基本信息
- 项目名称：
- 自动寻光太阳能发电系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 太阳能发电系统的设计是通过实现从太阳升起开始进行自动跟踪其运行轨迹且始终使太阳能电池板以最佳角度朝向阳光，有效提高对光能的利用率，将光能转化为电能。并结合其他设备对环境异常分析、判断、处理等功能的机器载体。锻炼学生的设计制作能力，启发学生的科技创新意识。从而全面提高我院学生的实践能力。
- 详细介绍：
- 自动寻光太阳能发电系统突破了现有的不能改变太阳能电池板角度的难题，能够实现太阳能电池板任意角度的自由旋转，从而实现电池板自动追踪太阳光线的目的。使得太阳能的电池板的触光角度变宽，大大提高了太阳能的利用效率。除此之外该系统还能够对周围环境检测，自动启动系统。
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
- 实现从太阳升起开始进行自动跟踪其运行轨迹且始终使太阳能电池板以最佳角度朝向阳光，有效提高对光能的利用率，将光能转化为电能。并结合其他设备对环境异常分析、判断、处理等功能的机器载体。锻炼学生的设计制作能力，启发学生的科技创新意识。从而全面提高我院学生的实践能力。 1）执行速度快 该系统全部控制由软件加硬件电路实现，用时钟信号控制，这大大提高了整个系统的实时性，提高了运行速度。 2）精确度高、光能利用率高 该系统采用新的电子技术和改进的跟踪算法，实现了对太阳光的自动精确跟踪系统设计理念及功能创新。从而大大提高太阳能设备对太阳能的利用率。 3）环境检测 检测系统的工作环境，包括昼夜检测，晴天、阴天的检测及电压的检测等。 系统设计理念及功能创新： 1）作品的设计制作自动化，系统会自动运行，无需人工操作。 2）系统按照最优化原则，在电路设计时，充分考虑到工作环境的恶劣，在模块安装，电路兼容性方面作了大量工作，使得作品调试方便，抗干扰能力强。 蓄电池型号 HS120-12 电池特性 容量 20hr（6A） 120Ah 充电方式 （25℃） 浮充 13.65±0.12V（-18mV/℃）≥24Ah 循环 14.7±0.18V（-24mV/℃）≥16~24Ah 最大充电电流（A） 0.1C—0.25C 适用温度 -15℃—50℃ 最佳适用温度 15℃—35℃
科学性、先进性
- 作品性能、原理、构造、经过小组成员资料查阅，理论论证据有科学依据，通过多次试验验证，符合机械设计和电路原理。 在用途、性能上与类似的产品相比较，技术上有所进步，解决了无控制核心（程序控制器等）,有效提高了太阳光利用效率低的难题。并在制作上使用新的方法，节省了时间，节约了原材料，提高了性能。 另外，本作品如果能够推广使用，方便生活，成本低廉。在原有类似产品基础之上，增加了一些新的功能（如：寻光、环境检测），且容易推广普及。
获奖情况及鉴定结果
- 甘肃省第八届“挑战杯”终审入围作品。
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
- 无
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
- 该系统设有总电源开关。开关开动后，可以进行按照自动寻光、对焦的方式调整板面，夜间本系统会自动停止运行。此外，本作品具有如下功能特点： 1）光电传感实现对焦判断 2）采用了模数转换芯片 3）辅助功能：①电源保护系统 ②户外霹雷装置 4）特殊功能：过压保护功能。 2、适用范围及推广前景 该系统经过进一步改进后，可广泛应用于加装了太阳能跟踪系统的太阳能发电系统安装在行驶的汽车、火车，以及通讯应急车、特种军用汽车、军舰或轮船上，不论系统向何方行驶、如何调头、拐弯，太阳能跟踪系统都能保证设备的要求跟踪部位正对太阳，故具有广阔的发展前景。
同类课题研究水平概述
- 利用太阳能意义 :长期以来，人们就一直在努力研究利用太阳能。地球所接受到的太阳能，只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右。其次，宇宙空间没有昼夜和四季之分，也没有乌云和阴影，辐射能量十分稳定。因而发电系统相对说来比地面简单，而且在无重量、高真空的宇宙环境中，对设备构件的强度要求也不太高。再者，太阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同，不会导致“温室效应”和全球性气候变化，也不会造成环境污染。目前人类所消耗的能源的70%来自煤、石油、天然气等化石燃料，科学家们公认，太阳能是未来人类最合适、最安全、最绿色、最理想的替代能源。 技术水平：目前国外太阳能跟踪器基本有两大类：一类是根据地球绕日运行规律计算跟踪运动轨迹的主动式跟踪器；另一类是实时探测太阳对地位置，控制对日角度的被动式跟踪器。 为了解决传统跟踪器存在的问题，满足复杂多变的光线照射情况，本作品研究了一种自适应太阳跟踪装置。该装置能自动检测光源的运动方向，通过对其X和Y方向二维的实时调节，保证其始终与光源对正，实现大范围和较高精度的跟踪，以提高太阳能的利用效率。 该跟踪装置从跟踪控制系统到机械执行部件的设计都考虑了经济性问题，在保证工作性能的同时大大降低了成本提高了性价比。跟踪平台可安装在固定地点工作，也可安装在运动载体上工作。其适用范围广泛，除了适用于太阳能屋顶发电、太阳灶、太阳能热水器、太阳能空调等场合，还适用于太阳光照明、太阳能车船等新兴太阳能产业。
