聚光型光伏發電的太陽能定位和跟蹤系統

★★★★★【文章導讀】：聚光型光伏發電的太陽能定位和跟蹤系統具體內容是：關鍵詞：聚光型；光伏發電；跟蹤；定位；高效1設計思路目前我國的太陽能利用率處于較低水平，主要原因是太陽能密度低，照射到地面上的平均光強只有1kw／m2，并且隨著季節和天氣因素的變化，更增強了太陽能利用的難度…

來源：日期：2013-11-19 19:18:05 人氣：標簽：

關鍵詞：聚光型；光伏發電；跟蹤；定位；高效

1 設計思路
目前我國的太陽能利用率處于較低水平，主要原因是太陽能密度低，照射到地面上的平均光強只有1 kw／m2，并且隨著季節和天氣因素的變化，更增強了太陽能利用的難度；我國現有的太陽能電池板的發展水平也限制了太陽能的利用率，目前，單晶體硅的太陽能轉化率可以達到23％，多晶體硅可以達到16％，而薄膜的只能達到8％。這具有挑戰性的難題是這次太陽能定位和跟蹤系統設計的出發點。
為了克服太陽能量密度低的劣勢，我們采用了帶有定位與跟蹤功能的太陽能電池板支架，利用電機傳動帶動電池板的兩個自由度的旋轉，盡量使每個時刻電池板都能垂直接收太陽能。跟蹤功能的實現根本是定位，我們使用分辨率為640×320的ccd圖像采集傳感器，以至少0．2 s／幅的速度來拍攝參考物的太陽影子長度并與參考物的垂直投影作比較，精確地測量出當前太陽的偏轉角度；通過高速的控制芯片，將得到的角度進行采集與處理，得到相應的控制角度與位移量。這樣，定位的目的實現了，跟蹤的效率自然就會大大提高。使用精度為1／10 000度的伺服電機與高精度渦輪蝸桿傳動機構，使太陽能支架能自如的旋轉，以高的效率接受太陽能。

2 支架設計部分
在設計太陽能電池板支架的過程中，不僅要考慮到材料自身重量和慣性的因素，還要考慮到投入應用后，實際的自然條件的因素。大風是不可忽略的一個重要自然現象，在世界各個國家各個城市，全年都會刮起不同風速等級的大風。這就要求支架足夠堅固，固定太陽能電池板的軸承足夠穩定，足以承受大風所帶來的力的作用。

為此，設計中把支架和電池板的連接處設計成如圖1所示。即在電池板的距離較長的對應兩側中央安裝軸承，帶動電池板做上下方向的旋轉。這樣的設計使“點接觸”擴大到“線接觸”。又由于太陽能電池板的重量平均分布在中軸的兩側，因此大風對電機的影響會降到低，在旋轉過程中，風也會由于平均作用在了電池板的兩側而減少電池板的形變。
太陽能電池板左右方向的旋轉由下面箱體中的伺服電機控制，如圖2所示。角鋼支架與電動機的連接也采用鋼管與軸承的連接方式。鋼管橫截面與角鋼支架水平焊接，鋼管的直徑與壁厚根據電池板，支架，電機，軸承的總重量而定，以穩定性好為原則。