【摘要】： 當今,開發利用可再生清潔新能源是全世界面臨的共同課題,其中太陽能光伏發電倍受矚目,但目前由于光伏發電成本高,還未能充分進人市場。如何最大限度的提高太陽能的利用率、降低光伏發電系統成本仍為國內外學者的研究熱點之一。本文從提高太陽能的接收效率方法出發,利用現有的技術,研究設計新型聚光型光伏發電系統,以有效降低太陽能發電成本。 本文主要工作內容如下: 1、光伏發電系統聚光器設計。以聚光型光伏發電為出發點,通過對光伏電池的輸出特性和其影響因素的分析,得出普通光伏電池的最佳入射光強Em為額定光強的5～6倍。并據此設計了兩次反射多平面鏡聚光器增強光伏電池的入射光強,提高了光伏電池發電能力。并從光學理論方法推導出了兩次反射平面鏡組成結構方式,給出了一種新型兩次反射多平面鏡聚光器設計方法。 2、聚光型光伏發電系統的跟日器設計。為達到理想的聚光效果,采用天文日歷定位和極大光強比較定位相結合的方法,對太陽位置進行準確定位,通過采用方位角和俯仰角兩軸跟蹤控制方法準確跟蹤太陽位置。 3、建立了小型兩次反射多平面鏡聚光型光伏發電實驗系統,對小型平面鏡聚光型光伏發電系統進行兩軸步進跟蹤控制,并給出硬件設計原理圖和軟件設計框圖。 實驗表明,該聚光器能夠達到設計要求的聚光效果,跟日器能夠準確跟蹤太陽,系統設計方法是可行的 【關鍵詞】：光伏電池 聚光器 自動跟蹤控制 系統設計
【學位授予單位】：合肥工業大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 致謝7-13
• 第一章 緒論13-24
• 1.1 太陽能光伏發電的背景及意義13-14
• 1.2 太陽能光伏發電的研究現狀14-17
• 1.2.1 光伏發電歷史14
• 1.2.2 國外光伏發電技術的現狀與前景14-15
• 1.2.3 我國太陽能光伏發電的現狀與前景15-17
• 1.3 聚光太陽能利用的現狀與研制開發趨勢17-21
• 1.3.1 聚光系統的分類17-18
• 1.3.2 聚光方法分析18-19
• 1.3.3 國外研究現狀和發展趨勢分析19-20
• 1.3.4 國內研究現狀20-21
• 1.4 中國太陽能資源評價21-23
• 1.5 本課題研究目的及主要工作23-24
• 第二章 兩次反射多平面鏡聚光器的研究與設計24-41
• 2.1 太陽能電池特性分析研究24-35
• 2.1.1 太陽能電池的性能參數24-25
• 2.1.2 光伏電池的模型分析25-28
• 2.1.3 影響太陽能電池I-V 特性的分析研究28-33
• 2.1.4 光伏陣列接收最佳光強的分析33-35
• 2.2 兩次反射多平面鏡拋物面聚光器的研究與設計35-41
• 2.2.1 兩次反射多平面鏡太陽能聚光器結構設計36
• 2.2.2 單個平面鏡面積的計算36-38
• 2.2.3 多平面鏡陣拋物面平面鏡數量計算38-39
• 2.2.4 二次反射平面鏡的大小計算39-41
• 第三章 自動跟蹤系統分析設計41-54
• 3.1 太陽方位的確定與跟蹤41-43
• 3.1.1 光強比較定位法41-42
• 3.1.2 天文日歷定位法42-43
• 3.1.3 圖像識別定位法43
• 3.2 基于太陽運動軌跡的太陽方位計算（天文日歷定位法）43-49
• 3.2.1 太陽赤緯與太陽時角43-46
• 3.2.2 太陽高度角、方位角計算46-47
• 3.2.3 聚光器運動方程的建立47-49
• 3.3 跟蹤控制方式分析與設計49-54
• 3.3.1 跟蹤控制方式及分類49-50
• 3.3.2 跟蹤方式及分類50-53
• 3.3.3 跟蹤控制的方案設計53-54
• 第四章 實驗系統設計54-60
• 4.1 兩次反射多平面鏡聚光太陽能實驗系統的硬件結構設計54-57
• 4.1.1 聚光系統設計54
• 4.1.2 雙軸伺服系統設計54-55
• 4.1.3 太陽跟蹤控制系統設計55-56
• 4.1.4 測量采集系統設計56-57
• 4.2 兩次反射平面鏡聚光太陽能跟蹤系統的軟件設計57-60
• 第五章 總結與展望60-61
• 5.1 總結60
• 5.2 工作展望60-61
• 參考文獻61-65

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