基于视日运行轨迹的双轴太阳跟踪系统

为了提高光伏发电的效率,设计了双轴太阳能跟踪装置。本设计以ATmage16单片机作为控制芯片,在选用高精度太阳位置算法的基础上,用光敏电阻对视日跟踪进行角度微调。并且通过分析装置运行时的耗能和产能的关系,对不同时间段的跟踪次数和跟踪间隔进行优化。理论分析与实验结果表明,该方案能够准确跟踪太阳,且能有效提高太阳能的利用率。

基于Fourier拟合的光伏跟踪系统设计

[目的]为提高光伏支架的发电效率,以基于Fourier拟合算法的视日运动轨迹光伏跟踪器为研究设计对象。[方法]借助MATLAB分析了传统视日运动轨迹算法的跟踪精度情况,更进一步地在此基础上提出了精度更优的8阶傅里叶拟合视日运动轨迹跟踪算法,并结合GNSS定位技术,得出太阳实时运行轨迹。系统设计以STM32单片机作为微处理器,采用6轴加速度传感器,通过重力矢量在其轴上的投影确定光伏跟踪支架的实时倾斜度,以此二者建立跟踪支架三维运行模型,通过分析太阳光线在支架上的余弦效应即可得到电机需要运行的动作角。同时为解决晨昏时刻光伏组件间的阴影遮挡问题,系统增加逆跟踪算法。并考虑到大规模机组的应用,提出主从电机同步控制策略。[结果]傅-2里叶拟合算法拥有更高的跟踪精度,精度可达到10数量级,高于传统算法一个数量级。同时采用逆跟踪技术可节约24.3%光伏阵列用地面积,大幅提高了土地利用率。[结论]本研究采用更为精准的视日运动轨迹跟踪模型,较好地解决了太阳辐射利用的余弦效应,提升了电站的发电效率,实现了安全高效绿色能源体系的建设,促进了我国“双碳”目标的推进与达成。

《周公之琴舞》“视日”“视辰”与商周天道观之传承

《清华大学藏战国竹简》中的《周公之琴舞》和《说命下》皆有"视日""视辰"之语。其间涉及天道与人事的关系,它反映了先秦时期人们顺天时而行事的天道观。通过对"视日""视辰"意义的探讨,及《周公之琴舞》与《说命下》两种文献历时关系的审视,可见商周两代在哲学思想和政治观念方面皆有相当密切的传承关系。

基于嵌入式技术的追日随动系统设计

设计了以S3C6410A微处理器为核心控制芯片的追日随动系统,用双轴舵机作为执行机构,根据权威天文台提供的太阳轨迹参数和当地的纬度、时间信息计算出太阳的高度角和方位角,将其转换成脉冲信号控制舵机旋转,保证太阳能光伏板始终正对太阳。通过LCD触摸屏实现人机交互,并显示当前太阳高度角、方位角信息以及舵机当前的偏转状态。经过系统调试,实验结果显示该系统有着良好稳定的跟随性能,能有效提高太阳能的利用率,具有较高的实用价值。

三伸缩杆驱动的光伏板视日追踪系统设计与研究

视日追踪系统能够显著地提高光伏板接收太阳能的效率。相较于串联式,并联式视日追踪系统以其追踪精度高、功耗小和耗材少等优点在太阳能追踪中具有很大的应用潜力,但相关研究尚属起步阶段且并不能满足实际需求。基于3-RPS并联机构,提出了一种新型三伸缩杆驱动的光伏板视日追踪系统。其中,三根伸缩杆结构相同,且呈正三角形布置;每根伸缩杆的上端通过复合铰链与光伏板相连,下端通过转动铰链与基座相连;通过改变三根伸缩杆的长短驱动光伏板运动,实现对太阳的实时追踪。首先,结合太阳运动规律和3-RPS的机构性质,根据空间几何学,建立了追日过程中的相关数学模型。在此基础上,针对特定的追踪地点、日期和机构尺寸,对系统分别在夏至日和冬至日当天进行了仿真分析。进而,针对每条支链所需伸缩杆节数过多的问题,提出了动平台质心高度可动的控制策略。对于目前商业化球铰转动范围不足的问题,采用虎克铰链加转动铰链组成的复合铰链代替球铰的结构方案,同时,得到了复合铰链绕其各转动轴线的转动角度。然后,由于追日过程是一个缓慢的过程,通过建立系统的瞬时静力学模型,仿真得到了系统所需的驱动力和驱动功率,最大驱动力为164.65 N,总的最大驱动功率为2.94×10–3 W。最后,实施了系统的追日实验,验证了理论和仿真分析的正确性,同时得到了系统的追踪精度在±0.4°以内。

