斯特林太阳能光热发电阳光跟踪系统开发

摘要

碟式斯特林太阳能发电系统具有转换效率高、无用水、无逆变装置、并网方便等特点,其集热系统和发电系统完全组成了一个单独的发电单元,具有离网型分布式发电优势,可在缺水、日照时间长的地区广泛应用使用,具有非常广阔的市场前景。
　　针对碟式斯特林光热发电系统的阳光跟踪问题,本文介绍了一种新型高精度阳光跟踪系统设计方案,采用基于飞思卡尔单片机的嵌入式架构设计,通过日历和光电结合的跟踪方式,实现碟架高精度自动跟踪太阳方位。并针对现有光电传感器的缺点,开发设计了一种新型太阳跟踪传感器。
　　本文首先介绍碟式斯特林光热发电系统的基本构成以及阳光跟踪系统的设计要求和必要性。其次,结合目前主流的阳光跟踪解决方案和碟式光热发电系统所提出的技术指标及性能结构要求,本文对相关技术方案的优缺点进行对比分析,并最终给出了跟踪系统总体的设计框图。再次,本文从硬件电路设计和软件程序开发两方面详细阐述了阳光跟踪系统的设计方案。最后对跟踪系统进行了整机调试,并成功地应用于实际的碟式斯特林光热发电系统。结果表明:该阳光跟踪系统运行可靠稳定,跟踪精度高并具有性价比高、实用性强、抗干扰能力强、温度稳定性好等特点。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 太阳能光热发电技术

1.3 斯特林太阳能光热发电系统

1.4 课题研究目的和意义

1.5 论文的研究内容

第二章 阳光跟踪系统的总体设计

2.1 概述

2.2 阳光跟踪系统的功能与要求

2.3 阳光跟踪系统总体设计方案选择

2.4 阳光跟踪系统总体设计框图

第三章 阳光跟踪系统的硬件设计

3.1 概述

3.2 系统主板部分的硬件设计

3.3 控制面板部分的硬件设计

3.4 太阳跟踪传感器部分的硬件设计

第四章 阳光跟踪系统的软件开发

4.1 概述

4.2 软件开发环境

4.3 软件整体流程图

4.4 自动跟踪模块软件开发

4.5 显示模块软件开发

4.6 按键控制模块软件开发

4.7 CAN通讯模块软件开发

第五章 阳光跟踪系统的调试及结果分析

5.1 阳光跟踪系统的室内调试

5.2 阳光跟踪系统的室外调试

第六章 总结

参考文献

附录1 太阳能斯特林发动机的工作原理示意图

附录2 读取PCF8563子程序

附录3 日历计算太阳方位角子程序

附录4 太阳跟踪传感器部分程序

附录5 步进电机动作子程序

附录6 按键控制子程序

附录7 CAN通讯发送子程序

附录8 阳光跟踪照片

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况