追日式全自動(dòng)光伏水泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及性能分析.pdf

1、太陽(yáng)能光伏水泵為發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)、生態(tài)荒漠治理、無(wú)市電供應(yīng)的偏遠(yuǎn)地區(qū)灌溉及畜牧供水提供良好的手段。本文從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)設(shè)計(jì)一款追日式全自動(dòng)光伏水泵系統(tǒng)。對(duì)系統(tǒng)能量傳遞方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)小容量緩沖儲(chǔ)能技術(shù)，解決光伏電池板發(fā)電功率波動(dòng)的問(wèn)題;設(shè)計(jì)二維追日機(jī)構(gòu)跟蹤太陽(yáng)，確保太陽(yáng)光垂直照射光伏電池板，提高單位面積光伏電池板的發(fā)電功率，并均衡早中晚光伏電池板的發(fā)電量;結(jié)合仿真軟件對(duì)二維追日機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真分析及校核優(yōu)化，作為該設(shè)計(jì)的有效補(bǔ)充，提高發(fā)電

2、裝置的性價(jià)比;研制樣機(jī)并對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試和經(jīng)濟(jì)性分析，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)不同系列的光伏水泵提供設(shè)計(jì)思路。
　　本文主要從以下幾個(gè)方面展開(kāi)研究:
　　(1)追日式全自動(dòng)光伏水泵系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。對(duì)追日式全自動(dòng)光伏水泵系統(tǒng)方案進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，提出三種不同結(jié)構(gòu)的光伏水泵系統(tǒng)方案，結(jié)合層次分析法對(duì)各方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，選擇出最優(yōu)方案，并對(duì)該方案進(jìn)一步研究分析。
　　(2)二維追日機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。分析太陽(yáng)運(yùn)行規(guī)律，建立太陽(yáng)運(yùn)行軌跡的數(shù)學(xué)模型，確定二維追

3、日機(jī)構(gòu)的主要設(shè)計(jì)參數(shù);對(duì)光電傳感器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，研究二維追日機(jī)構(gòu)的跟蹤控制策略;優(yōu)化蓄電池充放電控制方法，確保系統(tǒng)恒功率穩(wěn)定運(yùn)行;設(shè)計(jì)二維追日機(jī)構(gòu)，保證太陽(yáng)光線始終垂直照射到光伏電池板上，提高單位面積光伏電池板的發(fā)電功率;分析二維追日機(jī)構(gòu)受載情況，對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)計(jì)算。
　　(3)二維追日機(jī)構(gòu)仿真分析。利用分析軟件ANSYS Workbench對(duì)二維追日機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜強(qiáng)度分析校核;結(jié)合分析軟件ADAMS對(duì)二維追日機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，計(jì)

4、算出追日機(jī)構(gòu)在不同工況下的最大受力位置，并對(duì)其在該位置時(shí)進(jìn)行強(qiáng)度校核。
　　(4)二維追日機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)合二維追日機(jī)構(gòu)的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)仿真分析結(jié)果，得出二維追日機(jī)構(gòu)力學(xué)分布情況，運(yùn)用ANSYS Workbench中的Design Exploration模塊對(duì)二維追日機(jī)構(gòu)關(guān)鍵零件結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，改善其力學(xué)性能并減少材料使用。
　　(5)樣機(jī)研制及測(cè)試分析。根據(jù)優(yōu)化結(jié)果及前期研究，對(duì)設(shè)計(jì)的追日式全自動(dòng)光伏水泵系統(tǒng)進(jìn)行樣機(jī)研制，將本