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光伏跟踪机械系统设计与仿真

指导教师：教授

学生姓名：XXX

论文提纲

1背景及现状、研究内容

2光伏跟踪机械系统总体设计

光伏跟踪机械系统风载计算

3

4跟踪机构动力设计与结构设计

5机械系统运动学仿真

6总结及展望

选题背景

全球能源现状及发展前景：

当前，随着矿物燃料的日渐枯竭和全球环境的不断恶化,世界上绝大多数国家

都面临着能源枯竭的危机。

据统计，20世纪90年代全球煤炭和石油的发电量每年增长l%，而太阳能发电每年

增长达20%，风力发电的年增长率更是高达26%。预计在未来5至10年内，可持续能

源将能够与矿物燃料相抗衡，从而有效的缓解能源问题带给我们的困扰。

我国地处北半球欧亚大陆的东部，国土面积占世界总面积的7%，陆地表面每年接

收的太阳辐射能约为50×1018KJ，全国各地太阳年辐射总量达335～837KJ/cm2·A，

中值为586KJ/cm2·A。全国2/3地区日照小时数大于2200h/a,理论储量折合标准煤

达17×1011t/a。

人类直接利用太阳能有三大技术领域，即光热转换、光电转换和光化学转换，本

双轴光伏跟踪机械系统即属于光电转换领域。

研究现状与意义

研究意义：

为了更加充分地利用太阳光以提高发电效率，光伏系统必须辅以太阳跟踪系统，

而且较高的跟踪精度也是高发电效率的前提。

目前，跟踪系统的设计方案众多，而点聚光结构的聚光器一般要求双轴跟踪。

高聚光比是光伏组件的发展趋势，同时光伏组件的接收角则随之降低。在跟踪

系统的跟踪精度必需满足光伏组件接收角的前提下，光伏跟踪系统必然跟踪缓慢、

动力机构减速比大、动力性能要求高。因此光伏跟踪装置的投资费用很大程度上

取决于其动力机构。

由于光伏系统的预期寿命一般为20年或30年，因此必须考虑跟踪系统的设计风

速和破坏风速，且动力机构满足动力输出能够实现太阳跟踪；风速达到破坏风速

前，跟踪装置不被破坏。

光伏跟踪机械系统总体设

计

1.发电模组及系统设计参数

项目数值

系统发电功率Wa(kW)不小于3

发电模组长宽高(mm×mm×mm)1950x1000x290

透镜面积L×W(mm×mm)960×240

发电模组内透镜块数8

日照强度W220.85

l/m(kW/m)

光的转化效率η20%

仰俯主梁最大变形角度(°)0.2