太陽能開題報告

1、單向太陽能發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計一課題的目的及研究意義.課題的目的及意義常規(guī)化石燃料的無節(jié)制使用和二十世紀七十年代發(fā)生的兩次石油危機，使得人們越來越清醒地認識到化石燃料資源遲早會枯竭耗盡。根據(jù)我國現(xiàn)已探明可開采的化石能源儲量的統(tǒng)計和使用這些能源的速度，可以預(yù)計，煤可以應(yīng)用的時間約為54-81年，石油為15-20年，天然氣的時間28-58年，核燃料使用的時間也不會超過百年，前一個數(shù)字是預(yù)測的估計，后一個數(shù)字是保守的估計。因此找到一條可持續(xù)發(fā)展的包括太陽能在內(nèi)的可再生能源等的新出路，將是我們避免人類能源短缺與枯竭的緊迫任務(wù)。八十年代人們進一步認識到，化石燃料對環(huán)境的嚴重污染所導(dǎo)致的生態(tài)破壞、地球溫室效應(yīng)等

2、正日趨嚴重地威脅著人類的生存。能源短缺和環(huán)境污染是當前經(jīng)濟發(fā)展面臨的兩大問題，制約著經(jīng)濟和社會的發(fā)展。自20世紀50年代太陽能電池的空間應(yīng)用到如今的太陽能光伏集成建筑，世界光伏工業(yè)已經(jīng)走過了近半個世紀的歷史。由于太陽能資源分布相對廣泛、蘊藏豐富，光伏發(fā)電系統(tǒng)具有清潔、安全、壽命長以及維護量小等諸多優(yōu)點，光伏發(fā)電被認為將是21世紀最重要、最具活力的新能源。在世界各國尤其是美、日、德等發(fā)達國家先后發(fā)起的大規(guī)模國家光伏發(fā)展計劃和太陽能屋頂計劃的刺激和推動下，光伏工業(yè)近幾年保持著年均30%以上的高速增長。其中，以光伏集成建筑為核心的光伏并網(wǎng)發(fā)電市場己經(jīng)超過離網(wǎng)應(yīng)用，近幾年的增長速度都在40%以上，成為

3、世界光伏工業(yè)的最主要發(fā)動機。并網(wǎng)光伏發(fā)電已經(jīng)成為光伏發(fā)電領(lǐng)域研究和發(fā)展的最新亮點。八十年代人們進一步認識到，化石燃料對環(huán)境的嚴重污染所導(dǎo)致的生態(tài)破壞、地球溫室效應(yīng)等正日趨嚴重地威脅著人類的生存。能源短缺和環(huán)境污染是當前經(jīng)濟發(fā)展面臨的兩大問題，制約著經(jīng)濟和社會的發(fā)展。太陽能作為新能源和可再生能源的一種，是取之不盡、用之不竭的潔凈能源。開發(fā)利用太陽能，對于節(jié)約常規(guī)能源、保護自然環(huán)境、促進經(jīng)濟發(fā)展和提高人民生活都有極為重要的意義。.國內(nèi)的研究現(xiàn)狀分析由于我國光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電技術(shù)的研究仍然處于起步階段，技術(shù)水平相對國外還有一定差距。就并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心技術(shù)并網(wǎng)型逆變器而言，合肥工業(yè)大學(xué)能

4、源研究所、燕山大學(xué)、上海交通大學(xué)、中國科學(xué)院電工研究所等科研單位和大學(xué)在這一方面進行了相關(guān)的研究，并且在“九五”、“十五”期間，國家科技部投入相當數(shù)額的經(jīng)費進行開發(fā)工作。除此之外，北京索英電氣技術(shù)有限公司和合肥陽光電源有限公司也在推出了適合并網(wǎng)光伏系統(tǒng)用的逆變器。北京索英電氣技術(shù)有限公司的三相光伏并網(wǎng)逆變器，采用日本的智能功率模塊ipm作為主回路功率器件，運用該公司先進的并網(wǎng)控制技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡單、效率高、性能優(yōu)良、電磁干擾小和安全可靠等優(yōu)點。全新的的全數(shù)字化dsp控制，簡化控制回路，提高了系統(tǒng)控制性能。多項先進的并網(wǎng)發(fā)電控制技術(shù)，保證向電網(wǎng)優(yōu)質(zhì)送電，還能夠追蹤太陽能電池板的最大功率點，檢測電

