为了提高太阳能光伏发电效率,解决固定式光伏系统发电效率低的问题,太阳能跟踪系统应运而生。
双轴跟踪器作为太阳能跟踪系统的一种,能够实时调整太阳能电池板的角度,使其始终垂直于太阳光线,从而最大限度地获取太阳能辐射,显著提高发电效率。
本文综述了屋顶太阳双轴跟踪器的机械设计研究现状,首先介绍了太阳能跟踪系统的概念、分类、优缺点以及双轴跟踪器的结构组成,然后从屋顶环境、跟踪精度、承载能力、使用寿命等方面分析了屋顶太阳双轴跟踪器的设计需求,并重点探讨了当前主要采用的机械结构设计方案、关键部件的设计计算方法以及跟踪控制系统的设计方法,如驱动电机选型、传动机构设计、轴承选型、结构强度分析、传感器系统方案、控制算法设计等,最后对未来屋顶太阳双轴跟踪器机械设计的发展趋势进行了展望。
关键词:屋顶太阳能;双轴跟踪器;机械设计;控制系统;文献综述
1.1太阳能跟踪系统
太阳能跟踪系统是一种能够根据太阳的实时位置自动调整太阳能电池板朝向的装置,其目的是使太阳能电池板始终保持最佳角度接收太阳辐射,从而最大限度地提高太阳能光伏发电效率。
1.2太阳能跟踪系统的分类
根据跟踪方式的不同,太阳能跟踪系统主要分为以下几类:
-固定式:太阳能电池板固定安装,没有跟踪功能,成本最低,但发电效率也最低。
-单轴跟踪式:太阳能电池板绕一个轴转动,跟踪太阳的高度角或方位角,成本和效率介于固定式和双轴跟踪式之间。
-双轴跟踪式:太阳能电池板绕两个轴转动,能够同时跟踪太阳的高度角和方位角,发电效率最高,但成本也最高。
1.3双轴跟踪器的结构组成
双轴跟踪器主要由以下几个部分组成:
-支架结构:支撑整个跟踪系统,通常安装在屋顶或地面。
-方位轴驱动机构:控制太阳能电池板绕垂直轴旋转,跟踪太阳的方位角。
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