伺服機構的設計與實現(xiàn)(硬件)論文

1、本文由promacho貢獻doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。畢業(yè)設計論文1緒論1.1課題來源模擬生產實際課題:太陽能自動跟蹤系統(tǒng)設計。1.2課題背景1.2.1能源現(xiàn)狀及發(fā)展能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的物質基礎。當前，包括我國在內的絕大多數(shù)國家都以石油、天然氣和煤炭等礦物燃料為主要能源。隨著礦物燃料的日漸枯竭和全球環(huán)境的不斷惡化，很多國家都在認真探索能源多樣化的途徑，積極開展新能源和可再

2、生能源的研究開發(fā)工作[1]。雖然在可預見的將來，煤炭、石油、天然氣等礦物燃料仍將在世界能源結構中占有相當?shù)谋戎?，但人們對核能以及太陽能、風能、地熱能、水力能、生物能等可持續(xù)能源資源的利用日益重視，在整個能源消耗中所占的比例正在顯著地提高。據(jù)統(tǒng)計[2]，20世紀90年代，全球煤炭和石油的發(fā)電量每年增長l%，而太陽能發(fā)電每年增長達20%，風力發(fā)電的年增長率更是高達26%。預計在未來5至10年內，可持續(xù)能源將能夠與礦物燃料相抗衡，從而結束礦物

3、燃料一統(tǒng)天下的局面。相對于日益枯竭的化石能源來說，太陽能似乎是未來社會能源的希望所在。1.2.2我國太陽能資源我國幅員廣大，有著十分豐富的太陽能資源。我國地處北半球歐亞大陸的東部，土地遼闊，幅員廣大。我國的國土跨度從南到北、自西至東，距離都在5000km以上，總面積達96010km，占世界總面積的7%，居世界第三位。據(jù)估算[3]，我國陸地表面每年接收的太陽輻射能約為5010KJ，全國各地太陽年輻射總量達335～837KJcm2A，中值為

4、586KJcm2A。從全國太陽年輻射總量的分布來看，西藏、青海、新疆、內蒙古南部、山西、陜西北部、河北、山東、遼寧、吉林西部、云南中部和西南部、廣東東南部、福建東南部、海南島東部和西部以及臺灣省的西南部等廣大地區(qū)的太陽輻射總量很大。尤其是青藏高原地區(qū)最大，那里平均海拔高度在4000m以上，大氣層薄而清潔，透明度好，緯度低，日照時間長。例如被人們稱為“日光城”的拉薩市，1961年至1970年的平均值，年平均日照時間為3005.7h，相對日

5、照為68％，年平均晴天為108.5天，陰天為98.8天，年平均云量為4.8，太陽總輻射為816KJcm2A，比全國其它省區(qū)和同緯度的地區(qū)都高。全國以四川和貴州兩省的太陽年輻射總量最小，其中尤以四川盆地為最，那里雨多、霧多，晴天較少。例如四川省省會成都市，年平均日照時數(shù)僅為1152.2h，相對日照為26％，年平均晴天為24.7天，陰天達244.6天，年平均云量高達8.4。其它地區(qū)的太陽年輻射總量居1841201012畢業(yè)設計論文中。1.2

6、.3目前太陽能的開發(fā)和利用人類直接利用太陽能有三大技術領域[4]，即光熱轉換、光電轉換和光化學轉換，此外，還有儲能技術。太陽光熱轉換技術的產品很多，如熱水器、開水器、干燥器、采暖和制冷，溫室與太陽房，太陽灶和高溫爐，海水淡化裝置、水泵、熱力發(fā)電裝置及太陽能醫(yī)療器具。精確的跟蹤太陽可使接收器的接收效率大大提高，進而提高了太陽能裝置的太陽能利用率，拓寬了太陽能的利用領域。1.5太陽能利用的國內外發(fā)展現(xiàn)狀日本是世界上太陽能開發(fā)利用第一大國，也

