太阳光线自动跟踪装置

沈阳工业大学硕士学位论文太阳光线自动跟踪装置姓名：金晶晶申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：苑玮琦20070309太阳光线自动跟踪装置作者：金晶晶学位授予单位：沈阳工业大学相似文献(3条)1.期刊论文刘巍.王志超.沈垣.朱天宇.卞新高.LIUWei.WANGZhichao.SHENHuan.ZHUTianyu.BIANXingao太阳自动跟踪系统的研究与设计-水电能源科学2009,27(2)为提高太阳能的转换效率,设计了基于四象限探测器的太阳跟踪装置,采用视日运动轨迹跟踪与光电跟踪相结合的方式对太阳进行跟踪,利用光电二极管检测作为反馈实现两种跟踪方式间的转换.设计了一套能自动使太阳能电池板与太阳光线保持垂直的跟踪系统,实现了最大效率的太阳能利用.试验结果表明,该系统跟踪精度高,可实现各种天气状况下全天候全自动跟踪,跟踪器稳定,效果满意.2.期刊论文陈夫进.赵明勤.赵廷林.李豪.CHENFu-jin.ZHAOMing-qin.ZHAOTing-lin.LI-Hao太阳能集能器自动跟踪装置-可再生能源2006(1)太阳能集能器自动跟踪装置采用了光电自动控制的原理与技术.当信号探测器接收到太阳光线发生偏转的信号后,传给电子自动控制电路;通过模数转换对信号进行分析,给出指令,电机通过减速机构转动集能器,使其精确地对准太阳,从而实现了对太阳方位角和太阳高度角的二维自动跟踪,大大地提高了太阳能利用率.3.学位论文张军合太阳能光合生物制氢系统及其光谱耦合特性研究2006本文是在国家自然科学基金项目“太阳能光合生物制氢体系及其光谱耦合特性研究”(批准号：50476087)的支持下开展的系列研究。能源短缺、环境污染是人类面临的两大难题，寻找可持续供应的清洁的后续能源已经是全球刻不容缓的一件大事，氢气以其能量密度高、洁净燃烧和可再生而被公认为是矿物燃料的最理想替代能源。目前生产氢气的方法主要有化学制氢法和生物制氢法两大类。尽管化学制氢作为一项成熟的技术已成为工业制氢的一种主要手段，但是化学制氢通常反应条件要求苛刻，消耗常规能源，生产过程对环境造成污染。生物制氢是利用微生物自身的新陈代谢途径而生产氢气的方法，反应条件温和，且制氢原料可采用工农业生产的各种有机废弃物(有机废水、畜禽粪便和城市污水等)，在生产氢气的同时又治理了环境。作为生物制氢的一种，光合生物制氢是在光照条件下利用光合细菌可分解有机质产生氢气，对有机质分解彻底，产氢量高，且产氢过程中也不产生对产氢酶有抑制作用的氧气，是一种最具发展潜力的生物制氢方法。但光转化效率普遍较低和成本太高制约了光合生物制氢技术的应用和发展，本文采用太阳光完全替代能耗较大的人工光源，实现了太阳能光合生物制氢系统在基本不消耗能源的情况下运行，从而有效地减少了光合生物制氢的能源消耗，显著降低了生物制氢成本。本文研究了本实验室筛选出来的高效产氢菌种的光谱耦合特性，进而采用滤光技术，提高了能够被产氢细菌高效吸收的有效光密度，极大地提高了光转化效率，同时也对以畜禽粪便为原料的光合制氢工艺条件进行了研究。主要研究成果有以下几个方面：1.成功研制出一套带有自动跟踪太阳且可调滤光的太阳光高效聚焦传输系统，并完成了该系统的光传输性能优化研究。采用菲涅耳透镜聚光方式，使太阳光高效聚集，在焦点前放置可更换的带通滤光片，在焦点处放置端光纤，使进入到光导纤维的能够被光合细菌高效吸收的光的密度大大增加。同时，该系统采用光导纤维将太阳光输送到罐状反应器的内部，改善了深层区域的光照度。