收集陽(yáng)光作文范文第1篇

天，冷冷的！風(fēng)伯伯發(fā)怒了，使勁力氣“呼呼”地刮著大地。

在溫暖的家里，小摩爾坤魂-影鳴正在抱著他的新拉姆——辛辣開心的玩耍著。他看見拉姆雪纖和云輝正在一旁看電視，他突然勃然大怒，朝可憐的雪纖和云輝大吼：“你們就不能不看電視嗎？整天就知道花我辛辛苦苦賺來(lái)的血汗錢！你們給我出去！”小拉姆雪纖和云輝委屈的低下了頭，眼里含著晶瑩的淚花，慢慢地走出了乾魂-影鳴的小屋……

其實(shí)，自從坤魂-影鳴有了辛辣，每天都會(huì)罵雪纖和云輝，這對(duì)她們來(lái)說(shuō)都習(xí)以為常了！今天，雪纖和云輝實(shí)在忍受不了主人了，偷偷地離家出走了，她們準(zhǔn)備找一個(gè)新的主人……

白天，兩只小拉姆因?yàn)闆](méi)有主人，所以受盡了別的小拉姆的嘲笑。黑夜不知不覺(jué)的降臨了，龐大的樹影像一個(gè)個(gè)妖魔鬼怪，把無(wú)助的雪纖和云輝包裹在黑影里邊。兩個(gè)小拉姆緊緊地依偎在一起，凍得瑟瑟發(fā)抖。她們慢慢的睡著了……溫暖的白天終于來(lái)臨了，兩只拉姆做了一個(gè)深呼吸，又開始了她們的“尋主”記！

她們終究能不能找到主人呢？請(qǐng)看下一集見分曉！

收集陽(yáng)光作文范文第2篇

【關(guān)鍵詞】太陽(yáng)光采集;光導(dǎo)管;聚光;照明

“十二五”規(guī)劃以來(lái)，我國(guó)節(jié)能減排形勢(shì)嚴(yán)峻，這與我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)進(jìn)展緩慢、服務(wù)業(yè)比重相對(duì)較低、一些高耗能、高污染行業(yè)增長(zhǎng)偏快等因素密切相關(guān)。清潔能源的開發(fā)使用已迫在眉睫。目前，我國(guó)工業(yè)化雖發(fā)展很快，但是工廠環(huán)境的布置卻不是很理想。盡管為了達(dá)到節(jié)能減排的效果，很多工廠將白熾燈換成了節(jié)能燈，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間工作的工作人員來(lái)講，他們平時(shí)總呆在密封的工廠中工作，缺乏外界太陽(yáng)光的照射，容易引起一些疾病。因此，如果能夠在白天將外界太陽(yáng)光直接引入室內(nèi)照明，將節(jié)約很多電能，為員工提供陽(yáng)光照明也有助于增強(qiáng)他們的免疫力。太陽(yáng)能建筑一體化就是最好的例子[1]，工廠太陽(yáng)光照明系統(tǒng)的應(yīng)用將有助于發(fā)展節(jié)能環(huán)保。論文提出了一種應(yīng)用于工廠照明的太陽(yáng)光照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并分析其未來(lái)前景。

1.工廠太陽(yáng)光照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明

太陽(yáng)光是最重要的自然光源，它使整個(gè)世界姹紫嫣紅，五彩繽紛。當(dāng)光線隨時(shí)間的推移以及天氣發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)直接影響物象的色彩。太陽(yáng)能建筑的研究與開發(fā)，間接成為了各個(gè)國(guó)家重視的問(wèn)題。太陽(yáng)能與建筑結(jié)合并非只停留在外立面的結(jié)合，更重要的是太陽(yáng)能要依托于建筑為人類提供更多的實(shí)用價(jià)值[2]。

圖1 工廠太陽(yáng)光照明系統(tǒng)模擬圖

本工廠太陽(yáng)光照明系統(tǒng)主要由三部分組成（1）太陽(yáng)光收集裝置、（2）光能管道、（3）光纖照明系統(tǒng)。在工廠的頂棚安裝一個(gè)大型的太陽(yáng)光收集裝置，該裝置能夠收集太陽(yáng)光并隔熱過(guò)濾紫外線，通過(guò)橫截面積較大的光纖將光從面朝太陽(yáng)方向延伸到垂直方向。在光能管道的頂部，通過(guò)光學(xué)透鏡來(lái)將光纖傳遞的光聚焦成集中的一束光，利用光沿直線傳播的特性，在光能管道拐角處安裝平面鏡用于反射。當(dāng)

到達(dá)傳遞高度時(shí)，在光能管道的底部設(shè)置光學(xué)透鏡，將較強(qiáng)的一束光分散成平行光，最后通過(guò)大量光纖并排設(shè)置將光平均分配到每間屋去。圖1和圖2分別給出了工廠太陽(yáng)光照明系統(tǒng)模擬圖和光線傳播模擬圖。

圖2 光線聚焦模擬圖

注：圖1中（1）為太陽(yáng)光收集裝置，（2）為光能管道頂部的聚光部分，（3）為光纖，（4）為光能管道，（5）為光能管道底部的分散光束部分，（6）為多根傳遞光能光纖，（7）為光纖照明部分。

1.1 太陽(yáng)光收集裝置

在太陽(yáng)光收集中，進(jìn)行追蹤是很有必要的，可以采用閉環(huán)控制方式或者開環(huán)控制方式，對(duì)太陽(yáng)光實(shí)時(shí)的捕捉并進(jìn)行收集[3]。根據(jù)太陽(yáng)光照射能夠產(chǎn)生影子的原理，利用光敏傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)感知太陽(yáng)的方向，以此來(lái)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的二自由度云臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)追光。太陽(yáng)光收集裝置采用類似于太陽(yáng)灶的結(jié)構(gòu)，其邊面采用反光材料，在其最上端安裝聚光裝置實(shí)現(xiàn)收集聚光，在聚光裝置的結(jié)構(gòu)中間加入透明隔熱層用于隔熱，這樣更有利于隔絕熱量收集光能。最后從聚光裝置的底部延伸出多個(gè)光纖用于傳輸光能。

1.2 光能管道頂部聚光部分及光纖部分

在光能管道的頂端，按照?qǐng)D2的光線聚焦模擬圖，通過(guò)3個(gè)光學(xué)透鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖2所示，通過(guò)這種方式就可以將橫截面積較大的平行光聚集成一束橫截面積較小的強(qiáng)光，有助于在光能管道中傳播。凹透鏡可以將發(fā)散到不同方向的光轉(zhuǎn)換成平行光，然后通過(guò)兩個(gè)焦距不同的凸透鏡將光聚集成強(qiáng)光。光纖部分的使用有助于將收集到不同方向的太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成垂直方向，便于聚光部分聚光。

