基本信息
- 项目名称：
- 一种高精度太阳跟踪系统及其在阳光输送机中的应用
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 一种高精度太阳跟踪系统是为解决光伏产业太阳跟踪问题而设计的，系统跟踪精度达0.1°，它可用于太阳能聚光发电、热发电、热水器、太阳能海水淡化等，可将太阳能利用率提升92.2%；在此基础上，针对现代照明行业发展需求自主设计和制作了新一代光导照明产品——阳光输送机，其照明光线为纯自然光，健康、清洁环保；它有效地消除了传统照明产品光线单调发热等缺点。目前，已向中科院西安某研究所提供太阳跟踪系统一套。
- 详细介绍：
- 提高太阳能发电效率的有效途径就是采用跟踪式聚光发电——即配备太阳跟踪系统。配备太阳跟踪系统可以直接将太阳能发电的效率提高92.2%。对于新型太阳能发电材料砷化镓来说，采用跟踪聚光发电，太阳能发电效率更能提高到36%以上。然而，目前市场上设计的太阳跟踪系统存在价格昂贵、跟踪精度仅为0.3°、可靠性较差等缺点，制约了太阳跟踪系统在实际应用中的推广。 基于以上论述，设计了一种高精度太阳跟踪系统，其跟踪精度可达0.1°、性价比高、性能稳定。目前，该系统已经成功应用于中科院西安某研究所的太阳能聚光发电项目上。 在该系统的基础上，针对现代照明行业发展需求自主设计和制作了新一代光导照明产品——阳光输送机，它是新一代绿色环保的照明产品，其照明光线为纯自然光，不伤眼、健康、清洁环保；它有效地消除了传统照明产品光线单调、易使人眼睛疲劳、耗电量大、发热等缺点。它主要由太阳跟踪系统、聚光设备、阳光传输装置、终端等组成。晴天，太阳跟踪系统的控制器控制云台面板与太阳同步运行，并保证两者始终垂直；聚光设备为凸透镜，安装在云台面板上，凸透镜将太阳光聚光成一个直径约2mm的光斑，再通过阳光传输装置送到终端即可实现照明。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 经过长达一年的设计，解决了目前太阳自动跟踪精度低、成本高、可靠性差等几个关键技术问题，并设计出了使用寿命长、跟踪精度高、成本低、可靠性好的太阳跟踪控制系统，跟踪误差小于0.1°。该系统能够满足太阳能聚光发电、太阳能热发电等太阳能实际应用中的太阳跟踪要求。在此基础上，针对现代照明行业发展需求自主设计和制作了新一代光导照明产品——阳光输送机，它是新一代绿色环保的照明产品，其照明光线为纯自然光，不伤眼、健康、清洁环保；它有效地消除了传统照明产品光线单调、易使人眼睛疲劳、耗电量大、发热等缺点。目前，已向中科院西安某研究所提供太阳跟踪系统一套。
科学性、先进性
- 1.自主设计了高精度太阳跟踪系统，经过咸阳华星产品检测所测试，测试结果表明太阳跟踪精度优于0.1°； 2.设计出了一种结构巧妙的聚光型粗细调互补阳光传感器，其灵敏度优于0.1°，而设计成本仅9.6元，该阳光传感器已申报发明专利，专利号（或申请号）为：200910254624.4； 3.设计了一种太阳能自动跟踪系统中驱动电机的电源，较好地解决了这一问题，该电源的充放电次数超过50，000次，详细工作原理在作品说明书中。该电源已申报发明专利，专利号（或申请号）：200910219301.3； 4.阳光输送机采用聚光以后再传输的“光—光”采光方式，照明光线为自然光摆脱了传统的利用太阳能用于照明的 “光—电—光”模式，而直接采用“光—光”模式，省略了原来“光—电—光” 转换的复杂环节，使得太阳能用于照明的效率可以达到40%以上，并将太阳能用于照明的效率提高8倍以上； 5.阳光输送机的整体设计成本不到国外同类产品的1/10。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室调试基本结束，处于实验室到工业生产的中试阶段。
技术转让方式
- 授权
作品可展示的形式
- 实物、产品； 现场演示； 录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 一种高精度太阳跟踪系统跟踪精度优于0.1°，性价比高、系统稳定可靠。该系统可以应用于太阳能聚光发电、太阳能热发电、太阳能海水淡化、太阳能热水器、科研教育机构等；在相同情况下，采用该系统可将太阳能利用率提高92.2%。目前，该系统已经成功应用于中科院西安某研究所的太阳能聚光发电项目上。 阳光输送机为新一代绿色环保的照明产品，照明光线为纯自然光，健康清洁、低碳环保，它能用于商场超市、房地产北面房间、酒店宾馆、地下停车场、医院、市政照明、地铁、仓库以及普通居民的日常采光。根据市场调研估计，仅北京、武汉、西安的市场容量高达12万台，市场前景广阔，经济效益明显。
同类课题研究水平概述
- 国外方面，日本莱福瑞工程股份有限公司生产，由浙江省五金矿产进出口有限公司代理的“向日葵”系列产品与本产品原理类似，但其跟踪精度略逊于本作品，而且该公司产品的生产成本和销售定价都极高，并不被绝大多数企业和普通消费者接受，在市场竞争中很难占据有利地位。 国内方面，通过2009年12月份查新报告：目前国内几乎没有生产阳光输送机的厂家。而对于太阳跟踪系统，国内的跟踪精度在0.3°以上，本作品的跟踪精度优于0.1°。 本产品自主研发的太阳自动跟踪控制系统，能够精确敏锐的捕捉到太阳光角度的微弱变化，并迅速调整云台。设计的阳光传感器灵敏度高达0.1°，而设计成本仅9.6元。性价比远高于国外同类产品10倍以上。