5、網(wǎng)的狀態(tài)，并實現(xiàn)對電網(wǎng)供電質(zhì)量的調(diào)節(jié)。合肥陽光的正弦波并網(wǎng)充放電裝置雖不是專門為并網(wǎng)光伏設(shè)計，但是也可應(yīng)用在并網(wǎng)光伏系統(tǒng)中。從這兩種成熟的市場產(chǎn)品可以看出，國內(nèi)對并網(wǎng)光伏逆變器的研究比較多的采用最大功率跟蹤和逆變部分相分離的兩級能量變換結(jié)構(gòu)，而且市場產(chǎn)品的種類還相對單一，系統(tǒng)構(gòu)建死板。并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)在我國還沒有真正地投入商業(yè)化運行的應(yīng)用，目前所建并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)都為示范工程。并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心并網(wǎng)型逆變器還主要依賴進口或者合作研究的方式獲得，導(dǎo)致并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)的造價升高、依賴性強，從而制約了并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)在國內(nèi)市場的發(fā)展和推廣。因此掌握并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)的核心并網(wǎng)型逆變器技術(shù)對推廣并網(wǎng)型光

6、伏系統(tǒng)有著至關(guān)重要的作用。.國外的研究現(xiàn)狀分析國外并網(wǎng)型逆變器已經(jīng)是一種比較成熟的市場產(chǎn)品，例如在歐洲光伏專用逆變器市場中就有sma,fronius,sputnik,sunpower和西門子等眾多的公司具有市場化的產(chǎn)品，其中sma在歐洲市場中占有的50%的份額。除歐洲外，美國、加拿大、澳大利亞、新西蘭以及亞洲的日本在并網(wǎng)型逆變器方面也都己經(jīng)產(chǎn)品化。以sma和西門子為例介紹目前光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)用逆變器的發(fā)展情況。sma光伏并網(wǎng)逆變器目前具有三大系列產(chǎn)品:支路逆變器、集中逆變器和多支路逆變器，其中以swr和sb兩個系列應(yīng)用最為廣泛。該產(chǎn)品具有如下特點:高效率、高功率因數(shù)、低thd;基于微處理器的自

7、動功率點調(diào)節(jié)，即:基于軟件實現(xiàn)的最大功率跟蹤:根據(jù)電網(wǎng)情況調(diào)制工作狀態(tài)，工作狀態(tài)自動切換;通過led顯示主要工作狀態(tài);故障自診斷;測量數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)通過總線傳輸至pc機:多臺逆變器可以任意組合構(gòu)建系統(tǒng)，使系統(tǒng)設(shè)計更加簡便、擴展更加方便。多支路逆變器是sma最新推出的產(chǎn)品，該產(chǎn)品采用最大功率跟蹤和并網(wǎng)逆變兩級能量變換結(jié)構(gòu)，多個不同支路共用同一個逆變環(huán)節(jié)，中間設(shè)置有內(nèi)部直流母線，可以使系統(tǒng)的靈活性大為提高;輸出端無工頻變壓器隔離，采用最新的電網(wǎng)阻抗檢測和交、直流剩余電流檢測來實現(xiàn)有效保護。與sma相比較，西門子并網(wǎng)光伏逆變器則采用主從式構(gòu)建系統(tǒng)，由主逆變器和若干個從逆變器來組建用戶要求容量的并網(wǎng)光

8、伏系統(tǒng)，靈活性和系統(tǒng)擴展等均沒有sma的強。西門子sitopsolar主要分為隔離和非隔離兩種支路逆變器，兩級能量變換，最大功率跟蹤和逆變部分集成在一個機箱內(nèi);功率因數(shù)高;基本單級式并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)用逆變器的研究數(shù)據(jù)本地集中顯示;實時發(fā)電電能顯示;rs232串口連接pc或者調(diào)制器:能夠外接輻射計和組件溫度傳感器。除sma和西門子外，美國的xantrex的suntiexr系列并網(wǎng)逆變器也是根據(jù)光伏市場需要推出的產(chǎn)品，系列覆蓋了中、大功率范圍，也可將多臺中功率的逆變器并聯(lián)構(gòu)成系統(tǒng)，而且逆變器中也集成了最大功率跟蹤環(huán)節(jié)。綜上所述，目前國外光伏并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品的研發(fā)主要集中在最大功率跟蹤和逆變環(huán)節(jié)集成