7、是太陽能應用技術強國。日本太陽熱能的[12]利用，從1979年第二次石油危機后開始，1990年進入普及高峰。太陽能技術日益創(chuàng)新，能量轉換率不斷提高，成本也是新能源中最低的。日本將太陽能的利用分為太陽光能和熱能兩種。太陽光能發(fā)電，是利用半導體硅等將光轉化為電能。從2000年起，日本太陽能發(fā)電量一直居世界首位，2003年太陽能發(fā)電裝機容量約為86萬千瓦，占世界太陽能發(fā)電裝機容量的49.1%，并計劃到2010年達到482萬千瓦，增加約6倍。德

8、國對太陽能資源的利用可追溯到20世紀70年代，現(xiàn)在德國已經(jīng)在太陽能系統(tǒng)的開發(fā)、生產、規(guī)劃和安裝等方面積累了大量經(jīng)驗，發(fā)明了一系列高效的太陽能系統(tǒng)。1990年德國政府推出了“一千屋頂計劃”[13]，至1997年已完成近萬套屋頂系統(tǒng)，每套容量1～5千瓦，累計安裝量已達3.3萬千瓦。根據(jù)德國聯(lián)邦太陽能經(jīng)濟協(xié)會的數(shù)字，在過去的幾3201012畢業(yè)設計論文年中，德國太陽能相關產品的產量增加了5倍，增速比其他國家平均水平高出一倍。另據(jù)德新社報道，全

9、球最大的太陽能發(fā)電廠已在德國南部巴伐利亞州正式投入運營。這家太陽能發(fā)電廠投資7000萬歐元，占地77萬平方米，發(fā)電總容量達12兆瓦，能為3500多個家庭供電。截至2005年年底，德國共有670萬平方米的屋頂鋪設了太陽能集熱器，每年可生產4700兆瓦的熱量。已用4%的德國家庭利用了清潔環(huán)保、用之不竭的太陽能，估計每年可節(jié)約2.7億升取暖用油。目前，美國太陽能光伏發(fā)電已經(jīng)形成了從多晶硅材料提純、光伏電池生產到發(fā)電系統(tǒng)制造比較完備的生產體系。

10、2005年，美國光伏發(fā)電總容量達到100萬千瓦，排在日本和德國之后，居世界第3位。為了降低太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的生產成本，美國政府最近制定了陽光計劃，大幅度增加了光伏發(fā)電的財政投入，加快多晶硅和薄膜半導體材料的研發(fā)，提高太陽能光伏電池的光電轉化效率。目前，美國正在新建幾座新的太陽能電站。預計到2015年，美國光伏發(fā)電成本將從現(xiàn)在的21～40美分千瓦時降到6美分千瓦時，屆時，太陽能光伏發(fā)電技術的競爭力將會大大增強。太陽能在能源發(fā)展中占有相當

11、的優(yōu)勢，據(jù)美國博士對世界一次能源替代趨勢的研究結果表明，到2050年后，核能將占第一位，太陽能占第二位，世紀末，21太陽能將取代核能占第一位，很多國家對太陽能的利用加強了重視[14]。意大利1998年開始實行“全國太陽能屋頂計劃”，將于2002年完成，總投入5500億里拉，總容量達5萬千瓦。印度也于1997年12月宣布，將在2002年前推廣150萬套太陽能屋頂系統(tǒng)。法國已經(jīng)批準了代號為“太陽神2006”的太陽能利用計劃，按照該計劃，每年

12、將投入3000萬法郎資金，到2006年，法國每年安裝太陽能熱水器的用戶達2萬家。我國由建設部制定的《建筑節(jié)能“九五”計劃和2010年規(guī)則》中已將太陽能熱水系統(tǒng)列入成果推廣項目。目前我國太陽能熱水器的推廣普及十分迅速[15]，1997年銷售面積近300萬平方米，數(shù)量居世界首位。全國從事太陽能熱水器研制、生產、銷售和安裝的企業(yè)達1000余家，年產值20億元。根據(jù)我國1996～2020年太陽能光電PV（光伏發(fā)電）發(fā)展計劃，在2000年和202