侧拉式斜单轴太阳能跟踪装置的设计及发电效率研究.PDFVIP

２０１６年 １０月 机 械 科 学 与 技 术 Ｏｃｔｏｂｅｒ ２０１６ 第３５卷 第 １０期 Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏｌ．３５ Ｎｏ．１０ ＤＯＩ：１０．１３４３３／ｊ．ｃｎｋｉ．１００３⁃８７２８．２０１６．１０２２ 侧拉式斜单轴太阳能跟踪装置的设计及发电效率研究 李欢东，许启明，石鑫 （西安建筑科技大学 材料与矿资学院，西安　 ７１００５５） 摘要：侧拉式斜单轴太阳能跟踪装置利用将旋转驱动力从转动轴分离到远离轴心的支架上这一机 械结构创新理念，并结合＂杠杆原理＂大大降低了跟踪驱动力；减小跟踪控制半径提高跟踪精度；引 入＂三点决定一个平面＂几何原理改善装置运行稳定性；并采用下潜式双层结构降低设备转动部件 的重心以便减小风力扰动引起的不稳定性。 样机测试表明：与固定式光伏发电系统相比，侧拉式太 － 阳能跟踪装置的发电量可以提高２８．９％ ５１．９％；不论晴天或是多云，其发电效率提升稳定性好；月 均发电效率提升４０．５７％，接近并超过部分双轴跟踪系统。 关键词：太阳能跟踪；侧拉式斜单轴；光伏系统；发电效率 中图分类号：ＴＫ５１３４　 　 　 文献标识码：Ａ　 　 　 文章编号：１００３⁃８７２８（２０１６）１０⁃１６０９⁃０４ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｓｉｄｅ⁃ｐｕｌｌ Ｔｉｌｔｅｄ Ｓｉｎｇｌｅ Ａｘｉｓ Ｓｏｌａｒ Ｔｒａｃｋｅｒ ａｎｄ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｌｉ Ｈｕａｎｄｏｎｇ，ＸｕＱｉｍｉｎｇ，Ｓｈｉ Ｘｉｎ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｘｉ′ａｎ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ′ａｎ７１００５５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｉｄｅ⁃ｐｕｌｌｔｉｌｔｅｄｓｉｎｇｌｅａｘｉｓｔｒａｃｋｉｎｇＰＶｓｙｓｔｅｍｈａｓａｎｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎｉｄｅａ，ｗｈｉｃｈ ｒｅｍｏｖｅｓ ｔｈｅ ｄｒｉｖｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ｆａｒ ａｗａｙ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｒｏｔａｔｉｎｇ ａｘｉｓ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔｉｏｎ ｏｆ ｌｅｖｅｒ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｄｒｉｖｉｎｇｆｏｒｃｅ，ａｎｄｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｔｒａｃｋｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｒａｄｉｕｓｌｅａｄｉｎｇｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｒａｃｋｅｒ，ａｎｄｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ＂ｔｈｒｅｅｐｏｉｎｔｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ａｐｌａｎｅ＂ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｒｕｎｎｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅ ｎｅｗ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ⁃ ｄｅｃｋ ｂｒａｃｋｅｔｓｌｏｗｅｒｅｄｔｈｅｃｅｎｔｅｒｏｆ ｇｒａｖｉｔｙｔｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆｔｈｅｗｉｎｄｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓ．Ｔｈｅｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｌａｒ ＰＶ ｓｙｓｔｅｍｗａｓｔｅｓｔｅｄ ａｎｄ ａ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ｔｅｓｔ ｓｈｏｗｓｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｄａｉｌｙ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｓｉｄｅ⁃ｐｕｌｌｔｉｌｔｅｄｓｉｎｇｌｅａｘｉｓｔｒａｃｋｅｒｉｓ２８．９％ｔｏ５１％．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｉｄｅ⁃ｐｕｌｌｔｉｌｔｅｄｓｉｎｇｌｅａｘｉｓｔｒａｃｋｉｎｇ ＰＶ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｇａｉｎ ｍｏｒｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ｓｔｅａｄｙ ｅｖｅｎ ｉｎ ａ ｐａｒｔｌｙ⁃ｃｌｏｕｄｙ ｗｅａｔｈｅｒ．Ｔｈｅ ｍｏｎｔｈｌｙ ａｖｅｒａｇｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｅ