一種太陽(yáng)能跟蹤加熱模擬系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子器件技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種太陽(yáng)能跟蹤加熱模擬系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,提高效率進(jìn)而降低成本是維持該產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的動(dòng)力所在,扮演著重要角色。研宄表明,一年之中輻射到地球表面上的太陽(yáng)能總量與130萬(wàn)億噸煤的能量相當(dāng),太陽(yáng)能總儲(chǔ)量可以稱為當(dāng)今世界上有潛力開發(fā)的最大的能源之一??梢哉f(shuō)取之不盡,用之不竭,是真正的綠色可再生資源。但是,由于太陽(yáng)能的分散性和不穩(wěn)定性,造成了雖然輻射到地球表面的總量很大,但平均到單位量級(jí)時(shí)就顯得很小的實(shí)際問(wèn)題。為提高太陽(yáng)能裝換效率,提出了基于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)云臺(tái)的模擬太陽(yáng)能跟蹤加熱的方案,得到了較好的實(shí)驗(yàn)效果
[0003]太陽(yáng)能是一種取之不盡用之不竭的綠色能源,在當(dāng)今環(huán)境污染問(wèn)題面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)的時(shí)候,尋求一種既綠色又經(jīng)濟(jì)的方式獲得能源來(lái)緩解這一現(xiàn)狀具有很好的研宄價(jià)值,而眾多綠色能源中,太陽(yáng)能前景最大,市場(chǎng)最大。
[0004]隨著太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,提高效率進(jìn)而降低成本是維持該產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的動(dòng)力所在,在現(xiàn)代科研中扮演著重要角色。為解決光電轉(zhuǎn)換效率過(guò)低這一現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,本課題通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了一套模擬太陽(yáng)能跟蹤加熱系統(tǒng),利用平面反光鏡將光線反射至光接收器上,隨著光源的移動(dòng)變換使反射后的光線始終能照射到光接收器上。這樣,光接收器上就能得到一個(gè)恒定的光照強(qiáng)度,如果增加平面反光鏡數(shù)量,將不同位置的光聚集到光接收器上,那么光接收器得到的能量就大大增加了。傳統(tǒng)的太陽(yáng)能光伏發(fā)電或光熱發(fā)電采用直接安裝電池板等集光器件,將收集到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽@種方式由于光照強(qiáng)度分散與不穩(wěn)定的影響使得光電轉(zhuǎn)換效率一般較低,而通過(guò)太陽(yáng)能跟蹤的方案能更多的收集到太陽(yáng)能,提高單位面積上光照的強(qiáng)度,從而提高光電轉(zhuǎn)換效率。
[0005]與傳統(tǒng)的太陽(yáng)能光熱、光電轉(zhuǎn)換收集相比,模擬太陽(yáng)能加熱系統(tǒng)方案主要存在以下優(yōu)勢(shì):
[0006]①能最大限度的收集更多太陽(yáng)能輻射量,提高光熱、光電轉(zhuǎn)換器的輸出功率。
[0007]②能提高光熱、光電轉(zhuǎn)換器的日照時(shí)數(shù),增加系統(tǒng)工作時(shí)間,提高轉(zhuǎn)換效率。
[0008]③成本低廉,使用光敏電阻就能得到精確的跟蹤效果,得到理想的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0009]④克服了太陽(yáng)光的不穩(wěn)定性和分散性問(wèn)題,減小了跟蹤系統(tǒng)誤判的可能。
[0010]⑤避免了固定安裝太陽(yáng)能接收器帶來(lái)的不靈活性,在能接收到平面反光鏡反射的太陽(yáng)光能量的前提下,安裝方式靈活多變。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種太陽(yáng)能跟蹤加熱模擬系統(tǒng),解決了傳統(tǒng)的太陽(yáng)能光伏發(fā)電或光熱發(fā)電采用直接安裝電池板等集光器件,將收集到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽@種方式由于光照強(qiáng)度分散與不穩(wěn)定的影響使得光電轉(zhuǎn)換效率一般較低的問(wèn)題。
