太陽能光纖照明系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、能源是人類社會發(fā)展進步的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著世界人口的快速增長和工業(yè)化水平的飛速提升，對能源的需求量與日俱增，隨之而來的能源危機也日益嚴峻。為緩解能源危機，太陽能成為最為理想的替代能源。研究開發(fā)具有普適性的太陽能光纖照明系統(tǒng)，可節(jié)約照明用電，減少不可再生能源的消耗。
　　太陽能存在能量密度低、輻照度不均勻等缺點，使太陽能的利用仍存在很多亟待解決的技術(shù)問題。為提高太陽能的利用效率，本論文圍繞太陽能光纖照明系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)開展研究工作，研究的

2、主要內(nèi)容有:
　　(1)建立兩級菲涅耳透鏡聚光系統(tǒng)，以獲得更大的太陽追蹤允許偏角，更小的聚焦光斑。通過分析光纖導光及透鏡分光的原理，提出太陽能分波段傳輸方案，不僅可濾除各種害射線只傳導安全的可見光，還可降低光纖端口的溫度。研究光纖末端照度與照明距離之間的關(guān)系，得出末端光照度與光源發(fā)光強度成正比，與距離平方成反比。詳細分析聚焦光源橫向、縱向及角度誤差對光纖耦合效率的影響。
　　(2)構(gòu)建視日運動軌跡跟蹤與光電跟蹤相結(jié)合的雙軸太

3、陽能自動跟蹤系統(tǒng)，研究基于PSD器件的太陽位置傳感器的測量原理及檢測電路，實現(xiàn)太陽運行軌跡的高精度跟蹤。設(shè)計太陽能光纖照明系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)。
　　(3)基于FPGA控制器設(shè)計太陽能光纖照明系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，為系統(tǒng)提供可靠的硬件基礎(chǔ)和軟件環(huán)境。軟件采用模塊化思想，自項向下設(shè)計。硬件電路主要包括AD轉(zhuǎn)換電路、步進電機驅(qū)動電路、FPGA主控制電路及各個電源電路。
　　(4)通過分析雙軸太陽自動跟蹤系統(tǒng)的數(shù)學模型，研究基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在