9、的單級能量變換上，功率主要為幾百瓦到五千瓦的范圍，控制電路主要采用數(shù)字控制，注重系統(tǒng)的安全性、可靠性和擴展性，均具有各種完善的保護電路。二、理論依據(jù)、設(shè)計任務(wù)、技術(shù)方案及進度安排.理論依據(jù)：太陽能發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池（組）組成。如輸出電源為交流220v或110v，還需要配置逆變器。各部分的作用為：（一）太陽能電池板：太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載篇二：光伏發(fā)電畢業(yè)設(shè)計開題報告西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告2、題目難度分為：a、b、c、d四個等級。3、

10、綜合訓(xùn)練程度分為：a、b、c三個等級。篇三：畢業(yè)設(shè)計太陽能風光互補發(fā)電系統(tǒng)開題報告畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告篇四：雙軸太陽能跟蹤裝置開題報告雙軸太陽能跟蹤裝置開題報告班級（學(xué)號）：姓名：指導(dǎo)老師：一綜述研究意義依照現(xiàn)今的人類社會發(fā)展現(xiàn)狀來看，盡管現(xiàn)在科學(xué)家們正在試圖普及各類新能源，但目前人類能夠廉價獲取和使用的，并且有足夠高的能源小效率的，依舊是化石燃料。但是，隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，進入21世紀以來，各國對能源的消耗與日俱增，一個嚴重的問題也接踵而至，即能源短缺已成為人類社會面臨的一個非常重大的挑戰(zhàn)。作為世界主要能源的石油，其價格居高不下。雖然人類的科學(xué)技術(shù)正在高速發(fā)展，但面對石油這些不可再生性的

11、資源，必須在其耗盡之前尋找到替代能源，否則未來世界將會因此而爆發(fā)能源危機。資料表明，按照現(xiàn)在已經(jīng)探明的儲量及開采速度，到21世紀80年代，石油、天然氣資源將枯竭。到22世紀20年代，煤資源也將被耗盡。即使是以鈾為燃料的核電，拋開價格、政治、泄露等方面的危險因素不談，也存在資源短缺的問題，已探明儲量的鈾礦資源將在2030年前開采完。為解決我國能源短缺問題，太陽能發(fā)電將在中國未來的電力供應(yīng)中扮演重要的角色。我國政府在可再生能源長期規(guī)劃提出，太陽能光伏發(fā)電裝機容量發(fā)展到2010年的450mwp,更有樂觀預(yù)計實際會達到600mwp。而2005年，全國太陽能發(fā)電裝機容量僅為6.5mwp,這就意味著在未來

12、的幾年內(nèi)，中國太陽能裝機容量的復(fù)合增長率將會高達38%以上。根據(jù)電力科學(xué)院的預(yù)測，到2050年中國可再生能源發(fā)電將占到全國總電力裝機的25%，其中光伏發(fā)電占到5%。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)（約占4%）以及太陽能商品及其它（約占9%）。從地理位置上看，我國太陽能資源非常豐富，理論儲量達每年17000億噸標準煤。我國大多數(shù)地區(qū)年平均日輻射量在每平方米4千瓦時以上，西藏日輻射量最高達每平米7千瓦時。年日照時數(shù)大于2000小時。與同緯度的美國相近，比歐洲、日本優(yōu)越得多，因而有巨大的開發(fā)潛能。近20年來，中國光伏產(chǎn)業(yè)長期維持在全球市場1%左右的份額。2003、2004年中國太陽電池組件的生產(chǎn)量有了大幅度增長，2