1.3 光能管道

在工廠的頂棚，可以安裝光能管道用于傳遞光能。光能管道內(nèi)部鑲嵌反射材料用于反射光束減少損失，在拐角處安裝平面鏡用于改變強(qiáng)光束的傳播方向。平面鏡的固定裝置采用由雙舵機(jī)組成的二自由度云臺(tái)，這樣通過(guò)pwm波來(lái)控制光能傳播方向可以更好的減少人為安裝失誤。根據(jù)光沿直線傳播的原理，讓強(qiáng)光束在管道中傳播，從而減少反射降低了光能的損失。在光能管道的底部裝有分散光束部分，類似于頂部的聚光部分，將光學(xué)透鏡的聚焦方式反過(guò)來(lái)，用于將強(qiáng)光束分散成弱光。同樣采用光學(xué)透鏡來(lái)將強(qiáng)光束的橫截面積放大，以此來(lái)分散成較弱的光。最后多根光纖并排設(shè)置成圓柱狀，利用光纖的傳遞光能的作用，平均分配光能。通過(guò)多根光纖將太陽(yáng)光導(dǎo)入到工廠的每一間工作室中。

1.4 光纖照明裝置 在光纖將光能引入到工廠工作室后，根據(jù)實(shí)際工廠工作室燈光布局，采用類似于手電筒原理，利用半球狀光學(xué)透鏡將光散射到室內(nèi)。在光纖照明裝置的內(nèi)部鑲嵌反光材料用于更好的反射光能，將光照射出去。在工廠里，當(dāng)然也有電燈作為輔助照明，使光纖照明裝置和電燈相輔相成。白天使用該裝置，將不耗費(fèi)任何電能用于照明，省去了很多的電能。

2.結(jié)論

工廠太陽(yáng)光照明系統(tǒng)體現(xiàn)了利用綠色能源的理念，其制作需根據(jù)工廠實(shí)際情況，從光到光，而不是采用常規(guī)太陽(yáng)能電池板的從光到電，再?gòu)碾姷焦獾奶��?yáng)能利用形式，大大提高了太陽(yáng)光的利用率。該系統(tǒng)的使用，將為倡導(dǎo)綠色工廠做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]高軍林，劉玉山，吉頂，范國(guó)輝.太陽(yáng)能與建筑一體化的實(shí)踐[J].節(jié)能與環(huán)保，2006（11）.

[2]李慧敏，孫培軍，俞彤霖.太陽(yáng)能與建筑結(jié)合的發(fā)展及新技術(shù)應(yīng)用[J].建筑科技，2008（10）：59-64.

[3]陳維，李戩洪.太陽(yáng)能利用中的跟蹤控制方式的研究[J].新能源及工藝，2003（3）：18-21.

[4] 張耀明.采集太陽(yáng)光的照明系統(tǒng)研究[J].中國(guó)工程科學(xué)，2002（09）.

基金項(xiàng)目：部級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：202310448030）;德州市科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2023B05）。

收集陽(yáng)光作文范文第3篇

關(guān)鍵詞：“十二五”節(jié)能減排；槽形拋物面聚焦型集熱器；太陽(yáng)能空調(diào)；伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；模型制作

Abstract: In order to ensure the realization of the "Twelfth Five-Year" energy-saving binding emission reduction targets, to ease the constraints of resources and environment, to promote energy-saving emission reduction technology innovation and application [1]. In this paper, in the use of new renewable energy sources -- solar energy foundation, tells the story of the parabolic trough focusing collector design and solid model of solar air conditioning servo control system of production.

Keywords: "Twelfth Five-Year" energy-saving emission reduction; parabolic trough focusing collector; solar air conditioning; design of servo control system; model making

中圖分類號(hào)：S214文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

1 前言

本設(shè)計(jì)通過(guò)大量的資料調(diào)研與方案論證設(shè)計(jì)出一套以槽形拋物面集熱器為例的太陽(yáng)能空調(diào)集熱器的伺服控制系統(tǒng)，解決了以往太陽(yáng)能空調(diào)集熱器成本高，集熱效率低，無(wú)法大量應(yīng)用于實(shí)際生活等問(wèn)題。太陽(yáng)能空調(diào)集熱器的伺服控制系統(tǒng)根據(jù)太陽(yáng)能輻射量在一天之中的強(qiáng)弱變化，并考慮到地球的公轉(zhuǎn)與自傳，每小時(shí)調(diào)整陽(yáng)光到集熱器的最佳入射角，從而提高集熱器的集熱效率。本設(shè)計(jì)有很好的移植性，不僅適用于太陽(yáng)能空調(diào)，同時(shí)也可以大面積應(yīng)用于太陽(yáng)能熱水器等針對(duì)于太陽(yáng)能的集熱系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)從原理到材料成本都充分地考慮到能否應(yīng)用與民用和產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題，在制作模型時(shí)所采用的材料充分的體現(xiàn)了低廉的成本與節(jié)能環(huán)保的宗旨。與本設(shè)計(jì)配套的實(shí)物模型可以實(shí)現(xiàn)隨太陽(yáng)輻射的變化控制集熱板對(duì)太陽(yáng)的之間的夾角，從而實(shí)現(xiàn)高效的熱量集取。

2 研制背景及太陽(yáng)能集熱器介紹

2.1太陽(yáng)能作為新能源的必要性

太陽(yáng)能是目前最環(huán)保的能源之一，太陽(yáng)能的利用主要是指的太陽(yáng)輻射熱的利用，太陽(yáng)能輻射熱可以用來(lái)發(fā)電、制冷和供暖、太陽(yáng)能灶等。太陽(yáng)能作為熱源在建筑空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用有其必要性和可行性。我國(guó)目前對(duì)太陽(yáng)能的利用由于技術(shù)手段和材料成本問(wèn)題等因素，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大差距，因此我們對(duì)太陽(yáng)能的研究與利用是一項(xiàng)長(zhǎng)久而艱巨的工程。

2.2太陽(yáng)能集熱器

太陽(yáng)能集熱器是一種將太陽(yáng)的輻射能轉(zhuǎn)化為熱能并進(jìn)行集中的裝置。槽形拋物面線聚光集熱器是利用反射的方式將投射到反射板上的太陽(yáng)光集中到接收器上形成焦面，接收器將光能轉(zhuǎn)化成熱能，再由介質(zhì)帶走。由于接收器上的能流密度可以很高，所以能夠達(dá)到比平板式集熱器高的溫度，在有限的時(shí)間內(nèi)充分利用太陽(yáng)能[2]。線聚焦集熱器需要進(jìn)行一維跟蹤，能收集100-500℃的熱水。集熱器的接收器可以是圓柱型、半圓型或平板型。

