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光电传感器在太阳能应用领域的解析

2018-03-15
關(guān)鍵詞: 光电传感器

  隨著全球資源逐漸匱乏與能源需求不斷增長(zhǎng)之間的矛盾日益凸顯,太陽(yáng)能作為綠色清潔能源受到越來(lái)越多的關(guān)注和研究,開發(fā)太陽(yáng)能資源,尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力是整個(gè)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑之一。目前的太陽(yáng)能利用方式主要有以下四種:光熱利用、太陽(yáng)能發(fā)電、光化利用及光生物利用。

  我國(guó)較成熟的太陽(yáng)能產(chǎn)品主要集中在太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)和太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)兩個(gè)方面,經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,這兩項(xiàng)產(chǎn)業(yè)已形成較為完整的產(chǎn)業(yè)化體系。然而,在目前大多數(shù)的太陽(yáng)能項(xiàng)目中,仍未最大限度地利用太陽(yáng)能,未能隨著太陽(yáng)高度角及方位角的變化,及時(shí)變換太陽(yáng)能電池板或太陽(yáng)能集熱器的旋轉(zhuǎn)角度,一天中有相當(dāng)一部分時(shí)間未能有效利用太陽(yáng)能。若能隨著太陽(yáng)位置的變化不斷調(diào)整太陽(yáng)能電池板或集熱器的角度,即對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行跟蹤,則可以很大程度上提高太陽(yáng)能的利用率。

  目前國(guó)內(nèi)外的太陽(yáng)跟蹤器按跟蹤原理分為:傳感器檢測(cè)的主動(dòng)跟蹤原理和太陽(yáng)位置計(jì)算的被動(dòng)跟蹤原理。

  傳感器檢測(cè)的主動(dòng)跟蹤原理:

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  利用硅光電池的光電效應(yīng),在太陽(yáng)能集光板上高度和方位方向各放置兩個(gè)長(zhǎng)方形的硅光電池板,陽(yáng)光通過(guò)通光筒照射在硅光電池板上。高度方向硅光電池被分為A、B兩個(gè)區(qū)域,方位方向硅光電池被分為C、D兩個(gè)區(qū)域。通過(guò)電壓比較電路可分別計(jì)算出它們之間的電壓差。

  太陽(yáng)位置計(jì)算的被動(dòng)跟蹤原理:

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  太陽(yáng)在天球上的位置可由太陽(yáng)高度角和太陽(yáng)方位角來(lái)確定。地球上觀測(cè)點(diǎn)同太陽(yáng)中心連線與地平面的夾角,稱為太陽(yáng)高度角;地球上觀測(cè)點(diǎn)同太陽(yáng)中心連線在地平面上的投影與正南方向之間的夾角,稱為太陽(yáng)方位角。太陽(yáng)運(yùn)行軌跡與太陽(yáng)高度角α、方位角γ的關(guān)系。δ為太陽(yáng)赤位角,ω為太陽(yáng)時(shí)角,φ為當(dāng)?shù)氐木暥?。?duì)于δ和ω這兩個(gè)參數(shù)的精確計(jì)算要滿足高精度跟蹤的需求,并根據(jù)實(shí)際情況來(lái)不斷修正;同時(shí),還需要結(jié)合傳感器檢測(cè)的原理加以修正。根據(jù)硬件時(shí)鐘提供的日歷時(shí)間計(jì)算出太陽(yáng)的高度角和方位角,進(jìn)而控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向和角度,由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)支架轉(zhuǎn)動(dòng)精確地跟蹤太陽(yáng)。

  如今,有多種跟蹤太陽(yáng)的方式:

  時(shí)鐘式太陽(yáng)跟蹤裝置:此裝置是一種被動(dòng)式裝置,有單軸和雙軸兩種類型,系統(tǒng)根據(jù)時(shí)間將方位角和仰俯角分為幾等份,在固定時(shí)間段內(nèi)通過(guò)控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)按固定的角度旋轉(zhuǎn),進(jìn)而跟蹤太陽(yáng)。

