跟踪太阳的方法可概括为两种方式:光电跟踪和根据视日运动轨迹跟踪。光电跟踪是由光电件根据入射光线的强弱变化产生反馈信号到计算机,计算机运行程序调整采光板的角度实现对太阳的跟踪。光电跟踪的优点是,结构设计较为方便;缺点是受天气的影响很大,如果在稍长时间段里出现乌云遮住太阳的情况,会导致跟踪装置无法跟踪太阳,甚至引起执行机构的误动作。
而视日运动轨迹跟踪的优点是能够全天候实时跟踪,所以本设计采用视日运动轨迹跟踪方法和双轴跟踪的办法,利用步进电机双轴驱动,通过对跟踪机构进行水平、俯仰两个自由度的控制,实现对太阳的全天候跟踪。该系统适用于各种需要跟踪太阳的装置。该文主要从硬件和软件方面分析太阳自动跟踪系统的设计与实现。
本文介绍的是一种基于单片机控制的双轴太阳自动跟踪系统,系统主要由平面镜反光装置、调整执行机构、控制电路、方位限位电路等部分所组成。跟踪系统电路控制结构框图如图1所示,系统机械结构示意图如图2所示。
任意时刻太阳的位置可以用太阳视位置精确表示。太阳视位置用太阳高度角和太阳方位角两个角度作为坐标表示。太阳高度角指从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角。太阳方位角即太阳所在的方位,指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角,可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。系统采用水平方位步进电机和俯仰方向步进电机来追踪太阳的方位角和高度角,从而能够实时精确追踪太阳的位置。上位机负责任意时刻太阳高度角和方位角的计算,并运用软件计算出当前状况下俯仰与水平方向的步进电动机运行的步数,将数据送给跟踪系统驱动器,单片机接收上位机送来的数据,驱动步进电机的运行。系统具有实现复位、水平方位的调整,俯仰方向的调整,太阳的跟踪及手动校准等功能。
跟踪系统中微处理器选用89系列性能好价格低和功耗低的89C52。74HC14芯片是6非门施密特触发器,与P1.1和P1.2口相连,控制方位限位信号。74HC240芯片,八反相三态缓冲器/线驱动器,用于数据缓冲及总线HC240的16个输出引脚作为步进电机驱动电路的输入控制信号,分别控制步进电机俯仰方向和水平方位的正反转。系统与上位机的通信选用MAX485接口芯片,由P1.0口控制其收发状态。驱动器接口电路如图3所示。
脉冲信号来控制,并将电脉冲信号转换成相应角位移的执行器。在跟踪系统中,以74HC240的16个输出信号作为步进电机驱动器的输入控制信号,用以控制步进电机俯仰方向和水平方位的正反转。图4所示的是步进电机一路驱动电路图,系统共有四路驱动电路,分别驱动步进电机俯仰方向和水平方位的正反转。
其中,水平方位电机由D7,D6,D5,D4驱动;俯仰方向电机由D3,D2,D1,D0驱动。跟踪装置中步进电机选择使用42BYG250C型,步矩角1.8。水平俯仰方向步进电机运行的最大角度是360,共需运行20000步。减速器的传动比为1:100,即电机转动100时水平转台相应转动1。以步进电机1.8的步距角计算,当镜面装置的水平转台转动1时,步进电机发出100/1.8个脉冲,由此能够计算平面镜法向量的方位角为a时步进电机发出的脉冲数为100/1.8个。步进电机动作频率可手动设置,默认情况下,步进电机每隔15s动作一次。
光电耦合器与电压比较器电路组成的微机步进电机限位电路,其电路图如图5所示。
限位电路中利用双三态门来控制步进电机的脉冲通路。工作原理是:在到达限位位置之前,
光耦导通,电压比较器LM393的反向输入端有信号,允许步进电机控制脉冲从此通过。当限位杆到达限位位置时,挡住了光耦的光通路,使LM393的反向输入端无信号,步进电机就停止。
软件的另一部分为PC机部分,PC机软件部分主要是负责任意时刻太阳位置的计算并运用软件计算出当前状况下俯仰与水平方向步进电机运行的步数,并将数据送给跟踪系统驱动器。与单片机通信的部分使用VC++中的MSComm控件来编译串口通讯的应用程序,采用MSComm32.OCX控件。使用控件的属性进行串口设置,使用控件的事件驱动进行串口响应,使用控件的方法完成串行口接收和发送数据。PC机通信流程图如图7所示。