13、003年達1.2萬千瓦，約占世界份額的2.2%，2004年達3.5萬千瓦，約占3%。國內(nèi)太陽能電池產(chǎn)業(yè)主要應(yīng)用在通信和工業(yè)領(lǐng)域（約占36%）、農(nóng)村和邊遠地區(qū)領(lǐng)域（約占51%）。由此可見，面對日益嚴重的能源危機，根本出路在于盡快從采用煤石能轉(zhuǎn)而采用太陽能，即從地下能時代轉(zhuǎn)向天上能時代，或稱太陽能時代。太陽能比起煤石能具有眾多優(yōu)點，具有不斷再生性，能源分布范圍廣泛，安全，無污染，可謂取之不盡，用之不竭，能夠全面保護自然平衡與氣候溫度平衡，便于開發(fā)與使用等。太陽能每秒鐘到達地面的能量高達80萬千瓦，假如把地球表面0.1%的太陽能轉(zhuǎn)為電能，轉(zhuǎn)變率5%,每年發(fā)電量可達5.6X1012千瓦小時，相當于目前

14、世界上能耗的40倍。因此，太陽能等可再生能源產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步及世界各國政府支持已使可再生能源行業(yè)爆發(fā)式發(fā)展。根據(jù)歐洲、日本等能源機構(gòu)預(yù)測，2020年，光伏發(fā)電將占到全球發(fā)電量的1，2040年將占到全球發(fā)電量的21，2050年左右，太陽能將成為全球主力替代能源。研究的現(xiàn)狀國際技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀光伏發(fā)電是通過太陽能電池實現(xiàn)光電直接轉(zhuǎn)換的過程，是太陽能開發(fā)利用的重要途徑之一，在世界范圍內(nèi)受到高度重視。在光伏電池及制造技術(shù)方面，晶體硅光伏電池是目前國際光伏市場上的主流產(chǎn)品，占世界光伏電池產(chǎn)量的80以上，預(yù)計在相當一段時期內(nèi)晶體硅光伏電池仍為主角，并將向高效率、低成本和薄片化方向發(fā)展。降低硅材料的生產(chǎn)費用是降低

15、光伏電池成本的關(guān)鍵。多晶硅光伏電池比單晶硅光伏電池的材料成本低，是世界各國競相開發(fā)的重點，它的研究熱點包括：開發(fā)太陽級多晶硅生產(chǎn)技術(shù)、開發(fā)快速摻雜和表面處理技術(shù)、提高硅片質(zhì)量、研究連續(xù)和快速的布線工藝、多晶硅電池表面織構(gòu)化技術(shù)和薄片化、高效花電池工藝技術(shù)等，以進一步降低成本。非晶硅電池仍處在發(fā)展之中，每年的新增產(chǎn)量在10mw以上。從降低成本角度講，薄膜電池大大節(jié)省了昂貴的半導(dǎo)體材料，具有大幅度降低成本的潛力，因而也是當前國際研究開發(fā)的主要方向之一。國際上已經(jīng)開發(fā)出電池效率在15%以上、組件效率10%以上和系統(tǒng)效率8%以上、使用壽命超過15年的薄膜電池工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。目前已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和正在實現(xiàn)產(chǎn)

16、業(yè)化的有多晶化合物半導(dǎo)體薄膜電池（包括碲化鎘、銅銦硒等）、非晶硅薄膜電池，多晶硅薄膜電池也很有發(fā)展前景，但目前尚處于市場化的探索階段。國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀經(jīng)過多年積累，我國在光伏發(fā)電技術(shù)研發(fā)工作上先后通過863計劃、攻關(guān)計劃安排，開展了晶體硅高效電池、非晶硅薄膜電池、碲化鎘和銅銦硒薄膜電池、多晶硅薄膜電池以及應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)的研究。特別是十五期間，國家通過科技攻關(guān)和863計劃安排支持了一批提高現(xiàn)有裝備生產(chǎn)能力的項目，大幅度提高了光伏發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的水平，大大縮短了光伏發(fā)電制造業(yè)與國際水平的差距。特別是無錫尚德，通過國家十五科技攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化扶持，2005年的生產(chǎn)能力達到了150mw,躋身世

17、界五強，其組建效率達到16%以上，也處于世界先進水平。通過國家十五科技攻關(guān)計劃，還支持了深圳拓日等企業(yè)進行非晶硅薄膜電池電池的規(guī)模化生產(chǎn)，生產(chǎn)能力達到了10mw,使得我國成為世界非晶硅薄膜電池主要供應(yīng)商之一。止匕外，通過973、863等高技術(shù)計劃的支持，我國在碲化鎘和銅銦硒薄膜電池、敏化太陽能薄膜電池、多晶硅薄膜電池以及應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)的研究方面有重大的進展或突破。其中碲化鎘和銅銦硒薄膜電池小型電池組件的效率達到了7%以上，由國際水平相接近，可望在2006年底之前形成小批量的生產(chǎn)能力，為十一五規(guī)?；a(chǎn)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。在應(yīng)用技術(shù)方面，國家十五期間安排了屋頂并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)、高壓并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)科技攻