如圖2-1所示，槽型聚焦型集熱器主要由拋物柱面反射板和真空集熱管組成。真空集熱管的軸線置于拋物柱面的焦線上，外管材料為玻璃，內(nèi)管材料一般為銅或鋼，內(nèi)管外表面涂有選擇性吸收涂層。集熱器由跟蹤系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)跟蹤太陽(yáng)，利用拋物面的聚光性質(zhì)把太陽(yáng)直射光線反射聚焦到真空集熱管上，真空集熱管吸收太陽(yáng)能并傳給工作流體，工作流體由泵驅(qū)動(dòng)循環(huán)[3]。

圖2-1 槽形拋物面聚焦型太陽(yáng)能集熱器結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 聚焦型集熱器的最佳安裝方位與傾角

要得到最理想的最大的太陽(yáng)輻射量，就得通過(guò)逐時(shí)調(diào)節(jié)集熱器的安裝角度和安裝方位，使太陽(yáng)輻射光線垂直入射到集熱器平面，這就是太陽(yáng)光跟蹤。這是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程，與程序編制、自動(dòng)控制、安裝場(chǎng)地、日常維護(hù)等多因素有關(guān)。因此，對(duì)于非聚光的平板式集熱器，一般不采用太陽(yáng)光跟蹤，太陽(yáng)跟蹤一般用于聚光型集熱器。對(duì)于槽型線聚焦型集熱器只需要一維跟蹤。

本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原理是對(duì)槽型線聚焦型集熱器采用一維跟蹤的方式，在一天中不同的時(shí)刻調(diào)整集熱器的安裝傾角，使得太陽(yáng)入射角最小，從而在不同時(shí)刻均能夠獲得更多的太陽(yáng)輻射，提高太陽(yáng)能輻射的利用率，改善太陽(yáng)能空調(diào)的效率。

固定傾角的太陽(yáng)能集熱器安裝的一般原則如下：

（1）雙軸跟蹤：反射鏡同時(shí)繞兩軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使反射鏡的法線與太陽(yáng)光線一致，則有

=1

（2）集熱器平面連續(xù)沿著南北水平軸調(diào)節(jié)，則有

（3）集熱器平面連續(xù)沿著平行于地球自轉(zhuǎn)軸方向的南北軸調(diào)節(jié)，公式為：

為保證吸收輻射量最高，太陽(yáng)入射角最小，可以得到同一天中不同時(shí)刻的安裝傾角的值，從而在本設(shè)計(jì)伺服控制環(huán)節(jié)集熱器轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中控制集熱器的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與模型制作

3.1硬件設(shè)計(jì)

3.1.1、本次設(shè)計(jì)所用器件

AT89C52RC單片機(jī)最小系統(tǒng)板，CDS5401舵機(jī)，U型架，模擬集熱板。

在本次設(shè)計(jì)中，共設(shè)置了三個(gè)按鍵S1，S2，S3來(lái)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)集熱器的伺服控制。S1：控制集熱器正向轉(zhuǎn)動(dòng)，最大轉(zhuǎn)角為90度；S2：集熱器位置歸零；S3：控制集熱器負(fù)向轉(zhuǎn)動(dòng)，最大轉(zhuǎn)角為90度。通過(guò)三個(gè)按鍵來(lái)控制集熱器隨著太陽(yáng)光強(qiáng)的變化而變化。從而，集熱器能夠最好角度，最大面積的接受太陽(yáng)能，充分利用太陽(yáng)能。

3.1.2、系統(tǒng)工作原理

舵機(jī)即伺服馬達(dá)是一種位置(角度)伺服的驅(qū)動(dòng)器，應(yīng)用于需要角度不斷變化并可以保持力矩的控制系統(tǒng)[4]。舵機(jī)的最大轉(zhuǎn)角達(dá)到185度，由于采用8位單片機(jī)控制，所以控制精度最大為256份。目前經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試和規(guī)劃，分了250份。將0—185度分為250份，每份0.74度。控制所需的PWM寬度為0.5ms—2.5ms，寬度2ms。2ms÷250=8us；所以得出：PWM信號(hào) = 1度/8us；

表3-1 控制所需的PWM所對(duì)應(yīng)的角度和N值

為了達(dá)到太陽(yáng)能集熱器對(duì)太陽(yáng)能最強(qiáng)輻射角度的跟蹤控制，就需要給舵機(jī)不同占空比的PWM波。利用AT89C52RC單片機(jī)的定時(shí)器及中斷功能產(chǎn)生占空比可調(diào)的PWM，從而控制伺服電機(jī)。系統(tǒng)中三個(gè)按鍵的設(shè)置是為N而設(shè)置，通過(guò)定時(shí)器及外部中斷改變N的值，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生不同占空比的PWM波，從而更好的跟蹤太陽(yáng)能，如表3-1。

本次系統(tǒng)中，硬件仿真原理圖如圖3-1：

圖 3-1 伺服控制系統(tǒng)仿真圖

其中，舵機(jī)的PWM控制信號(hào)如圖3-2：

圖 3-2 PWM控制信號(hào)

3.2軟件設(shè)計(jì)

在太陽(yáng)能空調(diào)集熱器伺服控制系統(tǒng)中，本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)產(chǎn)生PWM周期信號(hào)。太陽(yáng)能空調(diào)集熱器伺服控制系統(tǒng)采用20ms的周期信號(hào)。單片機(jī)的電路控制PWM周期信號(hào)的輸出及占空比的調(diào)整。最終實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)舵機(jī)轉(zhuǎn)角的控制[5]。

當(dāng)舵機(jī)的角度轉(zhuǎn)向左極限時(shí)，設(shè)置它的正脈沖為2ms，故負(fù)脈沖為18ms，軟件編程過(guò)程中，程序執(zhí)行開始時(shí)在控制口發(fā)送一個(gè)高電平，定時(shí)2ms后產(chǎn)生中斷，中斷發(fā)生后，控制口電壓跳變?yōu)榈碗娖�，并設(shè)置中斷的時(shí)間為18ms。中斷結(jié)束后，控制口電平變?yōu)楦唠娖�。定時(shí)初值為2ms。如此往復(fù)從而實(shí)現(xiàn)PWM周期控制信號(hào)輸出到舵機(jī)。利用定時(shí)器中斷及設(shè)定初值的方法巧妙形成脈沖信號(hào)，調(diào)整脈寬便可使伺服電機(jī)靈活運(yùn)動(dòng)。