由于影响跟踪精度的因素很多,不仅跟当地纬度、太阳赤纬角、太阳时角的取值有关,还跟步进电机的精度以及跟踪转台的机械结构有关,因而需要对跟踪轨迹的程序进行校正。校正采用手动操作,经过控制水平俯仰方位步进电机,使两个轴带动平面镜反光装置转动,同时不断观察平面镜反射太阳光的影子,当影子中心刚好聚在指定点时为最佳,记录下从原点到该点两轴的步进电机各自走过的步数,结合实际运行步数与理论运行步数之差,可计算得到角度之差,就是高度角和方位角的修正值。校正可以再一次进行选择任一天中几个不同时刻进行。系统在实际运行时,观察到太阳在正午至下午3点期间,高度角方位角变化曲线存在很明显拐点,变化比较显著,在此期间内系统对太阳位置的跟踪存在误差。
为了更准确地得到太阳实际位置的参数修正值,应在春夏秋冬四季中不同时刻分别观测记录数据,将得到的一组高度角和方位角的校正值,拟合其曲线。用校正系数校正理论值存入控制程序,能大大的提升跟踪精度。
本文介绍的太阳自动跟踪装置能有效地提高太阳能利用率,适用于各种需要跟踪太阳的装置。经过试验、测试和实际使用,各项指标均达到了设计的基本要求。本文设计的太阳自动跟踪装置是基于视日运动规律,为使系统具有更高的跟踪精度,可采用光电传感器跟踪校正,构成由视日运动规律跟踪和传感器跟踪的混合跟踪系统。随着太阳能自动跟踪装置的广泛应用,它定会有助于提高绿色能源利用的进程,为
发电盯梢系统领军企业,自成立以来,一向以“科技赋能,引领工业开展”为任务,将科学技术立异置于公司开展首位。面临新一轮的科技革新及工业革新,公司活跃主动作为,紧记企业任务,肩负起应该承当的社会职责,继续加强科学技术立异投入,吸纳立异人才、聚集研制攻坚,强化中国光伏职业中心竞争力。
表明,将进一步加速高端化、智能化、绿色化脚步,活跃培养新质生产力、饯别绿色低碳开展,为推动中国式现代化、全人类可持续开展工作作出更多更大奉献。
3月19日,记者走进山西忻州市繁峙经济技能开发区奥博工业园,园内的槽式太阳能光热体系的槽形抛物面聚光器,如钻石般在阳光下熠熠生辉,分外夺目。
“槽式太阳能光热体系,首要作业原理是凭借槽形抛物面聚光器将太阳光聚集,然后再反射到接纳聚热管大将水加热,是企业的专利技能。”园区担任的人介绍说。
据了解,太阳能技能是现在太阳能热使用技能中最老练的技能。但单一的太阳能存在体系功率低、造价本钱比较高、收回周期长等主体问题,导致太阳能热使用技能的市场竞争力低,商业化推行面对阻力。因而,寻觅高效且易推行的太阳能热使用技能显得很重要。
针对传统供暖热功率低、行程长、损耗大、消耗动力大等问题,奥博槽式太阳能光热体系的研发侧重于怎么样进步聚光器的功率,如进步反射面加工精度、研发高反射资料。与此对应,降造本钱也是研讨的要点。
奥博槽式太阳能光热体系绿色环保,为探究冬天清洁取暖展示了新的或许。该体系由集热体系、主动盯梢体系、控制中心、储能体系、管道体系和供暖终端组成,能主动盯梢太阳轨道、长途主动控制。为处理太阳能的不稳定性,体系内规划了高温蓄热设备,能够在太阳光富余的时分把热能存储下来,当太阳光缺乏时再放出热能,完成光热源的持续性。
现在,除奥博工业园外,繁峙县金山铺乡政府、雁头村及代县瓦窑头村也相继落地了该体系,成为忻州市新动力基地建造的一道亮丽景色。(李学林)
长江日报大武汉客户端讯“咱们小区的废物桶都在废物屋里,环境很洁净。”1月8日,家住惠济路42号院的居民李德芳拎着两袋废物下楼,环保废物屋感应舱门主动翻开,她将绿色袋和灰色袋别离投入厨余废物、其他废物对应舱门,然后在周围水池洗手。
惠济路42号院居民将废物分类装袋后投入分类废物箱内。 长江日报记者李永刚 摄
惠济路42号院坐落江岸区劳作大街,是一个老旧小区,现有居民220户。8日下午,长江日报记者来到该小区,正好遇到李德芳下楼扔废物。“进行废物分类今后,我家里有5个废物桶,厨房放了2个,别离装厨余废物和其他废物,客厅、卧室还有3个。每次吃完饭后就下楼扔废物,废物屋就在小区门口,很便利。”她说,曾经社区废物桶直接放置在露天,现在建了环保废物屋,露天看不见废物桶,环境变好了。
