文档介绍：运动光源自动随动系统的设计
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(论文)要求;设计参数
基于电子技术、检测技术、控制技术、伺服技术,设计一光源随动系统,为将来实用化奠定技术基础。具体要求如下:
1、光源为可见热点光源,例如小灯泡。
2、光源移动最大角速度:。
3、有效随动角度:大于等于135度。
4、跟踪稳态精度:小于2度。
5、跟踪动态精度:。
6、能够任意捕捉光源位置。
7、系统工作额定电压:220V/50Hz交流。
8、系统能够放置在桌面上且便于移动。
二。应阅读的资料及主要参考文献目录
[1]—光伏能源系统***出版社
[2]孙建忠、***出版社
[3]
[4]王永骥、王金城、
[5]
[6]
[7] IEEE. Low Cost Automatic Solar Energy Trapping System
[8] IEEE. Design and Construction of an Automatic Solar
[9]、技术和系统应用上海交通大学出版社
通过仔细筛选与课题最相近的论文,最后选定了IEEE上的一篇2010年发表的论文“Low Cost Automatic Solar Energy Trapping System”翻译已经结束并且检查完毕。
能源一直是社会发展的重中之重,近代的战争几乎都是围绕能源展开的,一个国家想要发展首先要解决的就是能源问题。现在主要的能源供应是来自化石燃料,85%的工业生产对化石燃料具有很大的依赖。然而化石燃料的资源是有限的,据估计,按照现在化石燃料的使用速度及增长化石燃料最多可以再使用50年。另外,由于温室气体的排放,全球变暖正成为一个难题。为了提供一个可持续的电力生产,也为了世界未来的一代的安全,太阳能,风能,地热能和海洋潮汐能等可再生能源的正在作为新能源越来越大的被社会所需求。
现在跟踪太阳能的技术已经存在,但是大多都是固定的太阳能电池板,每天只能从9点左右发电到下午4点左右,因此这个过程也可以得到进一步的改善,提高其效率,从而使之更具有成本效益。使太阳能板就行转动以发出更多的能量,并且并不需要过多的投资。太阳能是清洁的能源,不产生任何废物或造成任何污染。这一点相比化石燃料有很大的优势。此外太阳能是可再生的能源。太阳一直存在,太阳能也是取之不尽,用之不竭的,因此这个课题的研究是很有意义的。
自动向日跟踪系统原理是将光强信号转换成电信号,利用电压或电流差,通过单片机控制步进电机的正反转,从而驱动太阳能电池板向日偏转。不同方案的不同点主要体现在光强差的检测以及光电转换过程。
方案一:坐标法
将3 个光敏三极管放置在不同的朝向,一个竖直朝向天空,一个朝向正东方,另一个朝向正西方,太阳从不同角度照射到3 个光敏管的光强不同,它们产生的光电流强度不同。太阳光方向与正东方的夹角θ与光强(或光电流) 的关系会发生变化。依据θ值调整太阳能电池板的角度,使得太阳能电池板一直朝向太阳的方向。其优点在于调整精确度较高,但实现电路过于复杂。
方案二:太阳能电池板光强比较法
把两块完全相同的太阳能电池板水平放置,中间用挡板隔开,它们既用作光电转化的电池,也起光敏器件的作用。太阳光垂直照射地面时,两块电池板上得到的太阳光的能流密度完全相等,产生的光电流大小相等,此时控制它们方位的电动机不工作。入射太阳光与地面的夹角改变时,隔板的影子会使两电池板的光强不同,从而产生电压差,利用这一信号驱动电动机转动,使得电池板与太阳光的夹角同光垂直于地面时完全相同。其优点为调节较为精确,电路也比较简单,但两个电池板之间的夹角始终存在,永远无法达到真正意义上的垂直。