4 經(jīng)濟(jì)分析

太陽(yáng)能作為一種清潔、無(wú)污染的能源，具有極其廣泛的發(fā)展前景。同時(shí)其經(jīng)濟(jì)性也十分明顯。若年運(yùn)行2000h(北京為例)，1kW功率的集熱器年回收熱量2000kW·h。而獲取同樣的熱量，需要天然氣200m[6]。(折合400元)或者耗電2000kW·h(折合880元)太陽(yáng)能空調(diào)集熱系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用只有初投資額的1％集熱器的初投資為2000元／kW左右，一般在5年之內(nèi)可以收回。

圈4-1 槽式拋物面各月平均輻照量變化(晴天模型) 圖4-2 各月雙軸跟蹤和南北軸傾斜角度單軸跟

蹤的輻照量變化對(duì)比（睛天模型）

本設(shè)計(jì)設(shè)定以雙軸伺服控制接受的太陽(yáng)輻照量為100%（伺服控制系統(tǒng)有方位軸和俯仰軸兩條轉(zhuǎn)軸,設(shè)定方位軸垂直于地面,俯仰軸與地面平行,反射鏡同時(shí)繞兩軸轉(zhuǎn)動(dòng)使反射鏡平面的法線和太陽(yáng)光線方向一致，由于太陽(yáng)直射輻射總是垂直鏡面,接受的輻射量最多）據(jù)圖4-1描述：南北軸傾斜35°伺服控制時(shí),發(fā)現(xiàn)10月至次年2月接受的輻照量比其它單軸伺服控制都多,達(dá)到雙軸伺服控制的98.18 %,全年日均總量為95 %。南北地軸傾角為12.5 °(緯度的一半)時(shí)，全年直射輻照量可達(dá)雙軸伺服控制的94.83 %[7]。

圖4-2為一年12個(gè)月所統(tǒng)計(jì)的雙軸伺服控制和南北軸傾斜角度β(β=φ-δ)單軸伺服控制接受的直射輻照量數(shù)據(jù)變化對(duì)比圖。對(duì)于單軸伺服控制（南北軸傾斜），只需每月調(diào)整一次β值，1-12月系統(tǒng)接受的太陽(yáng)直射輻射量可達(dá)到雙軸伺服控制的99. 41%、99. 70%、99. 99%、99. 22%、98. 97%、98. 38%、98. 63%、99. 46%、99. 99%、99. 82%、99. 47%、99. 33%，全年可以達(dá)到雙軸伺服控制的99. 34%所以每月南北軸傾角按(β=φ-δ)調(diào)整一次,效率可達(dá)雙軸伺服控制的99. 34%。

雖然采用雙軸伺服控制接受的輻照量最多,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造和維護(hù)成本較高,實(shí)際應(yīng)用較少[8]。而單軸伺服控制（南北傾斜式）雖然接受的輻射總量略有一點(diǎn)點(diǎn)減少,但是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和維護(hù)的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于雙軸�？偦ㄙM(fèi)遠(yuǎn)遠(yuǎn)減少，所以從這些角度考慮單軸伺服控制（南北傾斜式）是比較經(jīng)濟(jì)的伺服控制模式。

5 總結(jié)

本設(shè)計(jì)著重分析了槽形拋物面線聚焦太陽(yáng)能集熱器，并將其與伺服控制相互聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了集熱器能夠自動(dòng)跟蹤到太陽(yáng)光照最強(qiáng)的位置，比傳統(tǒng)的單一的集熱器具有更好的吸收太陽(yáng)光照的能力，從而提高對(duì)太陽(yáng)能的利用率。本文還著重比較了雙軸伺服控制與南北傾斜角度單軸伺服控制所接受的輻射量的差異，指出單軸跟蹤的經(jīng)濟(jì)效益更理想。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的要求，此方法具有獨(dú)創(chuàng)性。另外還具有一下特點(diǎn)：

a）將伺服控制應(yīng)用與太陽(yáng)能空調(diào)。

b）考慮到了太陽(yáng)輻射量在一天中的變化，提高了集熱系統(tǒng)的集熱效率。

c）成本低廉，始于大面積應(yīng)用于民用建筑。

參考文獻(xiàn):

[1]國(guó)務(wù)院“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案 中國(guó)資源綜合利用 2023年29卷9期

[2]韓崇巍 太陽(yáng)能雙效溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)的性能研究 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009

[3]韓崇巍 槽式拋物面太陽(yáng)能聚焦集熱器的理論研究 太陽(yáng)能學(xué)報(bào) 2009年9期

[4]劉磊 模塊化運(yùn)動(dòng)鏈及移動(dòng)機(jī)器人的研究 北京交通大學(xué) 2023

[5]詹毅仁 舵機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的類壁虎機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 南京航空航天大學(xué) 2006

[6]楊軍華 淺析吸收式太陽(yáng)能空調(diào) 中國(guó)建設(shè)動(dòng)態(tài) 陽(yáng)光能源 2004年

收集陽(yáng)光作文范文第4篇

關(guān)鍵詞:低碳;建筑節(jié)能;太陽(yáng)能

中圖分類號(hào):S723

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1674-9944(2023)08-0200-03

1 引言

從歷史上看,每一屆世博會(huì)上展示的建筑理念、材料和技術(shù),往往標(biāo)志著那個(gè)時(shí)代的最高水平,也預(yù)示著下一個(gè)時(shí)代建筑的發(fā)展目標(biāo)。上海世博會(huì)在建筑節(jié)能工藝、建筑節(jié)能材料等方面的展示,代表了當(dāng)今世界范圍內(nèi)在建筑節(jié)能領(lǐng)域內(nèi)的最新成就。

目前,我國(guó)節(jié)能建筑只占建筑總量的5%,城鎮(zhèn)節(jié)能建筑只占建筑總面積的21.7%。我國(guó)建筑建材業(yè)的能耗量已占到工業(yè)總能耗的27%。如果建筑節(jié)能維持現(xiàn)狀,2023年僅空調(diào)高峰負(fù)荷就會(huì)相當(dāng)于10個(gè)三峽電站滿負(fù)荷發(fā)電。有數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)民用建筑在達(dá)到相同室內(nèi)熱舒適度的情況下,使用能耗高出同等氣侯條件下發(fā)達(dá)國(guó)家平均水平的2~3倍。從數(shù)據(jù)上看,我國(guó)的建筑業(yè)保持較快增長(zhǎng),但我國(guó)的建筑業(yè)存在著碳排放量大、能耗高等情況。上海世博會(huì)上所展現(xiàn)的節(jié)能環(huán)保型建筑或許能夠解決我國(guó)目前存在的建筑節(jié)能等諸多問(wèn)題[1]。