18、關(guān)，建成一批10-50kw的屋頂系統(tǒng)，分別在深圳建成了1級低壓并網(wǎng)光伏發(fā)電站一座和拉薩建成了100kw的高壓并網(wǎng)發(fā)電站一座，在光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)方面有了堅實的技術(shù)積累，為2010年和2020年屋頂光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)和沙漠電站技術(shù)的規(guī)模化發(fā)展積累了經(jīng)驗。已有成果現(xiàn)有的太陽能跟蹤裝置大體上有四種。他們分別是壓差式太陽能跟蹤器，控放式太陽跟蹤器，光電式太陽跟蹤器，視日運動軌跡跟蹤。壓差式太陽能跟蹤器當入射太陽光發(fā)生偏斜時，密閉容器的兩側(cè)受光面積不同，會產(chǎn)生壓力差，在壓力的作用下，跟蹤器重新對準太陽。根據(jù)密閉容器內(nèi)所裝介質(zhì)的不同，可分為重力差式，氣壓差式和液壓式。該機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，制作費用低，純機械控制，不

19、需電子控制部分及外接電源。但只能用于單軸跟蹤，精度很低。控放式太陽跟蹤器在太陽能接收器的西側(cè)放置一偏重，作為太陽光接收器向西的轉(zhuǎn)動力，并利用控放式自動跟隨裝置對匕動力的釋放加以控制，慢慢釋放匕轉(zhuǎn)動力，使太陽光接收器向西偏轉(zhuǎn)運動。該機構(gòu)成本低廉，純機械控制，不需電子控制部分及外接電源。但是該機構(gòu)不能自動復(fù)位，不能滿足晝夜更替之后的跟蹤需求，除非另外加復(fù)位機構(gòu)；而且該跟蹤器只能用于單軸跟蹤，精度低。光電式太陽跟蹤器一種利用光作用使半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率顯著變化的光敏傳感器，常見的光電器件有光電池、光敏二極管和光敏三極管。目前國內(nèi)常用的光電跟蹤器有重力式、電磁式和電動式，這些光電跟蹤裝置都使用光敏傳感器

20、。通常在這些裝置中，光電管的安裝靠近遮光板，調(diào)整遮光板的位置使遮光板對準太陽。當太陽西移時遮光板的陰影偏移，光電管因受到陽光直射輸出一定值的微電流，作為偏差信號，經(jīng)放大電路放大，由伺服機構(gòu)調(diào)整角度使跟蹤裝置對準太陽完成跟蹤。一般來說光電跟蹤靈敏度高，結(jié)構(gòu)設(shè)計較為方便，但受天氣的影響很大，如果在稍長時間段里出現(xiàn)烏云遮住太陽的情況，太陽光線往往不能照到硅光電管上，就會導(dǎo)致跟蹤裝置無法對準太陽，有時甚至會引起執(zhí)行機構(gòu)的誤動作。視日運動軌跡跟蹤器視日運動軌跡系統(tǒng)通常根據(jù)跟蹤系統(tǒng)的軸數(shù)，可分為單軸和雙軸兩種：（1）單軸跟蹤單軸跟蹤一般采用三種方式：傾斜布置東西跟蹤；焦線南北水平布置，東西跟蹤；焦線東西水

21、平布，南北跟蹤。采用這種跟蹤方式，一天之中只有正午時刻太陽光與柱形拋物面的母線相垂直，此時熱流最大；而在早上或下午太陽光線都是斜射。單軸跟蹤的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，但是由于入射光線不能始終與主光軸平行，收集太陽能的效果并不理想。（2）雙軸跟蹤雙軸跟蹤可以通過跟蹤太陽高度和赤緯角的變化上以獲得最多的太陽能，雙軸跟蹤又可以分為極軸式全跟蹤和高度角方位角式全跟蹤兩種方式。極軸式全跟蹤：聚光鏡的一軸指向天球北極，即與地球自轉(zhuǎn)軸相平行故稱為極軸，另一軸與極軸垂直，稱為赤緯軸。工作時反射鏡面繞極軸運轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速的設(shè)定與地球自轉(zhuǎn)角速度大小相同但方向相反以跟蹤太陽的視日運動。為了適應(yīng)赤緯角的變化，反射鏡圍繞赤緯軸作俯

