机械设计类 毕设论文.docx

摘要 1
Abstract 2
绪论 1
极轴式太阳跟踪系统的原理及特点 2
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极轴式太阳跟踪系统电池板的设计 4
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灯的实际应用成为 人类解决能源紧张和保护生态环境的重要战略选择。太阳能作为新能源的重要的注册部 分，因其具有取之不尽，用之不竭，无污染等特点，在开发利用中蕴藏着极大的市场前景， 越来约受到人们的青睐，其中，利用“光生伏打效应”将光能直接装换成电能即太阳能光 伏发电是最为重要的一种转化过程，目前在太阳能发电方面人们所面临的主要问题是利用 率不高和成本较高，而通过提高利用率可相应减少发电成本，因此，如何最大限度地提高 利用率成为国内外研究的热点。目前解决这一问题的主要是从两方面入手，意识提高电池 的转换率。二是提高太阳能的接受率，前者属于能量转换领域，还有点研究，二后者利用 太阳跟踪与非跟踪，%。可见，精确的跟踪可是太阳能的接受率大大 提高，进而提高太阳能的利用率。
二轴跟踪装置：近年来，随着控制技术的不断发展与控制成本的不断降低。实现对太 阳方位角和高度角的精确感知的二轴跟踪技术已经成为研究与运用的热点，Neville分别 对二轴跟踪装置、单轴跟踪装置和固定式壮汉子的太阳能接受率惊醒了理论分析。研究发 现，二周更总装置的接受效率分别比单轴跟踪装置和固定装置提高5-10%和50%。
极轴式太阳能跟踪：极轴式太阳能跟踪系统的坐标是时角和赤纬角，起优点在于装置 每日只须跟踪时角的变化，而赤纬角在一天内的变化甚微，只须做定期调整即可。这使结 构得到简化，成本相应降低


赤道坐标系是人在地球以外的宇宙空间里，观测太阳相对于地球的位置。这时太阳位 置是相对于赤道平面而言，用赤纬角和时角这两个坐标表示。太阳中心与地球中心的连线， 即太阳光线在地球表面直射点与地球中心的连线与在赤道平面上的投影的夹角称为太阳 赤纬角。它描述地球以一定的倾斜度绕太阳公转而引起二者相对位置的变化。一年中，太 阳光线在地球表面上的垂直照射点的位置在南回归线、赤道和北回归线之间往复运动，使 该直射点与地心连线在赤道面上的夹角也随之重复变化。对于太阳跟踪系统来说，采光板的一 轴与地球自转轴相平行，称为极轴，另外一轴与其垂直。工作时采光板绕地球自转轴旋转，其转速的设 定为与地球的自转速度相同，方向相反。为了适应太阳赤纬角的变化，采光板围绕与地球自转轴垂直的 轴做俯仰运动以适应赤纬角的变化。此种跟踪方式原理简单，跟踪系统通过极轴和赤纬轴的转 动，基本上可以实现对太阳运动的全跟踪。
图1极轴式跟踪
图3：极轴式跟踪示意图

跟踪方式分为单轴跟踪和双轴跟踪，单轴跟踪一般采用倾斜布置东西跟踪、焦线南北 水平布置，东西跟踪、焦线东西水平布置，南北跟踪。这三种方式都是单轴转动的南北向 或东西向跟踪，工作原理基本相似。采用这种跟踪方式优点是结构简单，但是由于入射光 线不能始终与主光轴平行，收集太阳能的效果并不理想。双轴跟踪又可分为两种方式：极 轴式全跟踪和高度角-方位角全跟踪。双轴跟踪的优点是收集的太阳能高，可以很有效的 提高太阳能的利用率。但是双轴跟踪较之单轴跟踪相比的缺点是设备较复杂，其运转的精 度要求很高，这样就会使太阳能利用的成本大幅度的提高。
而极轴式太阳跟踪装置相比其他跟踪装置，体现出机构简单，跟踪精度高的优点，极 轴式跟踪装置机构性价比高。但同时极轴式跟踪方式原理简单，但是由于采光板的重量不 通过极轴轴线，极轴支撑的结构的设计比较困难，这是极轴式跟踪装置的缺点。
极轴式跟踪系统的运动特征，极轴式跟踪系统的主要运动是双轴跟踪的运动。首先， 极轴需要根据地球的自转角速度转动，且方向相反。我们拟定每天的日照时间为12个小 时，并且极轴每分钟转动一个角度，°。这样 就需要一个电机输出这样的一个转动，通过一套传动系统将动力送至极轴。其次，赤纬轴 需要根据赤纬角的变化转动，°，因为变化小，且不 连续，我采用电动推杆来实现这个转动。


本次设计的要求是采用电池组件，太阳能电池组件：峰值电压Vm: V,短路电流 Iso(A):5 峰瓦Wp(W):75 外型尺寸：1195x541x30(mm)，单机发电功率不小于1KM。
根据以上的设计要求选用中国天津德普所生产的太阳能电池组件。
具体参数：
开路电压V
oc
(v)
最佳工