基本信息
- 项目名称：
- 太阳能光热发电综合农田灌溉系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 该作品是一充分利用太阳光能用于农田水利灌溉的装置。本装置利用带有追踪系统的太阳能电池板将光能转化为电能；利用温差发电片结合集热管将热能转化为电能，从而很大程度上提高太阳能的利用率；利用蓄电池收集电能作用于农田灌溉系统，从而解决了传统农田灌溉离不开电力系统的麻烦。本作品采用了新的设计思路，结合更简易高效的技术手段，作品的创新，绿色环保特点明显，具有广阔的实用价值。
- 详细介绍：
- 本作品由发电系统，充电系统，灌溉系统三系统组成。 发电系统由太阳能电池板发电和温差发电两大块组成。利用光敏电阻的光敏特性及在电路中的分压规律，使用成熟的模拟电子技术控制电机的转动，从而构成带有追踪系统的太阳能发电装置。利用集热管（由于集热管体型较大在演示中仅以盛热水的容器示意）吸收太阳热能并将其作为温差发电片的热源，将由酒精、铜管和铝件构成的“花型”液冷散热装置作为温差发电片的散热装置，从而构成环保无能耗型温差发电装置。 充电系统由冲电电路，蓄电池构成。将发电装置产生的电能通过开关电源和稳压输出电路构成的充电电路对蓄电池进行充电。 灌溉系统由水泵等水利设备和连接电路构成。 将发电系统产生的电能通过充电系统对蓄电池进行充电然后用于农田灌溉，这是本装置的基本设计思路。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：充分运用太阳能来进行农田水利灌溉。 基本思路：利用带有追踪系统的太阳能电池板将太阳光能转化为电能，利用集热管（由于集热管体型较大在演示中仅以盛热水的容器示意）吸收太阳热能并将其作为温差发电片的热源，再配以散热装置使发电片输出电能。将太阳的光热能量都充分运用起来经过稳压电路输出对蓄电池进行充电并作用于农田灌溉。 创新点：a、将太阳热能和光能结合起来构成一种新型互补系统，使太阳能利用更充分；b、温差发电系统的散热系统采用由铜管，铝件，酒精构成的液冷散热系统，相比于传统方式更高效而且无能耗;c、用简单电路实现太阳能跟踪。 技术关键：a、巧妙设计出散热装置的外形实现高效的散热效果，确保温差发电片的高效工作；b、通过开关电源与稳压输出电路实现不同环境下对蓄电池的稳定充电从而保证灌溉系统的顺利进行;c、通过巧妙的“外套设计”（见附图）解决电机的固定问题 主要技术指标：a、散热装置及时的散去热量实现普通温差发电片达到1.15Ｗ功率，开路电压4V；b、太阳能电板20cm×44cm可输出12W的功率，开路电压24V；c、每天收集的电能可供5W水泵工作15小时
科学性、先进性
- 实质性技术特点：a、利用光敏电阻的光敏特性及在电路中的分压规律，使用成熟的模拟电子技术根据光照的不同方向控制电机的转向使太阳板捕捉最强光照实现能源的高效利用；b、散热装置的巧妙设计，确保在无能耗环保状态下实现温差发电的高效进行；c、将太阳能发电与温差发电结合起来构成光热互补系统实现对光能的充分利用。 显著进步：相比于目前的同类课题装置，该装置具有以下2个显著进步：a.光热互补系统这种新型组合能够实现对太阳能的充分利用；b.用精简电路取代ＭＣＵ控制器使系统结构更简化。 技术性分析说明：a、电桥平衡原理取出光强信号（由电压表示）是实现太阳光跟踪的关键；b、塞贝克效应是温差发电主要原理；c、由于外界环境的不稳定，为了给蓄电池提供恒定充电电压，因此需要设计一个稳压电路，这也是灌溉系统正常工作的保证；
获奖情况及鉴定结果
- 暂无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 1.图片；2.模型；3.现场演示。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：见作品说明书。 技术特点及优势：a、液冷散热系统更环保，无能耗；b、用模拟电子技术实现对光照的追踪技术巧妙，可靠且易于操作。 适应范围：阳光充足，需要进行灌溉的地区，如生态农田，高温缺水的北方农田。 推广前景：a、系统扩大后，能满足农田灌溉用电的基本需求；b、光热系统为大规模发电提供了新的创意；ｃ、发电系统可以为路灯等公共设施提供电能。 市场分析和经济效益预测：由于该装置设计新颖，具有环保、高效等特点符合社会发展趋势，具有持久竞争力，该装置还具有较高的性价比，将它用于专业发电是一个不错选择，该装置定能拥有广阔的市场前景和可观的经济效益。
同类课题研究水平概述
- 我们通过网络和图书馆查阅了相关资料，了解了相关的信息，现对当前国内外同类课题研究水平做如下概述： 资料与信息来源： 1、信息来源： 基于ARM的太阳能发电控制系统功率研究 装置的缺陷：a、该装置过于复杂，造价过高。 b、受工艺限制，使用寿命不高。 2、资料与信息来源： 风光互补独立电源系统 装置的缺陷：a .控制模块复杂。 b.太阳板工作时间受光照影响，不能充分利用光能
