線性菲涅爾鏡場(chǎng)跟蹤的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、太陽(yáng)能聚光發(fā)電系統(tǒng)是將太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)與光學(xué)設(shè)備相結(jié)合，利用光學(xué)原理將大面積的太陽(yáng)光聚集到小的集熱器上，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成熱源傳給傳統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)。基于聚光形式的差異，主要可分為塔式聚光、碟式聚光、槽式聚光和線性菲涅爾式聚光系統(tǒng)四大類(lèi)。線性菲涅爾式聚光發(fā)電系統(tǒng)作為聚光發(fā)電技術(shù)中新生的潛力軍，由于其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、低廉的成本、突出的風(fēng)保能力、超高的土地利用等特點(diǎn)，在大范圍發(fā)電中有很好的應(yīng)用前景。
　　線性菲涅爾鏡場(chǎng)的跟蹤不同于單個(gè)的太陽(yáng)板，整個(gè)鏡

2、場(chǎng)中的各個(gè)參數(shù)都直接或間接地影響著跟蹤接收太陽(yáng)輻射能的多少。本文主要是從線性菲涅爾鏡場(chǎng)的無(wú)陰影布置優(yōu)化、鏡場(chǎng)的跟蹤傾角的矢量?jī)?yōu)化計(jì)算、鏡場(chǎng)夾角控制的優(yōu)化高度、一次反射鏡反射光線進(jìn)入CPC率的測(cè)試、鏡場(chǎng)采用的菲涅爾跟蹤系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、鏡場(chǎng)采用的菲涅爾軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等方面做出研究分析。首先給出鏡場(chǎng)優(yōu)化布置的一個(gè)方案，給出計(jì)算方法并進(jìn)行算例分析;之后利用矢量分解法簡(jiǎn)化鏡場(chǎng)傾角的計(jì)算，推導(dǎo)出鏡場(chǎng)跟蹤傾角的計(jì)算公式，利用MATLAB軟件對(duì)鏡場(chǎng)跟蹤傾角

3、進(jìn)行誤差分析，得出鏡元傾角誤差對(duì)光線進(jìn)入聚光器的影響;然后利用MATLAB模擬計(jì)算、分析得出線性菲涅爾鏡場(chǎng)夾角控制高度對(duì)應(yīng)的優(yōu)化區(qū)間。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行一次反射鏡反射光線進(jìn)入CPC率的測(cè)試，以測(cè)試結(jié)果證明，鏡元傾角計(jì)算的準(zhǔn)確性和高度角控制的合理性，對(duì)整個(gè)線性菲涅爾鏡場(chǎng)跟蹤系統(tǒng)起到關(guān)鍵性的作用。
　　本文第四章主要介紹了線性菲涅爾鏡場(chǎng)跟蹤系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，這部分優(yōu)化第一主要體現(xiàn)在主控單元上，在傳統(tǒng)的單片機(jī)為控制單元的基礎(chǔ)上采用了主控單元

4、為抗干擾能力突出的PLC控制器。以單片機(jī)為主控單元的菲涅爾鏡場(chǎng)跟蹤系統(tǒng)對(duì)編程要求相對(duì)來(lái)說(shuō)很高，一般都是由賣(mài)家編好之后直接買(mǎi)回來(lái)用，對(duì)程序員的個(gè)人素質(zhì)要求很高，反而PLC則相對(duì)來(lái)說(shuō)很容易上手，并且可以根據(jù)鏡場(chǎng)的需要實(shí)時(shí)進(jìn)行程序的補(bǔ)償。驅(qū)動(dòng)單元由傳統(tǒng)的電機(jī)改換成了數(shù)字控制突出的步進(jìn)電機(jī)，并配備了以AT89C2051單片機(jī)和L293D功率放大器構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)控制電路。減速器采用了現(xiàn)如今正處于熱門(mén)狀態(tài)的諧波減速器。
　　論文最后主要是介紹了線

5、性菲涅爾鏡場(chǎng)跟蹤系統(tǒng)的軟件部分和實(shí)用案例介紹，首先是主程序的編寫(xiě)，可以分成兩個(gè)小的子程序，一個(gè)是基于太陽(yáng)位置天文參數(shù)和公式，對(duì)太陽(yáng)高度角和方位角的準(zhǔn)確計(jì)算;另一個(gè)是步進(jìn)電機(jī)脈沖的計(jì)算。綜上所述，嚴(yán)格的按照相應(yīng)的太陽(yáng)天文位置參數(shù)和公式進(jìn)行編程，計(jì)算出太陽(yáng)高度角和方位角后，完成鏡元傾角的計(jì)算并向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)控制鏡場(chǎng)實(shí)時(shí)跟蹤太陽(yáng)?？偠灾湍壳熬€性菲涅爾聚光發(fā)電技術(shù)的水平來(lái)看，該跟蹤控制方式能做到較高精度