拋物面槽式聚光器和定日鏡跟蹤控制系統(tǒng)研究開題報告

拋物面槽式聚光器和定日鏡跟蹤控制系統(tǒng)研究開題報告一、研究背景及意義光伏發(fā)電作為一種清潔、可持續(xù)的能源形式，近年來得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。其中，光伏發(fā)電系統(tǒng)中太陽能光電轉(zhuǎn)化效率的提高是實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電高效、長期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵所在。目前，提高光伏發(fā)電效率的研究方向主要集中在三個方面：第一是提高光電轉(zhuǎn)化率，第二是降低能量損失，第三是增加發(fā)電量。發(fā)電效率與光電轉(zhuǎn)化率密切相關(guān)。當(dāng)陽光照射到光伏電池表面時，只有一部分光線被吸收，其他光線則被反射或散射，導(dǎo)致能量損失。因此，提高光電轉(zhuǎn)化效率需要解決反射、散射的問題，將更多的光線聚焦到光伏電池表面。而太陽能跟蹤控制系統(tǒng)則是解決這一問題的主要手段之一，它可以根據(jù)太陽的位置調(diào)整聚光器的角度，使得聚光器能夠在不同的太陽高度角和方位角下保持最佳入射角度。因此，設(shè)計一種高效的光伏發(fā)電跟蹤控制系統(tǒng)具有重要的研究意義。二、研究內(nèi)容及方法本文旨在研究拋物面槽式聚光器和定日鏡跟蹤控制系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化，具體包括以下內(nèi)容：1.拋物面槽式聚光器的設(shè)計與優(yōu)化。通過結(jié)合拋物面反射聚光器的基本原理和設(shè)計方法，探討如何通過將凸面反射器的反射曲面轉(zhuǎn)變?yōu)椴勖娣瓷淦鞯膾佄锩媲?，?shí)現(xiàn)對太陽光的聚光。同時，針對拋物面槽式聚光器的優(yōu)化問題，研究如何通過改變拋物線曲面參數(shù)、調(diào)整槽面寬度和深度等因素來優(yōu)化聚光器的光學(xué)性能，提高光伏電池的光電轉(zhuǎn)化效率。2.定日鏡跟蹤控制系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化。在確定聚光器設(shè)計方案和制作完成后，考慮如何實(shí)現(xiàn)聚光器的自動跟蹤。本文研究如何通過定日鏡跟蹤控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對聚光器的自動跟蹤，掌握定日鏡跟蹤控制系統(tǒng)的基本原理和設(shè)計方法。同時，分析跟蹤控制系統(tǒng)的反應(yīng)速度、角度精度等性能指標(biāo)，并研究如何通過改善跟蹤反應(yīng)速度、降低跟蹤平均誤差等方法來優(yōu)化控制系統(tǒng)的性能，提高太陽能光電轉(zhuǎn)化效率。3.實(shí)驗(yàn)研究與結(jié)果展示。設(shè)計合理的實(shí)驗(yàn)方案，通過對拋物面槽式聚光器和定日鏡跟蹤控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，測量聚光器和跟蹤系統(tǒng)在不同光照條件下的性能指標(biāo)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析展示。本研究采用基于光學(xué)設(shè)計軟件的仿真分析方法，配合實(shí)驗(yàn)研究手段進(jìn)行驗(yàn)證。三、預(yù)期成果1.通過優(yōu)化拋物面槽式聚光器的光學(xué)特性，提高光伏電池光電轉(zhuǎn)化效率。2.設(shè)計并實(shí)現(xiàn)定日鏡跟蹤控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對聚光器的自動跟蹤，提高光伏電池光電轉(zhuǎn)化效率。3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測量和分析，驗(yàn)證理論結(jié)果，為后續(xù)應(yīng)用提供參考和借鑒。四、研究進(jìn)度計劃1.階段一（1-3周）：查閱資料，了解拋物面槽式聚光器和定日鏡跟蹤控制系統(tǒng)的基本原理和設(shè)計思路。2.階段二（3-6周）：設(shè)計并優(yōu)化拋物面槽式聚光器的光學(xué)特性，并進(jìn)行仿真分析。3.階段三（6-9周）：設(shè)計并制作定日鏡跟蹤控制系統(tǒng)，并進(jìn)行基礎(chǔ)性能測試。4.階段四（9-12周）：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，測量聚光器和跟蹤系統(tǒng)的性能指標(biāo)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和結(jié)果展示。5.階段五（12-14周）：撰寫開題報告和研究進(jìn)展報告。六、參考文獻(xiàn)[1]樊少雄等.現(xiàn)代太陽能電池技術(shù)[M].科學(xué)出版社，2018.[2]盧愛民等.光伏發(fā)電設(shè)備與組件性能評定-電性能及能量產(chǎn)量測定[R].中國可再生能源扶持基金會，2009.[3]A