2 新建筑材料的應(yīng)用

2.1 墻體材料

墻體材料是建筑最重要的圍護(hù)結(jié)構(gòu),是當(dāng)今建筑節(jié)能的研究重點(diǎn)。世博中心采用全鋼結(jié)構(gòu),其建筑外墻采用玻璃結(jié)合鋁板、陶板、石材的組合幕墻。呼吸式幕墻實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。外墻采用外保溫技術(shù),玻璃幕墻采用低輻射中空玻璃,配合屋頂綠化,隔熱性能更好。中國(guó)館的外墻材料為無(wú)放射、無(wú)污染的綠色節(jié)能產(chǎn)品。

德國(guó)館采用全透明的外墻設(shè)計(jì),外表被一層銀灰色的發(fā)光膜所覆蓋。這是一種革新性建筑材料,其發(fā)光性和節(jié)能性是傳統(tǒng)建筑材料所無(wú)法企及的。外墻同時(shí)還使用了網(wǎng)狀的、透氣性良好的建筑布料,可以反射太陽(yáng)輻射,為展館遮陽(yáng)。

日本館采用膜技術(shù),在外墻表面采用了一種高透明的發(fā)電膜,在發(fā)電同時(shí)也能最大程度透光。意大利館的外墻運(yùn)用了透明混凝土,通過(guò)不同比例的調(diào)配使光線得以穿透,減少了燈具的使用。英國(guó)零碳館墻體采用納米保溫隔熱材料,減少了室外熱透,吸收室內(nèi)多余熱量,穩(wěn)定室內(nèi)氣溫波動(dòng);墻壁所使用的混合型水泥中含有50%的粉煤灰、煤矸石、礦渣等建筑廢料。同時(shí),在外墻涂料中加入一種水性納米保溫隔熱添加劑,一方面可以阻止熱量穿透墻壁,將進(jìn)入墻體的熱輻射反射出去,同時(shí)降低了墻體濕度,防止保溫層潮濕。墻壁上還有一層特殊的熒光涂料,使建筑在白天吸收存儲(chǔ)太陽(yáng)能,晚上則釋放熒光,降低了照明能耗;萬(wàn)科館建筑外墻面使用了秸稈壓制而成的秸稈板,其硬度比實(shí)木還要高,阻燃性和抗潮性指標(biāo)以及節(jié)能效果極佳。

2.2 門窗玻璃

中國(guó)國(guó)家館所有的門窗都采用南玻Low-E低輻射節(jié)能玻璃。這種玻璃能夠反射熱量,降低能耗。由于其表層含有能反射熱量的蓄光涂料,可以將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能并儲(chǔ)存起來(lái),為建筑外墻照明提供能量。遠(yuǎn)大館采用斷橋鋁合金門窗進(jìn)行有效隔熱,上殼局部采用玻璃天窗,充分利用自然光,節(jié)約照明能耗。

2.3 屋面

世博中心屋面采用鋁板及保溫層。國(guó)家館頂上的觀景臺(tái)也采用了含有特殊涂層的太陽(yáng)能薄膜,起到儲(chǔ)藏陽(yáng)光并轉(zhuǎn)化為電能的作用。世博文化中心屋頂綠化,提高了其保溫性能。世博園里最大的建筑世博軸,有著6個(gè)被稱為自然光收集器的巨大鋼結(jié)構(gòu)“陽(yáng)光谷”,其中最大的上面直徑99m、下面直徑20m,其鋼結(jié)構(gòu)由1700個(gè)單元構(gòu)建而成。巨型索膜結(jié)構(gòu)屋頂膜面長(zhǎng)約843m、最寬處約97m,膜面展開面積達(dá)7.7萬(wàn)m2,成為世界第一的索膜結(jié)構(gòu)建筑[2]。世博軸兩側(cè)的景觀綠坡、膜結(jié)構(gòu)屋面以及“陽(yáng)光谷”都可進(jìn)行雨水收集,經(jīng)簡(jiǎn)單凈化后用于衛(wèi)生間沖洗和景觀灌溉,既節(jié)約了水資源,又大大減少了建筑自身和園區(qū)排水泵站的建設(shè)投資與運(yùn)營(yíng)能耗。

3 新工藝的實(shí)施

3.1 低能耗的建筑設(shè)計(jì)

陽(yáng)光谷采用巨大的倒蘑菇狀的通透建筑,實(shí)現(xiàn)地下空間主動(dòng)采光、自然通風(fēng)和雨水收集等功能,達(dá)到遮陽(yáng)、節(jié)能、造型的效果。世博中心片狀折線玻璃的外墻設(shè)計(jì),阻擋一部分直射的陽(yáng)光,減少過(guò)多熱量進(jìn)入室內(nèi)。每片玻璃的縫隙還可以通過(guò)手動(dòng)或電控令兩組窗扇上下開啟,形成有序的空氣對(duì)流。這些有機(jī)排列的玻璃折片,既可阻止強(qiáng)風(fēng),又能保持立面的完整。萬(wàn)科館上大下小或上小下大的7個(gè)麥垛,組合在一起就會(huì)在展區(qū)內(nèi)部形成“穿堂風(fēng)”,加上圍繞在建筑周邊1000m2的水面,就可以在室外氣溫超過(guò)30℃和相對(duì)濕度超過(guò)70%的時(shí)候,依然保持建筑內(nèi)部的涼爽舒適。

世博文化中心建筑的碟形外觀,立面簡(jiǎn)潔,建筑體型系數(shù)為0.09。從設(shè)計(jì)體型上減少了空調(diào)的負(fù)荷與能耗,從而降低了整個(gè)建筑的能耗。其主體部分采用懸挑結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)外遮陽(yáng)效果,下層圓弧表面形成自遮陽(yáng)體系,在高溫季節(jié)可避免陽(yáng)光直射,同時(shí)為玻璃屋頂?shù)牡叵驴臻g進(jìn)行自然采光。文化中心采用了光電幕墻系統(tǒng)、江水源冷卻系統(tǒng)、氣動(dòng)垃圾回收系統(tǒng)、空調(diào)凝結(jié)水與屋面雨水收集系統(tǒng)、程控綠地節(jié)水灌溉系統(tǒng)等多項(xiàng)環(huán)保節(jié)能技術(shù)。

日本館在展館弧形表面上有三個(gè)凹進(jìn)去的可接受雨水循環(huán)利用的“鼻孔”,三個(gè)向外凸伸的能夠吸收陽(yáng)光、吸取自然空氣的“觸角”,稱為循環(huán)呼吸柱。這項(xiàng)設(shè)計(jì)能夠強(qiáng)化冷暖空氣的流通,減少空調(diào)能耗,使得光、水、空氣等自然資源被最大限度地利用。日本館含有特殊涂層的膜結(jié)構(gòu)上的小噴頭能噴灑一層流動(dòng)的水膜,可以帶走展館大部分熱量。同時(shí)膜結(jié)構(gòu)的外表形成的水膜,能使陽(yáng)光照射進(jìn)來(lái),減少照明用電。