[0012]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案包括模擬光源,模擬光源照射平面反光鏡,平面反光鏡將光線反射給光敏電阻模塊,光敏電阻模塊上搭載8個(gè)光敏電阻,8個(gè)光敏電阻構(gòu)成一個(gè)方形、分別位于方形的四個(gè)頂點(diǎn)和四條邊的中點(diǎn),光敏電阻模塊通過(guò)信號(hào)放大模塊連接單片機(jī),放大信號(hào)通過(guò)單片機(jī)自帶的AD轉(zhuǎn)換功能將采集到的光信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào),單片機(jī)連接按鍵控制模塊,通過(guò)按鍵控制模塊進(jìn)行初始化設(shè)置,單片機(jī)連接顯示模塊,單片機(jī)通過(guò)仰角驅(qū)動(dòng)模塊連接第一電機(jī),單片機(jī)通過(guò)水平驅(qū)動(dòng)模塊連接第二電機(jī),第一電機(jī)和第二電機(jī)控制云臺(tái)運(yùn)動(dòng),平面反光鏡安裝在云臺(tái)上;電源模塊給上述各模塊供電;單片機(jī)通過(guò)對(duì)光敏電阻信號(hào)的判斷,從而控制第一電機(jī)和第二電機(jī)的正反轉(zhuǎn),從而調(diào)整云臺(tái)方向。
[0013]進(jìn)一步,所述云臺(tái)兩端分別放置了一個(gè)霍爾元件,作為白晝標(biāo)志位。
[0014]進(jìn)一步,所述單片機(jī)型號(hào)為STC12C5A60S2 ;所述第一電機(jī)和第二電機(jī)為步進(jìn)電機(jī),步進(jìn)電機(jī)使用芯片L298N驅(qū)動(dòng)。
[0015]進(jìn)一步,所述電源模塊使用LM2596集成穩(wěn)壓芯片。
[0016]進(jìn)一步,所述單片機(jī)通過(guò)對(duì)光敏電阻信號(hào)的判斷方法為采用對(duì)角線上光敏電阻的差值作為反饋量,其計(jì)算公式為=An-Alri= Value,其中An,Alri互為對(duì)角線上電壓的值,value為差值,作為控制量,使用冒泡算法計(jì)算出Value的最大值,確保該方向上的最大偏移量,判斷該差值的正負(fù),如果為正,該電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),否則逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0017]本發(fā)明的有益效果是能跟蹤的方案能更多的收集到太陽(yáng)能,提高單位面積上光照的強(qiáng)度,從而提高光電轉(zhuǎn)換效率。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明太陽(yáng)能跟蹤加熱模擬系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中,1.模擬光源,2.平面反光鏡,3.光敏電阻模塊,4.信號(hào)放大模塊,5.單片機(jī),6.按鍵控制模塊,7.顯示模塊,8.仰角驅(qū)動(dòng)模塊,9.第一電機(jī),10.水平驅(qū)動(dòng)模塊,11.第二電機(jī),12.云臺(tái),13.電源模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]本發(fā)明系統(tǒng)如圖1所示,包括模擬光源1,模擬光源照射平面反光鏡2,平面反光鏡2將光線反射給光敏電阻模塊3,光敏電阻模塊3上搭載8個(gè)光敏電阻,8個(gè)光敏電阻構(gòu)成一個(gè)方形、分別位于方形的四個(gè)頂點(diǎn)和四條邊的中點(diǎn),光敏電阻模塊3通過(guò)信號(hào)放大模塊4連接單片機(jī)5,放大信號(hào)通過(guò)單片機(jī)5自帶的AD轉(zhuǎn)換功能將采集到的光信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào),單片機(jī)5連接按鍵控制模塊6,通過(guò)按鍵控制模塊6進(jìn)行初始化設(shè)置,單片機(jī)5連接顯示模塊7,單片機(jī)5通過(guò)仰角驅(qū)動(dòng)模塊8連接第一電機(jī)9,單片機(jī)5通過(guò)水平驅(qū)動(dòng)模塊10連接第二電機(jī)11,第一電機(jī)9和第二電機(jī)11控制云臺(tái)12運(yùn)動(dòng),平面反光鏡2安裝在云臺(tái)12上;電源模塊13給上述各模塊供電。云臺(tái)12兩端分別放置了一個(gè)霍爾元件,作為白晝標(biāo)志位。
[0022]本發(fā)明系統(tǒng)中,單片機(jī)I型號(hào)為STC12C5A60S2。第一電機(jī)9和第二電機(jī)11為步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)使用芯片L298N驅(qū)動(dòng)。L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片采用15腳封裝,內(nèi)含兩