热发电跟踪机构电路优化设计和实现.pdf

中国科学院电工研究所
硕士学位论文
碟式太阳能热发电跟踪机构电路优化设计和实现
姓名:郑飞
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:李安定
20030630
摘要为找到一种价格低廉、跟踪精度高的太阳跟踪方法,本论文研究解决了用单片机实现聚光器太阳跟踪的问题。基础上,提出了利用单片机实现跟踪的策略,设计了相应的控制系统,并对其进行了仿真研究。根掘控制系统的要求,课题选用了单片机作为核心部件,根据单片机的特点和所需实现的功能,着重完成了单片机的外围硬件电路设计和相应的软件设计。论文详细介绍了硬件电路所需完成的功能,并对应介绍了电路设计。文中还详细介绍了软件设计的思想。论文完成了目标试验板的制作、软件编程和调试工作,并利用仿真器的逻辑分析功能分析了系统的运行参数和输出波形。分析和设计的结果表明,单片机可以满足太阳跟踪控制的要求。目标试验板的逻辑分析结果表明,单片机的输出与预期结果相同。关键词:太阳跟踪,单片机,外围电路,软件论文首先分析了聚光器太阳跟踪的特点。在综合考虑聚光器太阳跟踪特点的中国科学院电工研究所硕士学位论文
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第一章引言相对于日益枯竭的化石能源来说,太阳能似乎是未来社会能源的希望所在。能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础。当前,包括我国在内的绝大多数国家都以石油、天然气和煤炭等矿物燃料为主要能源。随着矿物燃料的同益枯竭和全球环境的不断恶化,很多国家都在认真探索能源多样化的途径,积极开展新能源和可再生能源的研究丌发工作。虽然在可预见的将来,煤炭、石油、天然气等矿物燃料,仍将在世界能源结构中占有相当的比重,但人们对核能以及太阳能、风能、地热能、水力能、生物能等可持续能源资源的利用日益重视,在整个能源消耗中所占的比例正在显著地提高。据统计,世纪年代,全球煤炭和石油的发电量每年增长ィ太阳能发电每年增长达%,风力发电的年增长率更是高达%。预计在未来羖昴冢沙中茉唇芄挥肟笪锶剂舷嗫购猓佣崾笪锶剂弦煌程下的局面川。⒘康摹拔尴扌浴薄】太阳能是取之不尽的可再生能源,可利用量巨大。太阳放射的总辐射能量大约是,是极其巨大的。其中到达地球的能量高达穿过大气层到达地球表面的太阳辐射能大约为×。T诘酱锏厍虮砻娴太阳辐射能中,到达地球陆地表面的辐射能大约为×”,相当于目前全世界一年内消耗的各种能源所产生的总能量的三万五千多倍。太阳的寿命至少尚有亿年,相对于人类历史来说,太阳可源源不断供给地球能源的时间可以说是无限的。相对于常规能源的有限性,太阳能具有储量的“无限性”,取之不尽,用之不竭。这就决定了开发利用太阳能将是人类解决常规能源匮乏、枯竭的最有嬖诘钠毡樾虽然由于纬度的不同、气候条件的差异造成了太阳能辐射的不均匀,但相对于其他能源来说,太阳能对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性,⒄效途径。中国科学院电工研究所硕士学位论文
太阳能像风能、潮汐能等洁净能源~样,其开发利用时几乎不产生任何污而且在接收太阳能时不征收任何“税”,可以随地取用;。随着科技的发展以及人类开发利用太阳能的技术突破,太阳能利用的经济性将会更明显。我国地处北半球欧亚大陆的东部,土地辽阔,幅员广大。我国的国土跨度从南到北,自西至东,距离都在以上,总面积达际澜陆地总面积的ィ邮澜绲谌弧T谖夜憷ǜ蝗牡耐恋厣希凶攀址岣坏太阳能资源。全国各地太阳能总辐射量为~/產兄滴/N夜裟茏试捶岣缓捅冉戏岣坏腎,,嗟厍暝徽帐数大于舴渥芰扛哂·,面积约占全国总面积的截至年底,中国有蚨喔龃迓全国农村的和嗤蚧ü┗У.%用衩挥型ǖ纭U庑┐迓浜途用裰饕7植荚谖鞑康谋咴肚发达地区,其中相当多数是少数民族。没有电严重地制约了当地的社会和经济发展,这些地区与中东部发达地区的差距正在日益加大。这部分地区的人口分布稀疏,远离电网,缺乏水力和煤炭资源,农民的生活用电问题很难通过采用电网输电、建立水电站和火电站等常规办法来解决口在这些无电的自然乡村中,人口居住相对集中,具有丰富的太阳能资源,太阳能发电有多种方式,其中最主要的有光伏发电和太阳能热发电。太阳取用。这就为常规能源缺乏的国家和地区解决能源问题提供了美好前景。染,加之其储量的无限性。是人类理想的替代能源。玫木眯可以从两个方面看太阳能利用的经济性。一是太阳能取之不尽,用之不竭,.夜裟茏试可以通过建立独立的太阳能电站解决供电问题。几种主要的太阳能发电方式的比较能热发电又可分为塔式聚焦、槽式聚焦和碟式聚焦等三种方式。玫那褰嘈以上【。中国科学院电工研究所硕士学位论文碟式太阳能热发电跟踪机构电路优化┘坪褪迪
机发电相比较具有较强的竞争力