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太阳能跟踪设备简介

太阳能跟踪系统

导言:

    21世纪是太阳能时代。在未来的几十年中,人类基本可以实现100%的可再生能源供电。不需要再过度依赖石油、天然气及铀。在现有的能源载体中,太阳可提供的能量源是巨大的。与此同时,太阳能开发利用的潜力也是相当巨大的。据统计,全世界人们一年所使用的能量总和相当于太阳辐射到地球能量的数万分之一。在化石能源即将枯竭的未来,在未来能源方面,太阳能给人们带来了新的生机。

 

介绍:

太阳能跟踪系统是光热和光伏发电过程中,最优化太阳光使用,提高了太阳能的使用率,达到提高光电转换效率的机械及电控单元系统,包括:电机、蜗轮蜗杆、传感器系统等。

太阳在一天中不断改变位置,这造成太阳能存在着密度低、间歇性的特点,且光照方向角度随时间不断变化。传统的太阳能电池板固定在一个角度,不能时刻工作在最大效率处,而采用太阳能跟踪系统的太阳能电池板在功率保持一定的情况下可以提高太阳能的利用率。

在太阳能光伏应用方面:保持太阳能电池板随时正对太阳,让太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板的动力装置,采用太阳能跟踪系统能显著提高太阳能光伏组件的发电效率。

传感器:由于太阳光的变化因素较多,所以两种控制器很难使太阳能接收装置持续跟踪太阳。使用四个相同的光敏电阻分别置于太阳光接收器的四个方位,负责检测这四个方向的光源强度。此优点在于控制较精确且电路比较容易实现。

双轴跟踪:双轴跟踪是一种全方位的跟踪技术,它弥补了单轴跟踪的不足之处,目前视日运动轨迹的双轴跟踪主要分为两种方式:极轴跟踪方式,高一度方位角太阳轨迹跟踪方式。

光电自动跟踪:光电跟踪技术是利用光信号强度的变化转化成电信号大小的变化,这种变化差异作为一种感知输入来控制跟踪装置跟踪太阳的一种技术。光电跟踪是通过光传感元件如光敏电阻、硅光电管等来接收太阳光,由于太阳运动,造成太阳光入射角度的变化,这样通过多个相同类型的光传感器辐射到不同方位,使得传感器之间产生偏差信号值,此信号经过放大后,输入到控制系统单元,控制单元计算位置偏差值,然后控制跟踪系统驱动装置调整电池阵列位置保持它与太阳光垂直。这种方式的 有点时跟踪精准度高,受机械偏差影响小。

跟踪系统设计:在太阳光的采集过程中,为了能够最大效率地采集太阳光,要求太阳能板始终与太阳保持一个最佳角度,因此必须跟踪太阳。常见的跟踪控制系统,按照被控制量对控制量是否存在反馈可分为闭环、开环和混合控制方式。闭环控制能够通过反馈来消除误差,但感光元件在稍长时间段内接受不到太阳光会到时跟踪系统的失效,甚至会引起执行机构的误动作;开环跟踪虽然在任何天气下都可以正常工作,但是在跟踪过程中产生的雷击误差并不能消除;混合控制的方式结合了两者并克服的两者的缺点,能够得到最佳的控制效果。

 

工作状态:

    1、自动跟踪。常态(好天气情况)下的对日跟踪状态;

2、间歇式记忆跟踪。若一天中有一段时间为非晴天时,该系统将甄别为不适宜跟踪,整个系统便处于暂停状态。待光线和跟踪条件适宜时,系统会有一个快速跟踪指令,使跟踪仪大致跟踪太阳。之后,系统将会进行调整,完成精细跟踪;

3、自动归位。日落后,系统会自动进入休眠状态,并自动回归到太阳升起的方位,第二天再自动进入新一轮的运转;

4、分开控制。选用了两个细分驱动器来分别控制两个方位的步进电机,细分驱动器既可以使得步距角更小也可以使得步进电机获得合适的驱动能力;

5、低压检测处理。可以保证系统在电压过低或断电一段时间后,电源又恢复正常供电状态时,系统可以进行快速调整,以保证供电恢复时跟踪系统可以在很短的时间呃逆对准太阳光线。

 

应用领域:

    1、光伏领域的光伏发电系统

2、光热领域的抛物面跟踪(如太阳灶、高温太阳能采暖、太阳能热化工等)

3、调养能槽式集热

4、太阳能塔式热电等

 

优点

    可以让太阳能利用装置在任何纬度,任何时间都能够迅速调整到最佳采光角度,而其所需要的材料非常简单和廉价,其相应的电路也十分简单,只要是具有基本电气知识的人,都能够设计并安装这样的电路,使用太阳能跟踪系统能够使太阳能的利用产品的成本大幅度降低,使聚光型太阳能热水器这类产品具有经济可行西,其他的聚光型太阳能产品也能够投入商业使用。