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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
石坤 张广鹏
在研究太阳运行轨迹和太阳能单轴跟踪原理的基础上,设计了一个基于C8051F20单片机的倾角可调式太阳能单轴跟踪实验系统。该系统能够模拟不同倾角的太阳能单轴跟踪支架工作过程,具有跟踪角度采集、跟踪角度显示、电机驱动、工作参数设定、手动和自动跟踪控制等功能。通过该实验系统的设计,能够使学生综合运用机构运动学、单片机原理及应用和计算机程序设计等知识,培养实践动手能力。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
向欢 匡迎春 姚帮松 曾洋泱 刘新庭
太阳能自动跟踪可以显著提高太阳能电池单位面积的光电转换率。提出一种新型光电跟踪方式:采用16个光敏电阻组成的圆形阵列,利用遮挡杆的投影检测太阳光的位置,间歇式调整太阳能板角度,实施自动跟踪。试验结果证明,该跟踪系统相对固定角度摆放方式,提高光伏电池发电效率33.04%;相比实时跟踪系统,降低机械耗能50%以上。
关键词：
太阳能 光电传感器 自动跟踪 控制系统
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
于振洋 吴军 张彬彬
该文针对传统太阳能聚光器二轴跟踪机构刚度低、能量消耗大等问题,提出一种具有驱动冗余的并联式太阳能聚光器跟踪机构,并研究其动力学建模方法及能量消耗。首先基于跟踪机构的运动学模型,利用虚功原理推导其动力学模型;然后规划跟踪机构跟踪太阳运动轨迹,并分析其跟踪太阳运动过程中驱动力变化以及能量消耗;最后比较该驱动冗余并联跟踪机构与其对应的非冗余跟踪机构在相同运动条件下的驱动力以及能量消耗。仿真分析结果表明:该文提出的跟踪机构具有高刚度、低能耗的优点。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘刚 贺云涛 张晓辉 王正平
设计了一种以绿色能源无人机动力系统为原型的太阳能混合动力系统综合实验平台,该平台采用被动式能源功率分配结构,加入最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)控制器,以无刷直流电机作为动力系统负载。还设计开发了电流电压采集模块以及控制记录模块。实验结果表明,该实验平台运行稳定可靠,能较真实的反映无人机动力系统工作过程,具有较高教学价值。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
杨伟伟 胡炼 周浩 赵润茂 许奕 林潮兴
平地机车身倾角是水田平地机平地铲自动调平控制的重要反馈信息。为满足平地铲自动调平的倾角测量精度要求，达到水田精准平整、减少水资源的浪费、提高水稻产量的目的，设计了一种基于ＤＳＰ的水田平地机倾角传感系统。采用惯性加速度计和陀螺仪作为倾角传感系统的倾角测量传感器，分析了倾角传感系统倾角测量原理、设计了硬件系统和基于卡尔曼滤波器的传感器融合算法。倾角传感系统综合利用加速度计所测的重力加速度分量和重力加速度的三角关系以及陀螺仪所测的角速度和车身倾角的导数关系测量获得平地机车身倾角；采用三轴加速计ＡＤＩＳ１６３００、陀螺仪ＡＤＸＲＳ４５３和ＤＳＰ处理器ＴＭＳ３２０Ｆ２８０６９等器件组成倾角传感系统的硬件．．．
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
曹宝文 陈子坚 王培宏
充分利用太阳能、电能和热能,设计了光电系统和光热系统协调运行的地采暖实验平台。利用直流发热电缆的热响应快和热水散热较慢的特点,双系统运行提高了供热的稳定性及运行效率。控制系统采用模糊PID算法和直流调压器实现温度控制,并设计了相应的控制策略。实验表明,该系统的温度均匀性和热舒适性良好,可以实现节能减排,还可应用于新能源专业的实验实训教学,提高学生运用现有知识解决综合问题的能力和应用技术水平。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
孔祥强 高琛 董山东 姜开林 乔尚游
根据实验教学的需要并结合科研项目,设计并搭建了基于微通道换热技术的直膨式太阳能热泵系统综合实验平台,热泵循环工质为R134a。实验平台主要由裸板式太阳能集热/蒸发器、压缩机、微通道冷凝器、蓄热水箱、电子膨胀阀、数据采集与控制系统等组成。开发了基于LabVIEW虚拟仪器软件的数据监控系统,实现了温度、压力、太阳辐射强度、环境风速、功率等运行参数的自动检测、显示、存储和报警等功能。应用表明,该实验平台性能稳定、测量精度高、操作方便,而且功能扩展性好,有利于培养学生的创新精神、实践能力、科研能力和团队合作能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王义成 夏本明
绿色发展理念已经成为全社会的共识，“双碳”目标的提出，亟待开发可再生的廉价能源，钙钛矿太阳能电池作为第三代太阳能电池的代表，其前驱体制备需要通风环境，电池器件制备需要恒温恒湿环境以及真空蒸镀的无水无氧环境。在相对固定的实验室空间内，通过围护结构、通排风系统和补风系统、洁净系统以及空调系统的设计与建设实现以上功能，并有效解决了大通风量和洁净室共存的问题，同时对手套箱“再生”废气进行了有效的净化处理。
关键词：
太阳能电池 多功能化 实验室设计
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王攀攀 杨千禧 刘扬 张成 徐瑞东
该文针对徐州地区零能耗太阳能住宅的用电需求，设计出一套并网型二级式光伏发电系统。首先依据住宅的最大日均用电量设计光伏发电系统的容量，进而进行选型确定光伏组件的参数和数量；然后对DC/DC变换器、DC/AC变换器和滤波器的主电路进行设计，通过分析各部分电路的输入输出关系、电压/电流纹波和滤波特性等限制条件，计算相关元器件参数；接着针对最大功率跟踪、并网电流无静差跟踪、直流母线电压保持稳定等控制要求，选定各级变换器的控制策略，并设计相关控制参数；最后利用Simulink软件建立整个光伏发电系统模型，进行仿真实验分析。结果表明：所设计的光伏发电系统无论在强光照下还是弱光照下，都能保证家用电器正常工作，且各级电路的电压电流控制效果良好。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
宋国华 张振涛 杨鲁伟 赵冬冬 魏从刚
为提高污水处理厂污泥处理处置水平,探求温室太阳能和热泵技术在污泥干化领域的应用方法,设计一种新型温室太阳能污泥干化系统。该系统主要由温室、翻泥机、辅助热源、通风系统、保温系统组成。在河南地区对系统的核心部件,扰流风机、翻泥机和热泵系统进行了热性能试验研究。结果表明:扰流风机扰乱了温室内部的温度分布,使上部的热能向下部流动,温室底部温度提升了3～5℃;在本研究涉及的风速范围内,风速为2～6m/s时对污泥干化起促进作用,6～8m/s时,干化含水率减小缓慢,此时对污泥干化系统扰动较大。翻泥机翻泥的时间间隔与温室内热能相关,间隔为30～70min范围内与干化含水率存在线性关系;在太阳能不足的冬季使用水...