22、仰轉(zhuǎn)動，并根據(jù)季節(jié)的變化定期調(diào)整。（3）高度角方位角式太陽跟蹤高度角方位角式太陽跟蹤方法又稱為地平坐標系雙軸跟蹤。通常集熱器的方位軸垂直于地平面，另一軸與方位軸垂直，稱為俯仰軸。工作時集熱器根據(jù)太陽的視日運動繞方位軸轉(zhuǎn)動改變方位角，繞俯仰軸作俯仰運動改變集熱器的傾斜角，從而使反射鏡面的主光軸始終與太陽光線平行。這種跟蹤系統(tǒng)的特點是跟蹤精度高，而且集熱器裝置的重量保持在垂直軸所在的平面內(nèi)，支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計比較容易。二.研究內(nèi)容研究方向雙軸高度角方位角式太陽跟蹤裝置的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。通過所學(xué)的機械設(shè)計的相關(guān)知識，設(shè)計出改變高度角（俯仰角）的機械結(jié)構(gòu)，回轉(zhuǎn)方位角的機械結(jié)構(gòu)，連接支架的機械結(jié)構(gòu)。并使其能夠

23、協(xié)調(diào)，流暢，準確的運動起來。以及配套的控制設(shè)備，共同完成太陽能板對日的跟蹤。研究內(nèi)容雙軸太陽能跟蹤裝置主要部件及其輔助部件的機械設(shè)計。主要部件有：方位角回轉(zhuǎn)機構(gòu)，俯仰角調(diào)節(jié)機構(gòu)，輔助部件有：太陽能光伏板板托，連接機架。機械系統(tǒng)的各個部分的proe動態(tài)分析。機械系統(tǒng)的實物制作及其調(diào)試。系統(tǒng)功能制作一套能夠按照太陽高度-方位角分別控制對應(yīng)的機械機構(gòu)，實現(xiàn)對太陽位置準確跟蹤的機械系統(tǒng)。此系統(tǒng)通過方位角回轉(zhuǎn)機構(gòu)的角度回轉(zhuǎn)和俯仰角調(diào)節(jié)機構(gòu)的高度調(diào)節(jié)，實現(xiàn)太陽能板的對日。三實現(xiàn)方法及預(yù)期目標初步方案整體方案方位角回轉(zhuǎn)機構(gòu)當電動機選擇水平放置時：方案一：方位角回轉(zhuǎn)機構(gòu)采用錐齒輪傳動帶動支架回轉(zhuǎn)。方案二：方位

24、角回轉(zhuǎn)機構(gòu)采用渦輪蝸桿傳動帶動支架回轉(zhuǎn)。當電動機選擇豎直放置時：方案三：方位角回轉(zhuǎn)機構(gòu)采用齒輪傳動帶動支架回轉(zhuǎn)。方案一方案二方案三方案一方案二方案三以上三種方案均可，但根據(jù)此次研究課題，我決定選擇方案三為方位角回轉(zhuǎn)機構(gòu)。俯仰角調(diào)節(jié)機構(gòu)方案一：方案二：采用不完全齒輪機構(gòu)做俯仰角調(diào)節(jié)機構(gòu)以上兩種方案均可，但根據(jù)此次研究課題，我決定選擇方案二為俯仰角調(diào)節(jié)機構(gòu)。的重點難點方位角回轉(zhuǎn)機構(gòu)支架回轉(zhuǎn)時的平穩(wěn)，牢固。并且與俯仰角調(diào)節(jié)機構(gòu)的運動協(xié)調(diào)。支架與太陽能光伏板板托的結(jié)構(gòu)設(shè)計。直齒齒輪的動力計算與校核，不完全齒輪的設(shè)計與計算。機械系統(tǒng)的動態(tài)分析。機械系統(tǒng)的制作及其調(diào)試。預(yù)計達到的目標按仰角（太陽高度）和方