  最大功率跟蹤裝置:本方法以動(dòng)態(tài)平衡追蹤太陽(yáng)能系統(tǒng)的最大功率。本方法特征是太陽(yáng)能板與直流/直流升降壓轉(zhuǎn)換器間聯(lián)接一個(gè)瞬間功率型超級(jí)電容,作為能量的動(dòng)態(tài)平衡器,將太陽(yáng)能板產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)換成電容器形態(tài)的電能進(jìn)行最大功率演算,可大幅度簡(jiǎn)化演算程序,提升追蹤演算的實(shí)時(shí)性與可靠度,提高太陽(yáng)能系統(tǒng)效率。

  光電式跟蹤裝置:此類裝置使用光電傳感器如硅傳感器,硅傳感器是一種工業(yè)級(jí)太陽(yáng)能傳感器,傳感器體的緊湊尺寸使它易于集成在任何應(yīng)用程序中使用它或者沒有安裝板。對(duì)于全球水平測(cè)量應(yīng)用,傳感器可以安裝水平位置與標(biāo)準(zhǔn)可拆卸安裝板與精神水平和水平腳。具有防紫外線擴(kuò)散的單硅探測(cè)器在低太陽(yáng)高程時(shí)也給出了余弦響應(yīng)角度。由于圓錐的作用,使其在擴(kuò)散面上的淤積或水沉積作用最小幾何形狀。

  以上每種跟蹤方式都可完成對(duì)太陽(yáng)的跟蹤,但這些方式都是被動(dòng)式太陽(yáng)跟蹤方式,只能被動(dòng)地接收太陽(yáng)輻射作為驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)。時(shí)鐘式靈敏度不高,不能高效地利用太陽(yáng)能;最大功率和光電跟蹤裝置靈敏度高,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為方便,但受天氣的影響很大,如果在較長(zhǎng)時(shí)間段里出現(xiàn)烏云遮住太陽(yáng)的情況,太陽(yáng)光線往往不能照到硅光電管上,導(dǎo)致跟蹤裝置無(wú)法對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng),甚至?xí)饒?zhí)行機(jī)構(gòu)的誤動(dòng)作。

  太陽(yáng)以電磁波的形式向外傳遞能量,稱太陽(yáng)輻射(solar radiation),是指太陽(yáng)向宇宙空間發(fā)射的電磁波和粒子流。太陽(yáng)輻射所傳遞的能量,稱太陽(yáng)輻射能。太陽(yáng)輻射強(qiáng)度是表示太陽(yáng)輻射強(qiáng)弱的物理量,稱為太陽(yáng)輻射強(qiáng)度。單位是W/m2,即點(diǎn)輻射源在給定方向上發(fā)射的在單位立體角內(nèi)的輻射通量。

  太陽(yáng)輻射是地球表層能量的主要來(lái)源。太陽(yáng)輻射在大氣上界的分布是由地球的天文位置決定的,稱此為天文輻射。由天文輻射決定的氣候稱為天文氣候。天文氣候反映了全球氣候的空間分布和時(shí)間變化的基本輪廓。太陽(yáng)輻射隨季節(jié)變化呈現(xiàn)有規(guī)律的變化,形成了四季。除太陽(yáng)本身的變化外,天文輻射能量主要決定于日地距離、太陽(yáng)高度角和晝長(zhǎng)。

  下面是工采網(wǎng)小編為大家整理的幾款適用于太陽(yáng)能領(lǐng)域的光電傳感器產(chǎn)品,將優(yōu)勢(shì)和性能都詳細(xì)的給大家分析清楚。

  Rain Wise 光電傳感器 - ms-802,ms-802f

  ms-802標(biāo)準(zhǔn)pyran度計(jì)是測(cè)量全球太陽(yáng)能的終極參考傳感器,具有最高精度的輻照度,它堅(jiān)固的黃銅機(jī)械結(jié)構(gòu)使它成為一個(gè)耐用的傳感器,適合在惡劣的環(huán)境中使用,ms-802被用作PV研究和氣候研究的標(biāo)準(zhǔn),ogy在世界各地的研究,與太陽(yáng)跟蹤器(str系列)或手動(dòng)著色環(huán)(rsr-01)相結(jié)合,分別是全局的正常的入射(GNI)和漫射(DHI)的輻照度可以測(cè)量。ms-802f是ms-802綜合呼吸機(jī)機(jī)組,以改善各種環(huán)境條件下的性能(防止或減少露水、雨、雪、冰和灰塵的影響)。

