基本信息
- 項目名稱：
- 一種高精度太陽跟蹤系統(tǒng)及其在陽光輸送機中的應用
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 一種高精度太陽跟蹤系統(tǒng)是為解決光伏產(chǎn)業(yè)太陽跟蹤問題而設計的，系統(tǒng)跟蹤精度達0.1°，它可用于太陽能聚光發(fā)電、熱發(fā)電、熱水器、太陽能海水淡化等，可將太陽能利用率提升92.2%；在此基礎上，針對現(xiàn)代照明行業(yè)發(fā)展需求自主設計和制作了新一代光導照明產(chǎn)品——陽光輸送機，其照明光線為純自然光，健康、清潔環(huán)保；它有效地消除了傳統(tǒng)照明產(chǎn)品光線單調(diào)發(fā)熱等缺點。目前，已向中科院西安某研究所提供太陽跟蹤系統(tǒng)一套。
- 詳細介紹：
- 提高太陽能發(fā)電效率的有效途徑就是采用跟蹤式聚光發(fā)電——即配備太陽跟蹤系統(tǒng)。配備太陽跟蹤系統(tǒng)可以直接將太陽能發(fā)電的效率提高92.2%。對于新型太陽能發(fā)電材料砷化鎵來說，采用跟蹤聚光發(fā)電，太陽能發(fā)電效率更能提高到36%以上。然而，目前市場上設計的太陽跟蹤系統(tǒng)存在價格昂貴、跟蹤精度僅為0.3°、可靠性較差等缺點，制約了太陽跟蹤系統(tǒng)在實際應用中的推廣。 基于以上論述，設計了一種高精度太陽跟蹤系統(tǒng)，其跟蹤精度可達0.1°、性價比高、性能穩(wěn)定。目前，該系統(tǒng)已經(jīng)成功應用于中科院西安某研究所的太陽能聚光發(fā)電項目上。 在該系統(tǒng)的基礎上，針對現(xiàn)代照明行業(yè)發(fā)展需求自主設計和制作了新一代光導照明產(chǎn)品——陽光輸送機，它是新一代綠色環(huán)保的照明產(chǎn)品，其照明光線為純自然光，不傷眼、健康、清潔環(huán)保；它有效地消除了傳統(tǒng)照明產(chǎn)品光線單調(diào)、易使人眼睛疲勞、耗電量大、發(fā)熱等缺點。它主要由太陽跟蹤系統(tǒng)、聚光設備、陽光傳輸裝置、終端等組成。晴天，太陽跟蹤系統(tǒng)的控制器控制云臺面板與太陽同步運行，并保證兩者始終垂直；聚光設備為凸透鏡，安裝在云臺面板上，凸透鏡將太陽光聚光成一個直徑約2mm的光斑，再通過陽光傳輸裝置送到終端即可實現(xiàn)照明。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 經(jīng)過長達一年的設計，解決了目前太陽自動跟蹤精度低、成本高、可靠性差等幾個關鍵技術問題，并設計出了使用壽命長、跟蹤精度高、成本低、可靠性好的太陽跟蹤控制系統(tǒng)，跟蹤誤差小于0.1°。該系統(tǒng)能夠滿足太陽能聚光發(fā)電、太陽能熱發(fā)電等太陽能實際應用中的太陽跟蹤要求。在此基礎上，針對現(xiàn)代照明行業(yè)發(fā)展需求自主設計和制作了新一代光導照明產(chǎn)品——陽光輸送機，它是新一代綠色環(huán)保的照明產(chǎn)品，其照明光線為純自然光，不傷眼、健康、清潔環(huán)保；它有效地消除了傳統(tǒng)照明產(chǎn)品光線單調(diào)、易使人眼睛疲勞、耗電量大、發(fā)熱等缺點。目前，已向中科院西安某研究所提供太陽跟蹤系統(tǒng)一套。
科學性、先進性
- 1.自主設計了高精度太陽跟蹤系統(tǒng)，經(jīng)過咸陽華星產(chǎn)品檢測所測試，測試結果表明太陽跟蹤精度優(yōu)于0.1°； 2.設計出了一種結構巧妙的聚光型粗細調(diào)互補陽光傳感器，其靈敏度優(yōu)于0.1°，而設計成本僅9.6元，該陽光傳感器已申報發(fā)明專利，專利號（或申請?zhí)枺椋?00910254624.4； 3.設計了一種太陽能自動跟蹤系統(tǒng)中驅(qū)動電機的電源，較好地解決了這一問題，該電源的充放電次數(shù)超過50，000次，詳細工作原理在作品說明書中。該電源已申報發(fā)明專利，專利號（或申請?zhí)枺?00910219301.3； 4.陽光輸送機采用聚光以后再傳輸?shù)摹肮狻狻辈晒夥绞?，照明光線為自然光擺脫了傳統(tǒng)的利用太陽能用于照明的 “光—電—光”模式，而直接采用“光—光”模式，省略了原來“光—電—光” 轉換的復雜環(huán)節(jié)，使得太陽能用于照明的效率可以達到40%以上，并將太陽能用于照明的效率提高8倍以上； 5.陽光輸送機的整體設計成本不到國外同類產(chǎn)品的1/10。
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 實驗室調(diào)試基本結束，處于實驗室到工業(yè)生產(chǎn)的中試階段。
技術轉讓方式
- 授權
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品； 現(xiàn)場演示； 錄像
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 一種高精度太陽跟蹤系統(tǒng)跟蹤精度優(yōu)于0.1°，性價比高、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。該系統(tǒng)可以應用于太陽能聚光發(fā)電、太陽能熱發(fā)電、太陽能海水淡化、太陽能熱水器、科研教育機構等；在相同情況下，采用該系統(tǒng)可將太陽能利用率提高92.2%。目前，該系統(tǒng)已經(jīng)成功應用于中科院西安某研究所的太陽能聚光發(fā)電項目上。 陽光輸送機為新一代綠色環(huán)保的照明產(chǎn)品，照明光線為純自然光，健康清潔、低碳環(huán)保，它能用于商場超市、房地產(chǎn)北面房間、酒店賓館、地下停車場、醫(yī)院、市政照明、地鐵、倉庫以及普通居民的日常采光。根據(jù)市場調(diào)研估計，僅北京、武漢、西安的市場容量高達12萬臺，市場前景廣闊，經(jīng)濟效益明顯。
同類課題研究水平概述
- 國外方面，日本萊福瑞工程股份有限公司生產(chǎn)，由浙江省五金礦產(chǎn)進出口有限公司代理的“向日葵”系列產(chǎn)品與本產(chǎn)品原理類似，但其跟蹤精度略遜于本作品，而且該公司產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和銷售定價都極高，并不被絕大多數(shù)企業(yè)和普通消費者接受，在市場競爭中很難占據(jù)有利地位。 國內(nèi)方面，通過2009年12月份查新報告：目前國內(nèi)幾乎沒有生產(chǎn)陽光輸送機的廠家。而對于太陽跟蹤系統(tǒng)，國內(nèi)的跟蹤精度在0.3°以上，本作品的跟蹤精度優(yōu)于0.1°。 本產(chǎn)品自主研發(fā)的太陽自動跟蹤控制系統(tǒng)，能夠精確敏銳的捕捉到太陽光角度的微弱變化，并迅速調(diào)整云臺。設計的陽光傳感器靈敏度高達0.1°，而設計成本僅9.6元。性價比遠高于國外同類產(chǎn)品10倍以上。
