microprocessor. These two facts impose important restrictions on the Sun position algorithm to be used in the controller, as it must be highly accurate and efficiently computable at the same time. In this paper, various algorithms currently available in the solar literature are reviewed and a new algorithm, developed at the Plataforma Solar de Almería, which combines these two characteristics of accuracy and simplicity, is presented. The algorithm allows of the true solar vector to be determined with an accuracy of 0.5 minutes of arc for the period 1999–2015.