光伏发电双轴逐日跟踪系统设计与实现

为提高太阳能板的光电转化率,采用自动跟踪和人工调节两种模式相结合的方式,设计了一种以STC12C5A60S2单片机为控制核心的光伏发电双轴逐日跟踪系统。人工模式分为人工按键控制和无线远程控制模式;自动模式又分为光电跟踪和视日运行轨迹跟踪模式,两者通过阴晴检测电路判断阴天或者晴天。阴天时,系统利用DS1302时钟芯片结合Super Pairwise Alignment算法,计算实时太阳高度角和方位角,并通过控制步进电机,实现视日运动轨迹跟踪。晴天时,系统利用光电传感器采集的四个方向的光强差值,驱动步进电机,实现光电跟踪。实验表明:系统在混合控制策略下,受天气影响小,跟踪精确高,提高了光电转化率。

基于TMS320F2812 DSP的定日镜跟踪控制系统的设计

在传统的定日镜跟踪控制系统中,大部分采用光电跟踪法或视日运动轨迹跟踪法,这使其存在很多局限性。为了克服这些不足,将上述两种方法有机结合,采用TMS320F2812 DSP芯片为控制核心,搭建硬件开发平台,利用CCS2000软件支撑环境,实现了对定日镜的自动跟踪和控制,系统具有性能稳定,实时跟踪响应速度快的优点,具有良好的开发应用价值。

“質日”釋詁

學界往往將“質日”文書與簡帛界習稱爲“曆譜”的干支類文書進行繫聯,特别是與漢簡中的“視日”文書比附而論,從而産生“質日”與“視日”簡單混同的認識傾向。或以爲“質”爲“對質、驗證”之義,或以爲“質日”即“視日”,或以爲“質日”即“執日”。通過查考可知,“質日”之“質”當取質對、查驗之義,里耶秦簡所見“質日”可爲其證。“質日”與“視日”存在本質差异,“質”有質證之義,意在强調其可追溯性,質日内容以記事爲主,以利記録、查證;“視”有查看之義,强調其可選擇性,視日内容以擇日爲主,以示節氣、宜忌。

基于自动追光系统的太阳能非机动车智能停车装置设计

非机动车出行在国内大多城市所占比例较高,特别是校园出行,非机动车为主要交通工具。随着出行需求的不断增加,校内的非机动车数量激增,各种矛盾也逐渐显现。为优化校内非机动车停车空间、助力绿色出行、促进校园交通安全发展,文中以南京林业大学新庄校区为例,开展非机动车停放情况实地调查,针对校内自行车乱停乱放、占用公共设施区域造成的“出入难”“管理难”等问题,设计出一款绿色环保、多量存储、存取快捷且防盗的非机动车停车装置,并在数据分析的基础上,规划出该停车装置在校内的布局。该装置同样适用于城市的非机动车停车和充电等服务。

基于光电传感器的追踪系统控制策略改进

该文提出了一种基于光电传感器的追踪系统控制策略改进方法。以视日追踪系统为例,使用新的三象限位置传感器替代原有四象限传感器测向,降低了系统成本及控制难度。利用差分效果将需采集的模拟量减少到两个,分别对应水平和俯仰两个维度的控制,相比原有的控制策略,控制逻辑更为简单,实时性和可靠性也可以保证。测试表明,该系统能实现在全空域范围内的点光源跟踪,可替代现有四象限视日追踪系统。通过更换末端传感器,此改进的控制策略还可用于空间中电磁波源的追踪,无论在军事领域还是民用领域均有极大的应用价值。

基于单片机的太阳跟踪控制系统设计

传统的太阳跟踪方式多采用光电跟踪或视日运动轨迹跟踪控制方式,存在着跟踪精度低、有累积误差等缺点。为了改进对太阳的跟踪精度和消除累积误差,提高太阳能的利用率,设计了一种基于Atmega16单片机为控制核心的跟踪控制系统,采用光电跟踪和视日运动轨迹跟踪互补的控制方式。在跟踪策略上,晴天采用光电跟踪,阴天采用视日运动轨迹跟踪,实现了全方位、高精度、全天候的实时精准跟踪。试验结果表明,该控制系统工作性能稳定,实现了实时精确的太阳跟踪。

太阳能电池板自动追光系统研究

为提高太阳能的利用率,设计了一套以STC89C52单片机为控制核心的自动追光系统。系统采用光电追踪和视日运动轨迹追踪相结合的方法,通过阴晴检测电路判断晴天或阴天。晴天时利用光电传感器采集的光强偏差控制步进电机,实现光电追踪;阴天时采集时钟芯片信息利用Spencer算法计算当时当地的太阳高度角和方位角,驱动步进电机,实现视日运动轨迹追踪。实验表明,该追光系统能在不同天气状况下对太阳进行较准确追踪,能量接收效率明显提高,达到了充分利用太阳能的目的。

太阳能自动跟踪系统的设计

为了使太阳光始终垂直太阳能电池板照射,提高太阳能转化为电能的效率,设计了以STM32F103ZET6为核心,外围扩展光强采集,步进电机,GPS,液晶显示等的自动跟踪系统。LCD液晶显示屏显示相关数据,太阳光跟踪采集模块采用视日运动轨迹追踪与光电检测两种方式相互配合,GPS模块获取当地的时间日期及经纬度等信息,据此测算太阳方位角及高度角,并驱动步进电机调整太阳能板角度。测试表明系统能实现实时跟踪太阳光,工作稳定,灵活性强。