25、位角（太陽方位）分別控制調(diào)節(jié)的太陽跟蹤系統(tǒng)，可采用通過直齒齒輪機構(gòu)控制轉(zhuǎn)動角度和不完全齒輪機構(gòu)控制俯仰角的調(diào)節(jié)實現(xiàn)對太陽的自動跟蹤，使跟蹤裝置始終處于與發(fā)光源垂直的最佳位置。四、設(shè)計進度具體安排第一周第三周：第四周：熟悉課題，文獻調(diào)研及閱讀，英文資料翻譯，準備開題報告；完成開題答辯；第四周第十周：研究課題的動力計算，結(jié)構(gòu)設(shè)計；第十周：中期檢查；第十周第十四周：繪制二位圖紙，零件圖，proe動態(tài)分析第十四周第十六周：撰寫計算說明書，指導(dǎo)教師和評閱教師評閱論文；第十七周：完成小組答辯。五參看文獻1徐潮.機械設(shè)計手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1991篇五：太陽能充電器開題報告理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告題

26、目：太陽能微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)充電控制器設(shè)計學(xué)生姓名：米金倉學(xué)號：10l0851053專業(yè)：電氣工程及其自動化指導(dǎo)教師：李斌（教授）2014年4月23日1文獻綜述：1.1課題的意義能源資源是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一，隨著人民生活水平的不斷提高和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，能源的缺口增大，能源問題作為困擾人類長期穩(wěn)定發(fā)展的一大因素擺在了人們面前。伴隨著世界能源危機的日益嚴重，石油價格不斷上漲，利用常規(guī)能源已經(jīng)不能適應(yīng)世界經(jīng)濟快速增長的需要，如何解決能源問題，是每個國家都必須面臨的問題。同時，以煤、石油作為燃料在燃燒過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)已經(jīng)開始造成全球變暖，即“溫室效應(yīng)，人類的生活將會由此受到很大的威脅。這些難

27、題迫使政府和社會在發(fā)展常規(guī)能源的同時必須加大對新能源的開發(fā)和利用。新能源包括水能、風能、太陽能等。雖然風能或水能等更加便宜，但是大多數(shù)的自家用戶卻都不可能找到適當場合進行架設(shè)，架設(shè)成本較高。而太陽能則不同，任何自家用戶只要找到一個有陽光照射到的窗戶都可以裝置太陽能極板作輔助能源，幾百元投資便可以架設(shè)。所以綜合考慮，太陽能無疑是符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的理想綠色能源，全球能源專家也認為，太陽能將成為21世紀最重要也最有前景的能源之一。我國現(xiàn)階段的用電主要靠水力發(fā)電，但是我國水力資源在地域分布上極不平衡，總體來看，西部多、東部少。對于水電資源缺乏的地區(qū)或者用電超負荷的城市開發(fā)新能源是當務(wù)之急。而且太

28、陽輻射能與煤炭、石油等常規(guī)能源相比較，更有如下的優(yōu)點：（1）普遍性。地球上處處都有太陽能，不需要到處去尋找，去運輸，容易獲取。（2）無害性。利用太陽能作為能源，沒有廢渣，廢料，廢氣，廢水的排放，沒有噪聲，不會污染環(huán)境，沒有公害，清潔干凈。（3）長久性。只要有太陽，就有太陽能，因此太陽能可以說是取之不盡，用之不竭。（4）巨大性。一年內(nèi)到達地面的太陽輻射能總量要比現(xiàn)在地球上消耗的各種能量的總和大幾萬倍。我國幅員遼闊，有著十分豐富的太陽能資源。全國各地的年太陽輻射總量33408400mj/m2,中值為5852mj/m2。年日照時數(shù)在2200小時以上的地區(qū)約占國土面積的2/3以上。我國的西部地區(qū)，包括