法國(guó)阿爾薩斯案例館水幕太陽(yáng)能墻,從外到內(nèi)包括3層:外層為太陽(yáng)能電板,中層密閉艙,后層是水幕。冬天,陽(yáng)光穿透太陽(yáng)能電板,照進(jìn)房間,陽(yáng)光輻射加上光電板產(chǎn)生的熱量,預(yù)熱密閉艙內(nèi)空氣,整個(gè)場(chǎng)館有如穿上了一層棉襖;夏天,密閉艙打開,散盡空氣,外層太陽(yáng)能板在阻擋烈日的同時(shí),還能發(fā)電驅(qū)動(dòng)后層水幕加速流動(dòng),帶走熱量。這個(gè)水幕太陽(yáng)能系統(tǒng)還能跟著太陽(yáng)走,不斷調(diào)節(jié)角度,充分吸收日光。

3.2 節(jié)能環(huán)保技術(shù)的運(yùn)用

地源熱泵技術(shù)、江水源熱能采集等等新技術(shù)的應(yīng)用,將這一近年來(lái)剛剛起步的節(jié)能環(huán)保的新技術(shù)得以充分展現(xiàn)。德國(guó)館運(yùn)用地源熱泵技術(shù),從地下35m處抽取地下水,經(jīng)過(guò)循環(huán)處理,夏送涼,冬遞暖。江水源熱泵機(jī)組總裝機(jī)容量為7.5萬(wàn)kW,與空氣源熱泵相比可節(jié)省30%到40%的運(yùn)行費(fèi)用;整個(gè)建筑的制冷、供暖和電力,全部由太陽(yáng)能、風(fēng)能和地?zé)岬惹鍧嵞茉赐瓿�。這些建筑鄰近黃浦江,充分利用江水源循環(huán)降溫提高空調(diào)系統(tǒng)效率。在世博會(huì)空間最大的建筑世博軸中,巨大的空調(diào)系統(tǒng)全部不用電,而是利用黃浦江天然水源和地源提供全部空調(diào)能源,江水源熱泵和地源熱泵作為空調(diào)系統(tǒng)冷熱源可省去冷卻塔補(bǔ)充水,大幅度提高空調(diào)制冷效果。同時(shí),江水和埋設(shè)在工程樁內(nèi)的地埋管散熱器作為熱泵系統(tǒng)的高溫?zé)嵩椿虻蜏責(zé)嵩?可極大提高能源效率。利用江水源提供能源的空調(diào)系統(tǒng)不但節(jié)約了電能,而且建設(shè)成本低,具有廣闊的發(fā)展空間。

中國(guó)館的雨水收集系統(tǒng)可以將收集到的雨水進(jìn)行綠化澆灌、道路沖洗等,冰蓄冷技術(shù)利用晚間電能制冰,白天釋放冷源,起到調(diào)節(jié)用電峰值的作用,大大降低了電能的使用,整個(gè)場(chǎng)館將比國(guó)家規(guī)范還節(jié)能近10%。

4 新技術(shù)的運(yùn)用

4.1 采光及照明技術(shù)

LED全稱發(fā)光二極管,最早紅色,后有黃、綠,多用于信號(hào)指示,直到20世紀(jì)90年代藍(lán)光LED劃時(shí)代問(wèn)世。利用熒光體與藍(lán)光LED的組合獲得白光,這是LED走上照明之路。這個(gè)新一代光源的優(yōu)勢(shì)非常明顯,生產(chǎn)綠色,使用節(jié)能,被稱為人類照明史上繼白熾燈、熒光燈、高壓氣體放電燈之后的又一次飛躍。上海世博會(huì)上,LED廣泛出現(xiàn)在室內(nèi)外照明、景觀裝飾、指示牌、信息顯示屏、演出布景等,整座世博園成為L(zhǎng)ED集中示范區(qū)。由世博軸、中國(guó)館、主題館、世博中心展示的LED創(chuàng)新成果,對(duì)LED照明工程的起到示范推廣作用。節(jié)能LED燈具總量在6萬(wàn)~8萬(wàn)盞之間,所有景觀照明燈具的60%以上應(yīng)用了節(jié)能技術(shù)新型半導(dǎo)體LED。

4.2 太陽(yáng)能開發(fā)利用

主要場(chǎng)館的太陽(yáng)能利用規(guī)模達(dá)4.6MW,其中主題館為整個(gè)亞洲單體太陽(yáng)能使用之最,成為國(guó)內(nèi)面積最大的太陽(yáng)能光伏電池示范區(qū)。在上海世博園區(qū),太陽(yáng)能是使用量最大的綠色能源,中國(guó)館、世博中心、主題館等建筑都在屋頂、玻璃幕墻上安裝了太陽(yáng)能電池組系統(tǒng),并與建筑完美融為一體,年均發(fā)電可達(dá)408萬(wàn)kWh。在標(biāo)準(zhǔn)輸出條件下,一天的發(fā)電量相當(dāng)于150戶人家一個(gè)月的用電量[2]。

安裝在中國(guó)館屋頂?shù)奶��?yáng)能電池組系統(tǒng),裝機(jī)容量約0.3MW,部分區(qū)域使用透光式電池組件,與整個(gè)屋頂藝術(shù)效果融為一體,設(shè)計(jì)新穎。除發(fā)電外,這些太陽(yáng)能電池組還兼具隔熱和保溫功能。太陽(yáng)能裝機(jī)總?cè)萘考s2.8MW的主題館,采用屋頂一體化太陽(yáng)能電池組件替代部分屋頂材料,構(gòu)成有規(guī)律的圖案,使主題館屋頂生動(dòng)呈現(xiàn)出上海里弄的藝術(shù)效果;南市電廠作為世博會(huì)主題館之一的未來(lái)探索館,主廠房頂面和部分朝南的立面墻上都應(yīng)用了太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng),裝機(jī)總?cè)萘考s0.5MW,以并網(wǎng)方式發(fā)電。

太陽(yáng)能與建筑一體化是世博中心館的一大亮點(diǎn)。光伏電站發(fā)電效率的優(yōu)化和建筑美學(xué)的統(tǒng)一,屋頂平面單晶硅光伏組件與綠化間隔布置,充分體現(xiàn)出太陽(yáng)能綠色能源的含義。風(fēng)力發(fā)電機(jī)也以動(dòng)態(tài)雕塑的形態(tài),在廣場(chǎng)上提供附加的能源。

