太阳能自动追踪 篇1
1简易追踪支架
简易支架( 图1) 由梯形太阳能面板、轴、轴承座、支架底座、齿轮、步进电机、V形铁板、弹簧及螺栓等组成。梯形太阳能面板与轴由螺栓固定连接,整个面板的重心垂直落在轴上,轴通过上、下两个轴承座固定于双梯形构件和固定底座上,双梯形构件中间通过螺栓固定一块V形铁板,在V形铁板两侧开有宽度与步进电机直径相同的滑道,滑道一端通过螺栓将步进电机牢固固定,另一端通过螺栓松弛连接,并且通过弹簧的作用使步进电机与固定在轴上的齿轮紧紧咬合,弹簧的一端与松弛连接步进电机的螺栓连接,另一端与齿轮一起固定在轴上。光电追踪控制器固定在支架底座上,一端与固定在太阳能电池板上的光传感器相连,一端与步进电机相连, 控制支架逐日转动。
1———太阳能梯形面板;2———螺栓;3———轴;4———轴承座;5———双梯形构件;6———齿轮;7———弹簧;8———步进电机;9———太阳能电池板;10———光传感器;11———V形铁板;12———光电追踪控制器;13———固定底座;14———滑道
2基于单片机技术的太阳光自动追踪系统
太阳光自动追踪系统由光传感器、AD8591芯片、STC89C52单片机、LS293D步进电机驱动芯片、步进电机、电池板支架、齿轮及蓄电池等部件组成。自制的光传感器( 图2) 内的光敏电阻将采集到的太阳光信号由AD芯片转换成单片机能够识别的数字量,单片机对输送来的电压数字量进行分析,并依此数据对步进电机驱动芯片发出指令,驱动步进电机进行逐日转动。
3温度控制系统
由镍铬电池组、单片机、温度传感器( 18B20) 、LCD液晶显示屏( 12864型) 、继电器、 电位器、三极管、电阻电容、二极管及散热片等组成的温度控制系统,通过PLC单元将捕获的温度感应探头获得的实时温度与设定的目标温度进行对比,进而控制反应器是否加热。
4改进的UASB反应器
UASB反应器入水口处平铺直径1cm的玻璃珠,使得反应器布水均匀,可以在一定程度上避免短流; 玻璃床层上置有铁碳床层,发生的化学反应器可以缓解反应器酸化,反应产生的H2沿着气壁向上扰动,起到搅拌介质的作用,且零价铁的存在能够增强反应器的耐冲击力并维持p H稳定［10］。三相分离器上部放置铁丝网,防止污泥随出水废水流失,强化固液分离。改进后的UASB反应器如图3所示。
传统UASB的供温方式主要有两种:
a. 在UASB反应器的器壁外直接缠绕电阻丝进行加热,会因为电阻丝缠绕的疏密程度不同, 导致反应器局部过热或过冷,不利于微生物生长;
b. 用蒸汽加热反应器或者直接对原水进行加热,会导致反应器的下部入水口与上部出水口存在温差,热损失较大。
无论哪种供热方式都会导致温度场的紊乱, 加剧对反应器内液体流速及压力等的负面影响, 从而对微生物构成一定程度冲击。
有研究发现,厌氧微生物对反应器温度的突变十分敏感,对于厌氧微生物来说,降温幅度愈大低温持续时间愈长,产气量的下降就愈严重,升温后产气量的恢复愈困难,也就是恢复生物活性愈困难。所以,厌氧消化系统每天的温度波动以不大于2 ~ 3℃ 为好［11］。当有 ± 3℃ 变化时,就会抑制产甲烷菌的速率; 有 ± 5℃ 的变化时,反应器就会停止产气［12］。在北方的冬季,直接加热原水的供温方式带来的温度波动远远会超过所要求的2 ~ 3℃ 。刘冰等进行了内循环厌氧反应器的启动和影响因素的实验研究,发现反应器一天内温度波动4℃ 以上,导致反应器对COD的去除率下降［13］。笔者设计的自动追踪太阳能UASB反应器利用嵌入水价套层内的铅皮散热套加热温水, 为厌氧消化供温。因为水的比热容较大,热传质均匀,是作为传递热能的理想介质,故此种供热方式可以保证厌氧反应器处在恒温水浴,使得厌氧消化稳定进行［14 ～ 17］。改进后的温度供给方式如图4所示。
5结论
5. 1自动追踪太阳能系统供温稳定性易受天气影响,恶劣天气会导致追踪系统中断,从而影响能量的输入和输出,严重时会影响到厌氧消化的进行。采用蓄电池作为能量的中转是太阳能研究者普遍采用的办法,但是只能维持较短的时间,长时间的弱光甚至无光天气会导致太阳能储能系统的瘫痪,这是后续研究者应该重视并解决的问题。
