太阳能自动跟踪系统设计毕业论文

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1、太阳能自动跟踪系统设计毕业论文目录1绪论11.1课题来源11.2课题背景11.2.1能源现状及发展11.2.2我国太阳能资源11.2.3目前太阳能的开发和利用21.2.4太阳能的特点21.3课题研究的目的21.4研究课题的意义21.4.1新环保能源21.4.2提高太阳能的利用率31.5太阳能利用的国内外发展现状31.6太阳追踪系统的国内外研究现状41.7论文的研究内容51.8论文结构52太阳能自动跟踪系统总体设计62.1太阳运行的规律62.2跟踪器机械执行部分比较选择62.2.1立柱转动式跟踪器62.2.2陀螺仪式跟踪器72.2.3齿圈转动

2、式跟踪器72.2.4本课题的机械设计方案82.3跟踪方案的比较选择82.3.1视日运动轨迹跟踪92.3.2光电跟踪92.3.3视日运动轨迹跟踪和光电跟踪相结合112.3.4本设计的跟踪方案123机械设计部分133.1太阳能自动跟踪系统机械设计方案133.2第一齿轮转动计算13563.2.1材料选择133.2.2尺寸计算133.2.3校核计算143.2.4齿根弯曲疲劳强度验算153.3第二齿轮转动计算173.3.1材料选择173.3.2尺寸计算173.3.3校核计算173.3.4齿根弯曲疲劳强度验算193.4轴瓦校核计算203.4.1大轴瓦校

3、核计算203.4.2小轴瓦校核计算223.5键联接计算253.5.1主轴与大齿轮的键联接253.5.2小轴与齿圈的键联接253.5.3步进电机1输出轴与小齿轮1的联接253.5.4步进电机2输出轴与小齿轮2的联接253.6抗风性分析263.6.1底座上螺钉校核263.6.2轴校核264自动跟踪系统设计284.1系统总体结构284.2光电转换器284.2.1光电转换电路284.3单片机及其外围电路294.3.1AT89C51单片机294.3.2外围电路314.4步进电动机及驱动电路324.4.1步进电动机介绍324.4.2步进电机的主要特性3

4、24.4.3步进电机的选择334.4.4驱动电路344.5系统的实现354.5.1光敏电阻光强比较法354.5.2光敏电阻光强比较法的工作过程36564.5.3系统的流程图375结论395.1结论395.2展望39致谢40参考文献41附录143附录25156561绪论1.1课题来源模拟生产实际课题:太阳能自动跟踪系统设计。1.2课题背景1.2.1能源现状及发展能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础。当前，包括我国在内的绝大多数国家都以石油、天然气和煤炭等矿物燃料为主要能源。随着矿物燃料的日渐枯竭和全球环境的不断恶化，很多国家都在认真探索能源

5、多样化的途径，积极开展新能源和可再生能源的研究开发工作[1]。虽然在可预见的将来，煤炭、石油、天然气等矿物燃料仍将在世界能源结构中占有相当的比重，但人们对核能以及太阳能、风能、地热能、水力能、生物能等可持续能源资源的利用日益重视，在整个能源消耗中所占的比例正在显著地提高。据统计[2]，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，从而结束矿物燃料一统天下的局面。相对于日益枯竭的化石能源来说，太阳能似乎是未来社会能

6、源的希望所在。1.2.2我国太阳能资源我国幅员广大，有着十分丰富的太阳能资源。我国地处北半球欧亚大陆的东部，土地辽阔，幅员广大。我国的国土跨度从南到北、自西至东，距离都在5000km以上，总面积达960×104km，占世界总面积的7%，居世界第三位。据估算[3]，我国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。从全国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建

7、东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区最大，那里平均海拔高度在4000m以上，大气层薄而清洁，透明度好，纬度低，日照时间长。例如被人们称为“日光城”的拉萨市，1961年至1970年的平均值，年平均日照时间为3005.7h，相对日照为68％，年平均晴天为108.5天，阴天为98.8天，年平均云量为4.8，太阳总辐射为816KJ/cm2·A，比全国其它省区和同纬度的地区都高。全国以四川和贵州两省的太阳年辐射总量最小，其中尤以四川盆地为最，那里雨多、雾多，晴天较少。例如素有“雾都”之称的成都市，

8、年平均日照时数仅为1152.2h，相对日照为26％，年平均晴天为24.7天，阴天达244.6天，年平均云量高达8.4。其它地区的太阳年辐射总量居中。561.2.3目前太阳能的开发