29、西藏、新疆、青海、內(nèi)蒙古等省，年日照時間長，這些地區(qū)面積寬廣、人口密集低，在一些偏僻的地區(qū)傳統(tǒng)的供電設(shè)施建設(shè)成本高，電能的供需矛盾顯得十分突出，因此當?shù)卣浞掷锰柲馨l(fā)電解決無電地區(qū)的用電具有重大的戰(zhàn)略意義。為了更高效的利用太陽能，白天可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，利用蓄電池將電能儲存起來，需要用電時即可由蓄電池供電?？傮w看來我國太陽能資源比較豐富，因此充分利用豐富的太陽能資源，采用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)，可以節(jié)約能源，發(fā)展經(jīng)濟，提高人民生活水平。1.2國內(nèi)外發(fā)展狀況（1）太陽能光伏發(fā)電太陽能作為新能源有著巨大的優(yōu)勢，所以世界各國都在努力研發(fā)新技術(shù)進行獲取，比較成熟的是太陽能光伏發(fā)電技術(shù)。太陽能光伏發(fā)

30、電現(xiàn)已成為新能源和可再生能源的重要組成部分，也被認為是當前世界最有發(fā)展前景的新能源技術(shù)。目前太陽能光伏發(fā)電裝置已廣泛應(yīng)用于通訊，交通，電力等各個方面。太陽能利用可分為熱利用和光伏發(fā)電兩種方式，熱利用主要在采暖領(lǐng)域多，形式比較單一；而光伏發(fā)電可以把太陽能轉(zhuǎn)換為當今最普遍的能源利用形式電能，從而具有熱利用不可比擬的優(yōu)勢。太陽能發(fā)電又分為光電發(fā)電、光化學(xué)發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電和光生物發(fā)電。光伏發(fā)電是利用光伏電池這種半導(dǎo)體器件吸收太陽光輻射，使之轉(zhuǎn)化成電能的直接發(fā)電形式，光伏發(fā)電當今太陽能發(fā)電的主流。目前我國家用光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是直流系統(tǒng)。光伏電池發(fā)出的電能給蓄電池充電，蓄電池可直接供電給各類負載。在實驗室

31、中考慮到太陽能充電控制器可充分利用75w光伏電池板所產(chǎn)生的能量，更有效地利用太陽能1。與常規(guī)發(fā)電和其他綠色發(fā)電技術(shù)相比，光伏發(fā)電系統(tǒng)具有如下的優(yōu)勢：1、是真正的無污染排放、不破壞環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的綠色能源。太陽能不用燃料，運行成本很小，并且發(fā)電部件不易損壞，維護簡單；2、利用場合廣泛和靈活，既可以獨立于電網(wǎng)運行，也可以與電網(wǎng)并行運行；3、可作為電力用戶供電可靠或提高電能質(zhì)量的不停電電源；4、接近負載中心，減少電網(wǎng)的線損；5、發(fā)電的效率不隨發(fā)電規(guī)模的大小而變；6、就地可去，無需運輸。光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)周期短，由于是模塊化安裝，不僅可用于小到太陽能計算器的幾個毫伏，大到數(shù)十兆瓦的光伏電站，而且可以根

32、據(jù)負荷的增減，任意添加或減少太陽電池容量，既方便靈活，又避免了浪費。由于太陽能存在上述的優(yōu)勢，光伏發(fā)電在世界范圍內(nèi)受到高度的重視，發(fā)展很快。但是，目前光伏發(fā)電與電網(wǎng)供電的比較，光伏發(fā)電價格還比較高，不過其維修費用很少，隨著發(fā)電量的增加，其價格會下降，優(yōu)勢才逐漸體現(xiàn)出來。在進行太陽能光伏發(fā)電時，由于一般太陽能極板輸出電壓不穩(wěn)定，不能直接將太陽能極板應(yīng)用于負載，需要將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎蟠鎯Φ揭欢ǖ膬δ茉O(shè)備中，如鉛酸蓄電池。但只有當太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)工作過程中保持蓄電池沒有過充電，也沒有過放電，才能使蓄電池的使用壽命延長，效率也得以提高，因此必須對工作過程加以研究分析而予以控制，這種情況下太陽能充電控制器應(yīng)運而生。2（2）充電控制器的作用及現(xiàn)狀太陽能充電控制器具備充電控制、過充保護、過放保護、防反接保護及短路保護等一系列功能，解決了這一難題，這樣控制器在這個過程中起著樞紐作用，它控制太陽能極板對蓄電池的充電，加快蓄電池的充電速度，延長蓄電池的使用壽命。同時太陽能充放電控制器還控制蓄電池對負載的供電，保護蓄電池和負載電路，避免蓄電池發(fā)生過放現(xiàn)象，由此可見，控制器具有舉足輕重的作