PLC双轴伺服太阳能跟踪系统的设计+CAD图纸+梯形图(4)

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而除了能源不断紧缺之外，大量消耗的化石能源引起了一连串的环境问题。由于煤、石油等化石燃料的燃烧，每年约有数十万吨的硫等有害物质排向天空，使得大气环境遭到了严重的污染，直接影响到了居民的身体健康以及生活质量，局部地区形成的酸雨，严重的污染了水土。

人类对于化石能源的利用产生了大量的温室气体从而导致了温室效应，引起了全球气候的变化。这一问题已经提到了全球的议事日程上，有关的国际组织已经召开了多次的会议，用来限制各国对二氧化碳等温室气体的排放量[4]。

面对能源短缺的严峻形势，当前世界大多数国家对能源的问题已经变的越来越重视。新的能源技术及节能技术在世界范围内得以迅速的发展。太阳能，燃料电池，海洋能等新兴能源的研究与应用向人们描绘出了美好的未来。其中太阳能的应用技术更是以其所特有的优势在全世界范围内蓬勃发展，使深陷能源危机焦虑中的人类，感到了些许的欣慰[5]。

与化石能源相比太阳能具有众多的优点。不断的再生性，分布范围广泛，安全、无污染，正可谓是取之不尽，用之不竭。太阳能每秒钟到达地面的能量总和高达80万千瓦时，如果我们可以把地球表面0.1%的太阳能转为电能，即使只有5%的转变率，我们每年的发电量也可以可达5.6×1012千瓦时，是目前全世界能耗的40多倍。因此，太阳能等可再生能源行业已经呈现除了爆发式的发展。由欧洲、日本等能源机构的预测。到2020年，光伏发电将占到全球发电总量的1％，而2040年将能占到全球发电总量的20％，到2050年左右，太阳能将会成为全球主要的替代能源[6]。

1.1.2 国内外对太阳能的利用现状

1.2 系统研究的目的和意义

太阳能作为一种低密度，间歇性，空间分布在不断变化的能源，这就使得对于太阳能的收集以及利用提出了更为高标准的要求。目前，对于提高太阳能的利用率的研究主要集中在两个方面：一个方面是如何提高太阳能装置的能量转换效率；而另一方面则是如何提高太阳能的集热效率。相比较而言前者属于能量的转换领域，还有待更多的研究。而后者主要通过利用现有的技术就能够解决。无论是哪种太阳能的利用设备，倘若它的采光装置能够自动的追踪太阳并能够始终保持与太阳光的垂直，那么它就能够在有限的面积内收集到更多的太阳能。太阳能电池的发电原理是利用光伏发电，即是通过一个对有光响应的器件将太阳的光能转化成为电能。太阳能电池板的发电量与太阳光的入射角有关，当太阳光线的照射角度与太阳电池板平面垂直时的转换效率是最高的。

因而，在这样一个大的前提下，我们希望可以制作一套全自动太阳能追光系统，从而实现最大限度地去使用太阳能。

1.3 国内外的研究现状

太阳辐照的追踪装置要对应于昼夜，阴晴的更替。当太阳落山时，追踪装置朝向西边，然后停止工作，并能够自动的复位。当遇到乌云时，追踪装置的传感单元无法反应出太阳光线的变化，当乌云过后太阳可能偏离了较大的角度，在遇到这种情况时就要求追踪装置的传感探测单元能够在较大范围内可以反应出太阳光线强弱的变化。

现有的用于太阳观测的科学研究的太阳追踪装置虽然追踪十分准确但是其价格太过于昂贵，普通民众负担不起，其主要用于科学研究，比如国家气象计量站研制出来的FST型全自动太阳跟踪器，其采用了传感器定位与太阳运行的轨迹定位相互结合的设计弥补了赤道架型太阳跟踪器的缺点，因而具有全天候，全自动，高精度的等优点[9]。