国外太阳能跟踪器方案

太阳能跟踪器摘要太阳能跟踪队成立于2005年秋季，设计团队由五名队员组成，我们还负责与智能家居的联络工作。我们的太阳能跟踪小组继续以前的工作，现在的任务是设计一个新的跟踪装置，因为太阳光的方向是变化的，所以要最大限度地使太阳能电池板向着太阳。实施这种跟踪，可以大大提高太阳能电池板工作效率，并且使太阳能电池板用来提供智能家居。本报告审查过程中设计和建造的样机以及所得到经验和遇到的问题激励我们继续这一项目。一、导言改变太阳能电池板的角度，这样能使太阳能电池板充分利用太阳能。这是通过旋转面板始终垂直于太阳的入射角实现的。初步测试后，这个过程可以提高太阳能发电系统50％的工作效率。这些测试结果说明这是一个很有吸引力的研究，加强了现有的太阳能发电系统。其目标是建立一个跟踪机，完成太阳能跟踪，并实现最高的效率。其终极目标是本项目要符合成本效益，那也就是说随着时间的推移将大大降低发展跟踪机的成本。除了上述功能目标，智能家居还为我们的项目提出了以下的其他目标：必须不吸取外部电源（自我维持），必须美观，而且还要能防水。我们设计的太阳能跟踪器包括三个组成部分：结构，传感器和驱动系统。每个都被仔细审查和检测，实行跟踪。先前的太阳能跟踪小组设计的框架是一个铝棱柱形框架。它采用了一种'格'设计并且旋转轴在中间，与方形电池板底部相连的是一个用来支撑集热板的平台。该框架本身有一个角度，此角度的度数由小组对当地实际情况调查而定，其旋转的轨道是系统随太阳从东到西转动，这一过程在白天进行。该传感器系统设计采用了两个小型太阳能电池板作为跟踪机的采集板。这些传感器面板采用垂直的反光镜相连接，除非反光镜接收不到任何太阳光，不然它会遮挡其中一个面板，而另外一个能够接收到太阳光。我们的传感器依靠这种差异继续研究，结果两种差异很大的面板都能驱动电机跟踪的方向，直到反光镜子再次得不到任何阳光，而此时双方的太阳能板对传感器能得到同等阳光。所有我们拭目以待。我们认为以往用于跟踪直接驱动系统是很容易在跟踪时失败。所以我们设计了一个带系统，系统的一端是一个马达，具有传动皮带轮和输出的功能。电机旋转传动皮带，然后旋转滑轮上的轮轴。这个系统简单，易于拆解，所以很容易根据需要将传动做进一步的改进和优化。正如任何设计过程中都会遇到问题。我们遇到的首要的问题是天气恶劣而否认我们宝贵的测试时间。尽管遇到挫折，我们相信，这样的设计与原型是非常有价值的。在我们的测试中，我们已经消除了许多重复的问题，使今后的工作和该项目的研究更为顺利。我们也已将我们的样机做跟踪太阳的演示，在没有任何外部辅助下，我们能让跟踪器依靠自己的能量旋转和停止，演示过程中没有任何援助。联合国向我们提出的智能家居的主要目标是：在今后的发展中将这项技术推广到普通家庭。所以我们相信我们研究一定能使太阳能跟踪向前迈一步。二、问题设定该项目完成了太阳能跟踪器设计阶段的任务，以用于智能家居。而团队组成后，成员完成高级程序设计，客户可以为这个项目进行内部设计。值得提一下的是，杰夫泰森代表智能家居与我们进行联系和沟通，以及聪明的众议院领导人也认同我们的研究。在我们的第一次会议上，杰夫和汤姆确定了以下目标：a白天追踪太阳b不使用任何外部电源c不受天气影响d符合成本效益e必须外观好看f太阳能电池板大众化即能够适用于不同类型的面板根据这些目标，我们构建了质量功能配置图。此图可以发现，其主要关注的领域可能有以下几个：面板数量，面板尺寸，内部电源要求，电动机的扭矩要求。在我们的第一次会议上，我们设定了我们这一阶段的目标：做出一个工作原型，能够跟踪太阳。这也是完成该项目的主要标准，但我们很快发现要做到这一点，我们将被迫省略部分的设计，他们希望工作列其后，这将导致在优化平台空间时是不是屋顶无关重要？我们的目标是要有一个平台上的轨道，它也说明了为了稳定或需要，我们的原型需要测试。我们开始有一个想法，这一想法从无到有，就是有可能使用帧，舍弃最初的设想即采用REV1设计方案或采用转动原型方案，我们的设计图见附件B，以应付与杰夫每周一次的会议，以确保我们在设计时能够满足他们的需要。杰夫也将会见汤姆，总之与智能家居的会议每周至少一次，以使每个人都能在同一高度上。从我们的目标开始，我们着手对这一进程的进行构想。三、观念和研究测试此配置，使电机在一个方向停下时，传感面板几乎垂直于太阳，如果太阳扭转了方向，同时面板旋转过去保持与太阳光的垂直。我们调整角度范围，要使电动机停止时误差要非常小。也有人指出，面板旋转稍近垂直时，电机不再工作。这个错误可能是由于二个传感小组的结合。测试时，我们发现其中一个小组阻力是52kω，其他小组的阻力为53kω。再进行深一步测试，发现电压和电流提供传感太阳能电池板向着太阳，在各点上以保持一致，但不包括当太阳能电池板直接面向太阳时。通过其中一个调查小组试验结果表明，阻力可能需要加以补充，以弥补分歧，在内部电阻的个体面板上稳压器需要加以补充，以减少电压误差而出现马达转动。我们最初的原型测试发现因为它的工程延误所造成的崩溃，所以原发动机是容易失败的。这导致了该机构的滑轮和皮带驱动系统出现故障，并且将允许故障或延误继续。我们的太阳能跟踪器的设计初步测试和原型证明了我们的成效。七、结论整个项目中，我们邀请了多种专家（即我和EE教授，以前智能家居队）。早在前面说过，必须明确定义问题，是至关重要的，这是提高设计的效率和进展情况所必需的。我们的奋斗让我们得到了最初的一个跟踪装置试图设计，这是不同于以往太阳能需求者的企图，但无充分权衡利弊大小，决定利用现有的框架，他们的投资和优势为我们的目的提供了帮助。我们了解到，进行部分的设计是关键，尤其是当在初始阶段的原型设计中。几经周折，在测试太阳能电池板时我们才知道，由于不可预测性天气，太阳能电板工作需要很多的时间去测试是否与太阳垂直有关。实际执行的使用原