劳作大街长江委社区书记孙星介绍,上一年,为满意居民分类投进废物需求,提高废物搜集才能,大街向江岸区城管法律局提出申请,将开放式废物投进点改成关闭智能搜集屋,于上一年9月投用。“智能的环保废物屋顶部设有LED显示屏,全天翻滚播映废物分类常识。投进口装有主动感应门,居民只需接近废物投进口,废物舱门就主动翻开。”孙星介绍,假如主动感应门产生毛病,还有手动形式,有很大成效避免了废物露出;舱门侧边设有洗手台,便利居民扔废物后清洁手部。
翻开大门,记者走进环保废物屋,只见里边摆放着10个240升容量的废物桶,都是干洁净净的,没有一点异味。社区作业人员陈盼介绍,废物屋内设有雾化消毒、除味设备;内设排水沟与市政下水道连通,环卫人能直接在废物屋内对废物桶及地上进行整理洗刷,不会对社区路途形成二次污染。
环保废物屋周围还放着一台智能回机收,居民王郁把纸箱、塑料瓶等投递进去。“这台机器能够一致称重,积分返现,挺便利的。”她说,智能回收机不只让这些废纸箱空瓶“变废为宝”,完结废物资源化,还减少了小区乱堆乱放和废物溢出现象。
“不能让废物分类成为居民的担负。”劳作大街副主任张洪表明,大街结合老旧社区改造,建造智能环保废物屋,经过智能化手法,让居民废物分类更轻松。网格员上门入户向居民宣扬废物分类,让他们逐步养成分类习气。大街社区定时展开废物分类宣扬活动,进一步激发了居民参加废物分类的积极性,使院子环境愈加洁净整齐。
武汉市城管法律委相关担任的人介绍,上一年辅导各区依照《全市日子废物分类演示创立实施方案》要求,高标准推动日子废物分类演示点建造,打造惠济路42号院、韩家墩小学、汉桥商场、姚家林村等一批特征杰出的演示点。上一年500个日子废物分类演示点创立使命悉数完结。
“咱们辅导各区选取具备条件的小区和单位,加大科普宣扬力度,争夺居民对废物分类设备建造的理解和支持,科学设置日子废物分类搜集屋。”该担任人说,一起也加强与规划、房管等部分的联动,在新建项目批阅和老旧小区改造过程中,规划配套建造废物屋。在各有关部分全力合作下,全市废物屋建造作业顺利推动,到上一年12月底,全市已完结348个废物屋建造作业,超额完结年度方针使命。
7月27日,经过生态修复后的火石山生活垃圾填埋场,绿树成荫、鸟语花香,“变身”环保教育主题公园。
火石山生活垃圾填埋场位于襄城区襄南大道以东1公里处,占地127亩,始建于1991年,场内垃圾填埋量约68万立方米,属于典型的非正规垃圾填埋场。由于建设较早,当时的建设标准和要求较低,造成填埋场环保设施不足,部分位点地下水中氯离子、氟化物、氨氮、溶解性总固体、COD超标,影响周边居民生活及周围水质安全。因此,对填埋场进行地下水的综合治理十分必要。
2020年5月,经市生态环境局、市城市管理执法委员会积极申报,火石山生活垃圾填埋场地下水污染防治项目成功入选全国第一批地下水污染防治试点项目,并获批2500万元中央水污染防治专项资金。
为彻底解决垃圾堆体地下水污染问题,守住环境安全底线,项目EPC总承包单位依据相关规范,在垃圾顶部实行全场膜覆盖,防止填埋垃圾中产生的甲烷等气体直接进入大气,并在垃圾堆体四周新建垂直防渗帷幕,阻止渗滤液的侧向渗透。另外,利用渗滤液导排系统,将垃圾堆体产生的渗滤液集中引入收集井,最终通过“两级DTRO”处理设备将渗滤液处理后纳管排放。处理后的垃圾堆体渗滤液经第三方检测,符合纳管排放标准。
火石山生活垃圾填埋场生态修复项目解决了填埋场及周边环境污染问题,保护了周边水质环境,为周边区域带来良好的社会效益和环境效益。
如今,这里通过高标准、无害化建设,对原垃圾场进行标准化封场后,与襄水源生态公园和岘山城市中央生态公园进行景观衔接,建成环保教育主题公园,并在其中拓展垃圾分类实训基地建设内容,弥补了我市缺少城市管理方面实训教育基地的短板,让市民在公园休闲的同时受到环保教育,增强环保意识。
公园以乡土植物、色叶花树的种植为主,点缀少量活动空间,新建了郊野公园服务综合中心,配套建设以宣传普及环保知识为主题的展厅,从而形成集生态游园、环保宣教、环山步道驿站等多功能于一体的综合功能服务区,实现区域环境建设与经济发展的良性互动。