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光电传感器在太阳能应用领域的解析

http://www.b2b.hc360.com 中国金属加工网 信息来源:Author发布时间:2019年08月21日浏览:220

随着全球资源逐渐匮乏与能源需求不断增长之间的矛盾日益凸显,太阳能作为绿色清洁能源受到越来越多的关注和研究,开发太阳能资源,寻求经济发展的新动力是整个社会可持续发展的有效途径之一。目前的太阳能利用方式主要有以下四种:光热利用、太阳能发电、光化利用及光生物利用。


太阳能

我国较成熟的太阳能产品主要集中在太阳能热水系统和太阳能光伏发电系统两个方面,经过多年的发展,这两项产业已形成较为完整的产业化体系。然而,在目前大多数的太阳能项目中,仍未最大限度地利用太阳能,未能随着太阳高度角及方位角的变化,及时变换太阳能电池板或太阳能集热器的旋转角度,一天中有相当一部分时间未能有效利用太阳能。若能随着太阳位置的变化不断调整太阳能电池板或集热器的角度,即对太阳进行跟踪,则可以很大程度上提高太阳能的利用率。


目前国内外的太阳跟踪器按跟踪原理分为:传感器检测的主动跟踪原理和太阳位置计算的被动跟踪原理。


传感器检测的主动跟踪原理:

利用硅光电池的光电效应,在太阳能集光板上高度和方位方向各放置两个长方形的硅光电池板,阳光通过通光筒照射在硅光电池板上。高度方向硅光电池被分为A、B两个区域,方位方向硅光电池被分为C、D两个区域。通过电压比较电路可分别计算出它们之间的电压差。

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硅光电池的光电效应


太阳位置计算的被动跟踪原理:

太阳在天球上的位置可由太阳高度角和太阳方位角来确定。地球上观测点同太阳中心连线与地平面的夹角,称为太阳高度角;地球上观测点同太阳中心连线在地平面上的投影与正南方向之间的夹角,称为太阳方位角。太阳运行轨迹与太阳高度角α、方位角γ的关系。δ为太阳赤位角,ω为太阳时角,φ为当地的纬度。对于δ和ω这两个参数的精确计算要满足高精度跟踪的需求,并根据实际情况来不断修正;同时,还需要结合传感器检测的原理加以修正。根据硬件时钟提供的日历时间计算出太阳的高度角和方位角,进而控制电机转动方向和角度,由传动机构带动支架转动精确地跟踪太阳。

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太阳高度角


如今,有多种跟踪太阳的方式:

时钟式太阳跟踪装置:此装置是一种被动式装置,有单轴和双轴两种类型,系统根据时间将方位角和仰俯角分为几等份,在固定时间段内通过控制器驱动电机按固定的角度旋转,进而跟踪太阳。


最大功率跟踪装置:本方法以动态平衡追踪太阳能系统的最大功率。本方法特征是太阳能板与直流/直流升降压转换器间联接一个瞬间功率型超级电容,作为能量的动态平衡器,将太阳能板产生的电能转换成电容器形态的电能进行最大功率演算,可大幅度简化演算程序,提升追踪演算的实时性与可靠度,提高太阳能系统效率。


光电式跟踪装置:此类装置使用光电传感器如硅传感器,硅传感器是一种工业级太阳能传感器,传感器体的紧凑尺寸使它易于集成在任何应用程序中使用它或者没有安装板。对于全球水平测量应用,传感器可以安装水平位置与标准可拆卸安装板与精神水平和水平脚。具有防紫外线扩散的单硅探测器在低太阳高程时也给出了余弦响应角度。由于圆锥的作用,使其在扩散面上的淤积或水沉积作用最小几何形状。


以上每种跟踪方式都可完成对太阳的跟踪,但这些方式都是被动式太阳跟踪方式,只能被动地接收太阳辐射作为驱动基础。时钟式灵敏度不高,不能高效地利用太阳能;最大功率和光电跟踪装置灵敏度高,结构设计较为方便,但受天气的影响很大,如果在较长时间段里出现乌云遮住太阳的情况,太阳光线往往不能照到硅光电管上,导致跟踪装置无法对准太阳,甚至会引起执行机构的误动作。


太阳以电磁波的形式向外传递能量,称太阳辐射(solar radiation),是指太阳向宇宙空间发射的电磁波和粒子流。太阳辐射所传递的能量,称太阳辐射能。太阳辐射强度是表示太阳辐射强弱的物理量,称为太阳辐射强度。单位是W/m2,即点辐射源在给定方向上发射的在单位立体角内的辐射通量。