意大利館生態(tài)氣候的策略,即在冬天利用太陽(yáng)能輻射,而在夏天則利用自然的空氣氣流和水流降溫,熱風(fēng)通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)排除,可以降低內(nèi)部建筑的溫度�？刂戚椛涞耐瑫r(shí),熱能又能集中在帶有光電集成模塊的透明玻璃上,可以充分節(jié)約電能。瑞士館在展館周圍鑲嵌了一萬(wàn)個(gè)利用LED的閃爍發(fā)光器,這些發(fā)光器為直徑約20cm的紅色圓盤狀,內(nèi)部配置了約4cm見方的硅系太陽(yáng)能電池、充電電池,照射一定時(shí)間的太陽(yáng)光后,LED就會(huì)閃爍發(fā)光。由于配置有電池,夜間也可利用電池存儲(chǔ)的電力繼續(xù)閃爍發(fā)光。江蘇館向日葵造型的太陽(yáng)能裝置,由一塊塊太陽(yáng)能電池板拼接而成,可隨著陽(yáng)光旋轉(zhuǎn),收集七色光譜聚集新能源。吸收的太陽(yáng)能通過(guò)采光導(dǎo)入系統(tǒng),就能夠轉(zhuǎn)化為電力發(fā)電。

5 結(jié)語(yǔ)

世博園中的建筑已成為當(dāng)今世界上首批集中應(yīng)用國(guó)際先進(jìn)的太陽(yáng)能、風(fēng)能、LED照明、冰蓄冷、江水源、地源熱泵、可再生材料使用等節(jié)能新工藝的典范。由于國(guó)家鼓勵(lì)和扶持在新建建筑和既有建筑節(jié)能改造中采用太陽(yáng)能、地?zé)崮艿瓤稍偕�能�?其采用的光電幕墻系統(tǒng)、江水源冷卻系統(tǒng)、氣動(dòng)垃圾回收系統(tǒng)、空調(diào)凝結(jié)水與屋面雨水收集系統(tǒng)、程控型綠地節(jié)水灌溉系統(tǒng)等多項(xiàng)節(jié)能系統(tǒng)必將成為我國(guó)未來(lái)建筑節(jié)能的發(fā)展方向[3]。Low-E低輻射節(jié)能玻璃、太陽(yáng)能光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、主動(dòng)式導(dǎo)光、自然通風(fēng)、半導(dǎo)體照明、智能化集成平臺(tái)等多種技術(shù),將成為一個(gè)展示未來(lái)建筑領(lǐng)域新能源、新技術(shù)、新理念的絕好平臺(tái)。

參考文獻(xiàn):

收集陽(yáng)光作文范文第5篇

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)追蹤；太陽(yáng)能；效率

1.引言

太陽(yáng)能作為一種清潔無(wú)污染的能源，發(fā)展前景非常廣闊，由于其能量密度低，不易收集，不穩(wěn)定，隨季節(jié)氣候和天氣晝夜變化而變化等，所以太陽(yáng)能的利用有著間歇性、光照方向和強(qiáng)度隨時(shí)間不斷變化的問(wèn)題，由此對(duì)太陽(yáng)能的收集和利用提出了更高的要求。目前很多太陽(yáng)能電池板陣列基本上都是固定的，無(wú)法保證太陽(yáng)光的垂直照射，不能充分利用太陽(yáng)能資源，使其發(fā)電效率低下。據(jù)實(shí)驗(yàn)得知，在太陽(yáng)能光發(fā)電中，相同條件下，采用自動(dòng)追蹤發(fā)電設(shè)備要比固定發(fā)電設(shè)備的發(fā)電量提高35%，因此在太陽(yáng)能利用中，有必要進(jìn)行太陽(yáng)追蹤。

2.不同自動(dòng)追蹤方式

目前，各種類型的太陽(yáng)能跟蹤器裝置，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，主要分為兩大類，即機(jī)械系統(tǒng)和電控系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng)一般又可分為壓差式和控放式，而電控系統(tǒng)一般可分為光電式和視日運(yùn)動(dòng)軌跡式[1]。本文對(duì)以往常見的跟蹤系統(tǒng)作簡(jiǎn)要介紹。

（1）壓差式太陽(yáng)能跟蹤器

壓差式跟蹤器的原理是：當(dāng)入射太陽(yáng)光發(fā)生偏斜時(shí)，密閉容器的兩側(cè)受光面積不同，會(huì)產(chǎn)生壓力差，在壓力的作用下，使裝跟蹤器重新對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)。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(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作費(fèi)用低，純機(jī)械控制，不需電子控制部分及外接電源。

氣壓差式跟蹤裝置的采光板南北放置，其傾角可按不同季節(jié)通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)。為了取得太陽(yáng)的偏移信號(hào)，在反射鏡周邊設(shè)有一組空氣管作為時(shí)角的跟蹤傳感器當(dāng)太陽(yáng)偏移時(shí)，兩根空氣管受太陽(yáng)的照射不同，管內(nèi)產(chǎn)生壓差，當(dāng)壓差達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，壓差執(zhí)行器就發(fā)出跟蹤信號(hào)，用壓力為0.1MPa的自來(lái)水作為跟蹤動(dòng)力（若無(wú)自來(lái)水，可裝一只容積為2kg的壓力水箱）帶動(dòng)采光板跟蹤太陽(yáng)。當(dāng)采光板對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)時(shí)，管內(nèi)壓力平衡，壓差執(zhí)行器又發(fā)出停止跟蹤信號(hào)。這種跟蹤器的跟蹤靈敏度高，每天當(dāng)太陽(yáng)剛升起3-5分鐘后，采光板即跟蹤對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)。

與此相類似的太陽(yáng)跟蹤裝置還有重力差式跟蹤器和液壓式跟蹤器。重力差式跟蹤器是1979年美國(guó)公布的一項(xiàng)專利。這種太陽(yáng)跟蹤器在夜間能自動(dòng)返回原來(lái)的位置。這種跟蹤器在實(shí)際中應(yīng)用范圍很廣，其主要的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，制作費(fèi)用低。缺點(diǎn)是剛度低，沒(méi)有足夠的工作空間，而且一般只用于單軸跟蹤，不能完成自動(dòng)對(duì)太陽(yáng)往返于南北回歸線之間的運(yùn)動(dòng)的跟蹤，只能每隔一段時(shí)間，重新對(duì)準(zhǔn)陽(yáng)光，因此精度比較低。

（2）控放式太陽(yáng)跟蹤器

控放式太陽(yáng)能跟蹤器在[2]太陽(yáng)能接收器的西側(cè)放置一偏重，作為太陽(yáng)光接收器向西的轉(zhuǎn)動(dòng)力，并利用控放式自動(dòng)跟隨裝置對(duì)此動(dòng)力的釋放加以控制，慢慢釋放此轉(zhuǎn)動(dòng)力，使太陽(yáng)光接收器向西偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。該機(jī)構(gòu)成本低廉，純機(jī)械控制，不需電子控制部分及外接電源。但是該機(jī)構(gòu)不能自動(dòng)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(jī)構(gòu)。