为了提高对太阳的利用率，根据太阳的运行规律，采用光电控制技术，使信号探测器固定在集能平面上与其一起转动，当接收到太阳光线发生偏转信号后，传给电子自动控制电路，通过模数转换对信号进行分析，给出指令，使驱动电机通过减速机构转动集能平面，精确对准太阳，从而实现了对太阳方位角和高度角的全方位二维自动跟踪，大大提高了太阳能利用率。2.研制了具有较高效率的光合生物制氢实验系统，其中在设计具有较高表面积和体积比的新型环流罐式光反应器时，以反应液的循环流动进行搅拌，取代了传统反应器内部的浆叶搅拌，增加了反应器的有效容积。并采用外置的热交换系统，在循环的同时完成了反应温度的控制，取代了传统的夹层结构，降低了成本。并深入系统地研究了制氢系统中光的传输过程，对菲涅耳透镜的聚光过程和光导纤维的传光过程进行了理论分析，对光在反应器中的衰减特性，进行了入射光强、反应液浓度和深度对光衰减的影响实验研究，发现入射光的强度对光在反应液中的衰减规律没有直接影响，即入射光的强度与光的穿透力无关，随着反应液浓度的增加，反应液之间的相互遮光现象不断加强，对光的吸收程度也逐渐加大，从而使入射光透过反应液的比例下降，导致透过反应液的光强迅速衰减。反应液的浓度越高，液体之间的相互遮光现象也就越严重，对光的吸收程度越大，从而使入射光透过反应液的下降比例也越大，即光衰减的越快。这些研究成果为完成太阳能光合生物制氢系统的研制及其稳定运行条件的优化提供了科学依据。3.对选育出的高效产氢菌株的光谱耦合特性进行了细致的研究，发现不同的菌株都有适合其生长的不同波段的光，对紫色非硫细菌F1，F5，F7，F11，紫色硫磺细菌S7，S9和紫绿色硫磺细菌L6进行了细胞形态观察，并测出了它们的活细胞吸收光谱曲线，发现紫色非硫细菌F1，F5，F7，F11具有相似的吸收特性，在375和590nm处有最大吸收，S7，S9具有相似的吸收特性，在380和490nm处有最大吸收，L6在590nm处有最大吸收。并以黑暗好氧处理4天的猪粪污水为原料，在温度为30℃，pH为7.0，接种量为10％，采用中心波长分别为400nm、470nm、540nm、600nm、700nm，带宽为100nm的带通滤光片DTB400、DTB470、DTB540、DTB600、DTB700对通过采集到的太阳光进行处理，研究在不同波段下光合细菌的生长特性和产氢特性，发现在不同波段的光照下，同一种菌种具有不同的生长特性和产氢特性，而在380nm-780nm的光照下由这几种细菌组成的混合菌群具有最大产氢能力。通过采用滤光技术，使进入系统的太阳能与光合产氢细菌的吸收光谱特性相耦合，有效地避免“光饱和效应”，显著提高太阳能光合生物制氢系统的光转化效率，经过测试光合细菌利用畜禽粪便生成氢的燃烧热与光合细菌吸收的太阳光能量之比，即太阳能光转化效率最高达到了21.03％.4.本文利用自制的太阳能光合生物制氢实验系统研究了以猪场粪便为原料的光合细菌利用太阳能光谱耦合制氢工艺条件。研究表明，产氢量随原料浓度的升高而增大，猪场粪便处理从二级沉淀池出来的污水浓度一般在5000mg·L-1左右，考虑到工业化应用，以5000mg·L-1为实验原料浓度；温度对光照产氢有比较显著的影响，该菌群产氢的最适宜温度为30℃；该菌群适宜产氢的pH值在6.5～7.5之间，当原料pH值为7.0时产氢量达到最大；稳定产氢时其氧化还原电位稳定在-250mV左右。并利用正交试验方法对最佳产氢条件进行了优化，最后得出以猪粪污水为原料的光合细菌产氢的最佳工艺条件为：温度30℃，原料初始pH值为7.0，PSB初期活性为对数生长后期60h。并且实验结果表明在产氢的同时COD去除转化率达到65.31％.本文链接：下载时间：2010年4月26日