关键词：
温室 太阳能 热泵 污泥干化
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
于威 刘艳华 刘文合 赵荣飞 张玉清
寒冷地区,日光温室越冬生产需要补充热能来满足作物生长需求的温度环境,传统加温方式不但增加农业生产的运营成本,也污染环境。为了改善这一问题,研究设计温室太阳能辅助加温系统,利用太阳能集热器收集太阳能,用水做媒介存储热能,在温室后墙布设散热水管,根据室内外环境条件控制运行,对温室内小气候主动调节,创造温室作物生长的适宜环境条件。该研究对系统墙挂水管散热方式的加温效果、热效率、节能减排效率进行试验分析。结果表明:该加温系统,在晴天条件下,可使温室内平均气温提高5.7℃,最低气温提高3.7℃;在阴天条件下,应用加温系统使温室内平均气温提高3.5℃。最低气温提高7.1℃。但墙挂式加温系统对土壤温度的影响较小。选择沈阳地区冬季最寒冷的4个月为加温系统的运行测试和试验数据采集时段,计算得到墙挂式太阳能辅助加温系统的工作热效率为41.1%,对比传统燃煤锅加温方式,系统可节约传统能源量折合成标煤5.13t,同时可减少CO_2排放量12.8 t,减少SO_2排放量0.38 t。同时,根据该试验结果对前期系统优化的模拟结果进行了验证,二者满足吻合度要求。该设计为生态温室墙挂式太阳能辅助加温系统的应用推广提供科学依据。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
文泉 陈文宇 陈娟
文章结合目前计算机视觉领域中目标跟踪的研究热点,实现了包含时空正则化相关滤波器、基于多线索相关滤波的跟踪器、相关滤波网络、递归卷积神经网络等先进算法的"空中飞行目标跟踪系统"的实验设计,包括目标跟踪的实验流程设计、实验准备设计和实验分析设计。通过该实验,激发了学生对计算机领域科研实践的兴趣,促进了学生对该领域科研热点的关注、理解和实践。
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
陈仕国 陈学永 林福财 赖定彪
根据天文学上的天球模型,选择地平坐标系法的高度角和方位角来描述太阳位置,并将高度角和方位角的算法程序化,以此作为双轴太阳能跟踪装置的核心算法.采用STC89C52作为控制芯片,利用高精度时钟芯片DS12C887提供时间信息,同时引入风速传感器和压力传感器,使得控制系统能在恶劣条件下可实现自保护和除雪自清洁的功能.最后通过立杆投影法验证太阳能跟踪装置的跟踪效果.
关键词：
太阳能跟踪 天文算法 高度角 方位角
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘子荣 张晓辉 刘军虎 李焱宇 王同辉
为探究太阳能无人机在飞行过程中飞行姿态与能量状态之间的耦合关系，该文设计了太阳能无人机姿态/能量耦合实验教学平台。该平台可有效模拟无人机俯仰、滚转和偏航姿态，实时测量不同飞行状态时太阳能机翼发电状态的变化，通过单轴转动实验和模拟飞行姿态的多轴转动实验，展示了姿态/能量耦合机理；通过引入最大功率点跟踪控制器，对比分析了不同控制算法的跟踪效果。实验结果表明该实验教学平台可直观展示太阳能无人机的能效特点，帮助学生认知太阳能无人机运动特征与太阳能机翼发电功率的耦合关系，可有效支撑太阳能无人机高能效飞行关键技术实验研究。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
白章 胡文鑫 魏秀东 郑博 袁宇
太阳能模拟器是开展太阳能光热利用实验研究和实验教学的重要平台。该文探讨了采用朗伯靶和CCD相机组合的能流密度间接测量实验，通过多类型组合和调控方式研究其高汇聚比聚光集热特性，结果发现，聚焦光斑能流密度高，呈现中间高、四周低的分布特性。该综合性实验有助于学生深入理解太阳能聚光集热原理和辐射传热等基础理论知识，并可为学生开展创新实践活动提供重要平台支撑，由此提高课程教学成效和学生的综合素养。
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