控放式跟蹤器能對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行單軸跟蹤。它由配重塊8、彈簧1、杠桿2、制動(dòng)裝置6、電磁3組成，如圖1所示。

控放式跟蹤器的工作原理是：由于在集熱裝置7的西側(cè)裝有配重塊8，在重力的作用下，集熱裝置便會(huì)繞軸4自東向西轉(zhuǎn)動(dòng)。重力的控放由彈簧1通過(guò)制動(dòng)裝置6和杠桿2來(lái)實(shí)現(xiàn)。彈簧l則由電磁鐵3控制。電磁鐵3的動(dòng)力又由硅太陽(yáng)能電池板供給。電池裝在集熱裝置的上方，前面設(shè)有遮光板，當(dāng)集熱裝置對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)時(shí)恰好遮住陽(yáng)光，使太陽(yáng)能電池處于陰影區(qū)。一旦太陽(yáng)西移，遮光板的陰影隨之移動(dòng)，太陽(yáng)能電池便受到陽(yáng)光照射，輸出一定數(shù)值的電流，從而發(fā)出偏移訊號(hào)。訊號(hào)經(jīng)晶體管放大，使高靈敏的繼電器動(dòng)作，并通過(guò)執(zhí)行繼電器控制電磁鐵吸合，于是制動(dòng)裝置松開，集熱裝置向西旋轉(zhuǎn)，直至對(duì)準(zhǔn)陽(yáng)光。第二天，只要將集熱裝置用人工轉(zhuǎn)至向東的位置，便可開始新的跟蹤�？胤攀礁�蹤器適合于聚光型的采裝置，如聚光型熱水器、太陽(yáng)灶等。

（3） 視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤

視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤，即計(jì)算機(jī)先根據(jù)太陽(yáng)運(yùn)行規(guī)律計(jì)算出一天內(nèi)某時(shí)刻太陽(yáng)的位置角度，然后運(yùn)行控制程序使跟蹤裝置對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)完成跟蹤。視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤系統(tǒng)可分為單軸跟蹤和雙軸跟蹤兩種。

1）極軸式全跟蹤

極軸式全跟蹤原理如圖2所示：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(shí)反射鏡面繞極軸運(yùn)轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速的設(shè)定與地球自轉(zhuǎn)角速度大小相同方向相反用以跟蹤太陽(yáng)的視日運(yùn)動(dòng)；反射鏡圍繞赤緯軸作俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)是為了適應(yīng)赤緯角的變化，通常根據(jù)季節(jié)的變化定期調(diào)整。這種跟蹤方式步并不復(fù)雜.但在結(jié)構(gòu)上反射鏡的重量不通過(guò)極軸軸線，極軸支承裝置的設(shè)計(jì)比較困難。

2） 高度角—方位角式全跟蹤

高度角一方位角式太陽(yáng)跟蹤方法又稱為地平坐標(biāo)系雙軸跟蹤，其原理如圖3所示。集熱器的方位軸垂直于地平面，另一根軸與方位軸垂直，稱為俯仰軸。工作時(shí)集熱器根據(jù)太陽(yáng)的視日運(yùn)動(dòng)繞方位軸轉(zhuǎn)動(dòng)改變方位角，繞俯仰軸作俯仰運(yùn)動(dòng)改變集熱器的傾斜角，從而使反射鏡而的主光軸始終與太陽(yáng)光線平行。這種跟蹤系統(tǒng)的特點(diǎn)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(jì)比較容易。

（4） 光電式太陽(yáng)跟蹤器

光敏硅光電管等作為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[3]，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(guó)內(nèi)常用的光電跟蹤有重力式、電磁式和電動(dòng)式，這些光電跟蹤裝置都使用光敏傳感器。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(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)。當(dāng)太陽(yáng)西移時(shí)遮光板的陰影偏移，光電管因受到陽(yáng)光直射輸出一定值的微電流，作為偏差信號(hào)，經(jīng)放大電路放大，由單片機(jī)接收信號(hào)，并發(fā)出脈沖信號(hào)來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)作，達(dá)到自動(dòng)追蹤太陽(yáng)的目的。

3.存在問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施

綜合前面兩種追蹤方式，其控制精度低，第二天不能自動(dòng)返回初始位置，自動(dòng)化程度不夠；采用方位角和高度角追蹤時(shí)，不論雨天陰天全部都需要追蹤，自耗能增加，沒(méi)有充分提升絕對(duì)的發(fā)電量；在采用光電跟蹤時(shí)，探測(cè)頭的思路決定成敗。

筆者給出一種光電自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)檢測(cè)頭方案，光傳感器采用3 支光敏電阻，分別采集水平和垂直方向的光強(qiáng)度信號(hào)。由光敏電阻傳感器將水平（方位角） 和垂直（傾斜角）方向的光強(qiáng)度信號(hào)送入單片機(jī)，經(jīng)A/ D 轉(zhuǎn)換后，進(jìn)行比較處理，當(dāng)其3 個(gè)數(shù)值相同時(shí)說(shuō)明太陽(yáng)光與光伏電池陣列平面垂直，單片機(jī)不發(fā)出控制信號(hào)，電機(jī)不轉(zhuǎn)，保持太陽(yáng)能電池板的偏轉(zhuǎn)角度；若其3 個(gè)數(shù)值不同，單片機(jī)將進(jìn)一步判斷是方位角還是傾斜角出現(xiàn)偏差，從而發(fā)出相應(yīng)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)芯片工作，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和減速機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的傳遞和扭矩的轉(zhuǎn)換，從而帶動(dòng)太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)，以消除角度偏差，重新使太陽(yáng)光與太陽(yáng)能電池板垂直，這樣周而復(fù)始的工作，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤的目的。為了節(jié)電，當(dāng)程序查詢出光強(qiáng)達(dá)到一定值時(shí)系統(tǒng)才開始跟蹤，低于閥值時(shí)即停止跟蹤，消除了振蕩現(xiàn)象；在多云或陰天要控制電機(jī)間歇工作，而在夜間則自動(dòng)關(guān)閉電源，達(dá)到節(jié)電的目的。

4.結(jié)束語(yǔ)

為了充分利用太陽(yáng)能資源，前人提出了若干種追蹤方法，綜合現(xiàn)在工業(yè)發(fā)展水平，可以預(yù)見開發(fā)成本低，精度高的全自動(dòng)追蹤系統(tǒng)是將來(lái)的重點(diǎn)研究方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]章之華.步進(jìn)式太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤裝置.能源研究與應(yīng)用，1995，4（5）：18-19.