5.2 UASB反应器作为第二代厌氧生物反应器的杰出代表,为第三代厌氧生物反应器的研制提供了理论依据。相较于好氧生物处理技术,厌氧生物反应器启动过程复杂、启动时间长是制约其推广的短板。将培养好的针对养猪废水有较好处理效果的厌氧颗粒污泥,放入反应器中快速启动反应器,使之能够迅速处理高浓度养猪废水,是运行推广中需要注意的问题。
5. 3太阳能自动追踪供温系统与厌氧生物反应器的联动调试需要进一步细化和改进。太阳能自动追踪供温系统提供的能量需要满足厌氧消化的进行,并且维持稳定。温度控制装置需要实时控制蓄电池的能量输出,保证厌氧消化的稳定运行。
太阳能自动追踪 篇2
NASA(美国国家航空航天局)、NOAA(美国国家海洋大气管理局)以及NSF(美国国家科学基金会)正在联合开展一项迄今为止规模最大的热带风暴和飓风监测计划，该计划需要同时使用7架飞机，每架安装有复杂仪器，记录风暴的形成到消散过程中的所有数据。
“对风暴我们还知之甚少——风暴能量的聚集为何如此迅速?大气浮质、大气湿度、洋流等因素是如何影响风暴形成的?”NASA科学家格里·海明斯费尔德(GerryHeymsfield)说，“这项计划中使用的测量手段将极大地提高我们对风暴的认识，最终应用到预报机制的改进上。
这项协作性飓风监测项目包含三项不同的任务：NASA的风暴形成和聚集过程实验，旨在研究热带风暴的形成和向飓风演变的过程；NOAA的风暴能量预报实验，旨在更好地理解风暴能量及其演变并做预报；NSF的热带风暴云层系统形成研究，重点关注风暴形成起始阶段的过程。该项目始于2010年8月下旬，一直持续到9月底。海明斯费尔德表示，飓风Earl将是第一个能够提供令人信服的数据的风暴，意义重大。
8月30日，NASA的DC-8飞机和NOAA的两架喷气机在加勒比海上空飞过了飓风Earl。尽管收集到的大部分数据需要多年的时间来分析，但利用飞机配备的探空仪确实收集到了部分实时数据。探空仪是一些投入飓风中的气球，它们测量飓风的温度、湿度和气压。这些数据提供了飓风的情况，可应用于预报风暴轨迹和强度的数学模型中。飞机上其他的设备可以测量降水量、云量分布、风、含水量、粒子等数据。
NOAA飓风研究部的气象学家米歇尔-布莱克(MichaelBlack)表示，NASA为项目配备的“全球鹰”无人飞机所携带的科学仪器将为项目提供最重要的数据。与普通飞机不同，“全球鹰”可在高海拔连续飞行30小时以上，收集的数据比卫星还要详细，可对某区域进行固定检测。(此为《科技创业》的观点。)
“全球鹰可停留在飓风上空，从其顶部收集数据。”布莱克说。在飓风顶部，风向与其外部相反，因而气流从中心向外逸散，风暴顶部和底部的这种气流平衡使得其通过快速循环从气旋发展成为飓风。
9月1日晚间，全球鹰从加州爱德华空军基地起飞，开始了对飓风Earl的首次监测，此次监测将持续24小时。
全球鹰携带了由NASA开发的两种新设备，一个将收集横向风力矢量和洋面风力数据，另一个将测量温度、水蒸气和云层液态水等数据，并构建三维分布图。(NASA的第三台设备可测量暴雨中的洋面风力数据，将装载到NASA的WB-57飞机上。)海明斯费尔德表示，这三台设备精度更高，可提供更好的测量结果。
太阳能自动追踪 篇3
为了满足地震精细解释的要求,克服人工层位追踪中存在的层位误差,提出了一种新的层位自动追踪方法.该方法以高阶统计量时间延迟估计为基础,通过对人工追踪的层位进行高阶相关计算,并实现层位的`自动调整,得到更加准确的层位文件.该方法采用四阶累积量函数进行计算,不仅具有很强的抑制噪声的能力,并可以通过高阶统计量的对称性质,实现其快速算法.实际资料的层位精细处理结果表明,该方法可以得到准确的层位文件,具有很强的理论和实际应用价值.
作 者：彭文 熊晓军 韩小俊 PENG Wen XIONG Xiao-jun HAN Xiao-jun 作者单位：彭文,熊晓军,PENG Wen,XIONG Xiao-jun(成都理工大学,信息工程学院,成都,610059)
韩小俊,HAN Xiao-jun(中国石油,四川石油管理局,物探公司,成都,610070)