基于ARM的太阳跟踪控制系统设计

为提高跟踪式聚光光伏系统的发电效率,设计了一种基于ARM的太阳自动跟踪控制系统。系统采用视日运动与四象限传感器反馈相结合的太阳方向判断方法,同时增加了独立的光强传感器以确定是否启用跟踪系统(如阴天、雨天);论述了跟踪控制系统的机械结构及软硬件电路设计。测试结果表明,该跟踪系统功耗低、性能可靠且控制精度高(±1.5°),并可实现高精度跟踪太阳,满足了聚光光伏发电控制要求。

高精度太阳能双轴跟踪器的设计研究

随着太阳能的广泛利用,如何提高对太阳能的利用率,成为太阳能利用的焦点之一。介绍了基于二维的太阳跟踪装置的控制系统。该控制系统采用的是光电跟踪和视日跟踪的方法相结合的控制方法,运用双轴运动达到对其高度角和方位角的控制,以实现其二自由度运动。再通过建模达到一个直观的感受,为开发太阳能跟踪控制器的控制系统提供一个实验的平台,来验证控制系统的真实可靠性和现实可行性。其控制系统的工作原理是利用单片机的实时控制和五个光敏电阻来决定控制器的控制方式。当没有光照时,采用视日运动轨迹的方法计算太阳的高度角和方位角,通过单片机控制步进电动机转动;当有光照时,采用光电控制,根据东西南北四个光敏电阻的信号差值来决定步进电动机的转动,进而实现全方位、高精度的太阳能跟踪器的设计。

高精度太阳跟踪传感器研究

针对现有光伏发电过程中太阳跟踪传感器检测精度低、检测算法复杂等问题,提出了一种基于光学位置检测原理的太阳跟踪传感器方案,方案利用线性CCD检测太阳光线位置后实现传感器和太阳方向的偏差角度测量。为提高光线位置检测精度,在现有的质心算法基础上进行了算法改进,采用加权质心算法对光线中心位置进行定位。同时,为了使传感器实现从日出到日落全过程中的太阳跟踪,传感器中嵌入了依据视日运动轨迹的太阳位置计算程序。实验数据表明,传感器的检测精度可达0.1°,验证了方案的可行性和准确性。

太阳电池板智能追踪在移动基站中的应用

为提高野外移动基站太阳电池板的转化效率,采用视日运动轨迹和光敏电阻阵列追踪方式设计了太阳电池板智能追踪系统,系统主要由集中监控中心、太阳电池板控制器和传输网络组成。太阳电池板控制器采用DSP处理器TMS320F2812作为运算和控制核心,通过GPS模块获取当地的纬度和时钟信息,协调完成太阳光线角度的运算,来控制水平和垂直方向的步进电机调整太阳电池板的角度,再经过光敏电阻阵列进行微调,使太阳光与太阳电池板保持垂直。太阳电池板的输出电流、电量和角度状态等信息会通过建立的TCP/IP网络连接传输到监控中心主机上。经6个小时日照实验表明,该系统比太阳能固定电池板能量转化效率提高了10.84%,为野外的移动基站供电提供了可靠保障。

基于T-S模糊模型的太阳位置算法

为实现太阳位置跟踪以达到提高太阳能利用率的目的,提出一种基于T-S模糊模型的太阳位置算法.该算法根据在固定地点太阳高度角随时间变化的二元函数,建立高度角为输出的T-S模糊模型,通过该模型计算出太阳的位置.该模型利用三角形隶属度函数使运算量降低,并易于实现.通过使用传统算法与基于T-S模糊模型的太阳位置算法计算出的上海临港某地4天的高度角和方位角变化曲线的对比,表明该方法具有较高的精度,能够满足普通光伏系统的要求.

一种基于耦合追踪策略的太阳追踪系统设计

基于耦合的太阳追踪策略文章开发了一套单片机控制下的双轴太阳追踪系统。追踪过程中首先采用视日轨迹追踪法对太阳位置进行初步跟踪,此后依靠自主设计的光敏传感器对追踪过程进行精确调整;执行机构通过涡轮蜗杆传动及丝杠螺母传动分别实现在方向角及高度角方向对太阳的追踪,该系统可实现1度的太阳追踪精度,可为提高太阳能利用率提供有效解决方案。

基于STC15单片机的太阳能自动跟踪系统的研究

以STC15F2K60S2单片机作为控制芯片,运用视日运动轨迹追踪与光电追踪模式相结合的方法,设计了一套太阳能双轴自动跟踪控制系统。在阴天系统运行视日运动轨迹追踪模式,通过获取DS1302时钟芯片的日历数据,通过相应的算法计算这段时间的方位角和太阳高度角,单片机通过软件控制步进电机进行相应的角度的调整;在晴天系统运行光电追踪模式,通过4个光敏电阻采集的光强信号转换为电压信号来识别方位,驱动步进电机进行两个维度的角度转动,从而实现了太阳能的双轴自动跟踪。