  Rain Wise 光電傳感器ms-802和ms-802f特征:

  二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)日射強(qiáng)度計(jì)

  快速響應(yīng)時(shí)間(95%小于5S)

  溫度補(bǔ)償

  寬溫度范圍

  高品質(zhì)光學(xué)玻璃圓屋頂

  適當(dāng)?shù)挠嘞翼憫?yīng)

  ms-802f是ms-802,有110真空吸塵器/ 12 VDC通風(fēng)系統(tǒng)

  防止任何可能的影響,霜,雪和塵土

  Rain Wise 光電傳感器 硅傳感器 - ML-01

  ML-01型硅傳感器是參考單元和寬帶熱電比熱計(jì)的鏈接。與參考傳感器相比,它有適當(dāng)?shù)挠嘞抑担蚁鄬?duì)緊湊,但有好處與光伏組件(響應(yīng)時(shí)間、光譜和溫度響應(yīng))相同。ML-01是一種工業(yè)級(jí)太陽(yáng)能傳感器,專門用于性能比測(cè)量作為氣象、農(nóng)業(yè)和環(huán)境研究的輻照度測(cè)量應(yīng)用。傳感器體的緊湊尺寸使它易于集成在任何應(yīng)用程序中使用它或者沒有安裝板。對(duì)于全球水平測(cè)量應(yīng)用,傳感器可以安裝水平位置與標(biāo)準(zhǔn)可拆卸安裝板與精神水平和水平腳。具有防紫外線擴(kuò)散的單硅探測(cè)器在低太陽(yáng)高程時(shí)也給出了余弦響應(yīng)角度。由于圓錐的作用,使其在擴(kuò)散面上的淤積或水沉積作用最小幾何形狀。ml - 01根據(jù)適用于PV的國(guó)際校準(zhǔn)方法進(jìn)行校準(zhǔn)參考細(xì)胞(25°C / AM1.5G 1000 w / m2 AAA太陽(yáng)能模擬器(IEC 60904 - 3)。所有EKO貿(mào)易輻射傳感器可追溯至世界輻射參考(WRR)。該傳感器的低輸出電壓可以很容易地轉(zhuǎn)換成4 - 20ma電流或更高的電壓MS-4 . .20 ma轉(zhuǎn)換器。mV/ mA轉(zhuǎn)換器可以在程序中預(yù)先編程和優(yōu)化操作范圍與通用測(cè)量設(shè)備兼容。

  Rain Wise 光電傳感器 硅傳感器ML-01特征:

  快速響應(yīng)時(shí)間(10ms)

  CIE適應(yīng)光的反應(yīng)

  玻璃穹頂加上勸阻光學(xué)

  低溫度依賴性

  Rain Wise 光電傳感器 - MS-700,ms-700dni

  這種緊湊的全天候ms-700光譜輻射計(jì)在許多方面都是獨(dú)一無(wú)二的。它是一種參考儀器在許多高端研究應(yīng)用中,戶外光譜輻照度測(cè)量值。MS- 700覆蓋從350納米到1050nm的光譜范圍,并從一個(gè)先進(jìn)的光譜儀得到好處。隨時(shí)間的穩(wěn)定輸出。探測(cè)器單元溫度控制在一個(gè)固定的溫度下,達(dá)到最大值在一個(gè)廣泛的操作溫度范圍內(nèi)的性能。它可以由數(shù)據(jù)記錄器完全控制通過(guò)串行命令接口,不需要單獨(dú)的PC。使用5度角平行管的ms-700 DNI和它具有相同的特性,石英玻璃被加熱,將保持不受露水沉積和冰的影響。由于其緊湊的尺寸可以與str-21g和str22g的太陽(yáng)追蹤器結(jié)合使用。

  Rain Wise 光電傳感器 MS-700和ms-700dni特征:

  適合永久戶外使用

  優(yōu)良的長(zhǎng)期穩(wěn)定性

  的探測(cè)器陣列

  好的余弦響應(yīng)

  綜合擴(kuò)散和光學(xué)

  低溫度依賴性

  數(shù)據(jù)記錄器完全可控制

  高質(zhì)量校準(zhǔn)


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