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太阳辐射


太阳辐射是地球表层能量的主要来源。太阳辐射在大气上界的分布是由地球的天文位置决定的,称此为天文辐射。由天文辐射决定的气候称为天文气候。天文气候反映了全球气候的空间分布和时间变化的基本轮廓。太阳辐射随季节变化呈现有规律的变化,形成了四季。除太阳本身的变化外,天文辐射能量主要决定于日地距离、太阳高度角和昼长。


下面是工采网小编为大家整理的几款适用于太阳能领域的光电传感器产品,将优势和性能都详细的给大家分析清楚。


Rain Wise 光电传感器 - ms-802,ms-802f



ms-802标准pyran度计是测量全球太阳能的终极参考传感器,具有最高精度的辐照度,它坚固的黄铜机械结构使它成为一个耐用的传感器,适合在恶劣的环境中使用,ms-802被用作PV研究和气候研究的标准,ogy在世界各地的研究,与太阳跟踪器(str系列)或手动着色环(rsr-01)相结合,分别是全局的正常的入射(GNI)和漫射(DHI)的辐照度可以测量。ms-802f是ms-802综合呼吸机机组,以改善各种环境条件下的性能(防止或减少露水、雨、雪、冰和灰尘的影响)。


Rain Wise 光电传感器ms-802和ms-802f特征:


二级标准日射强度计


快速响应时间(95%小于5S)


温度补偿


宽温度范围


高品质光学玻璃圆屋顶


适当的余弦响应


ms-802f是ms-802,有110真空吸尘器/ 12 VDC通风系统


防止任何可能的影响,霜,雪和尘土


Rain Wise 光电传感器ms-802和ms-802f参数:

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光电传感器ms-802和ms-802f参数


Rain Wise 光电传感器 硅传感器 - ML-01


硅传感器 - ML-01


ML-01型硅传感器是参考单元和宽带热电比热计的链接。与参考传感器相比,它有适当的余弦值,而且相对紧凑,但有好处与光伏组件(响应时间、光谱和温度响应)相同。ML-01是一种工业级太阳能传感器,专门用于性能比测量作为气象、农业和环境研究的辐照度测量应用。传感器体的紧凑尺寸使它易于集成在任何应用程序中使用它或者没有安装板。对于全球水平测量应用,传感器可以安装水平位置与标准可拆卸安装板与精神水平和水平脚。具有防紫外线扩散的单硅探测器在低太阳高程时也给出了余弦响应角度。由于圆锥的作用,使其在扩散面上的淤积或水沉积作用最小几何形状。ml - 01根据适用于PV的国际校准方法进行校准参考细胞(25°C / AM1.5G 1000 w / m2 AAA太阳能模拟器(IEC 60904 - 3)。所有EKO贸易辐射传感器可追溯至世界辐射参考(WRR)。该传感器的低输出电压可以很容易地转换成4 - 20ma电流或更高的电压MS-4 . .20 ma转换器。mV/ mA转换器可以在程序中预先编程和优化操作范围与通用测量设备兼容。


Rain Wise 光电传感器 硅传感器ML-01特征:


快速响应时间(10ms)


CIE适应光的反应


玻璃穹顶加上劝阻光学


低温度依赖性


Rain Wise 光电传感器 硅传感器ML-01参数:

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硅传感器ML-01参数


Rain Wise 光电传感器 - MS-700,ms-700dni



这种紧凑的全天候ms-700光谱辐射计在许多方面都是独一无二的。它是一种参考仪器在许多高端研究应用中,户外光谱辐照度测量值。MS- 700覆盖从350纳米到1050nm的光谱范围,并从一个先进的光谱仪得到好处。随时间的稳定输出。探测器单元温度控制在一个固定的温度下,达到最大值在一个广泛的操作温度范围内的性能。它可以由数据记录器完全控制通过串行命令接口,不需要单独的PC。使用5度角平行管的ms-700 DNI和它具有相同的特性,石英玻璃被加热,将保持不受露水沉积和冰的影响。由于其紧凑的尺寸可以与str-21g和str22g的太阳追踪器结合使用。


Rain Wise 光电传感器 MS-700和ms-700dni特征:


适合永久户外使用


优良的长期稳定性


的探测器阵列


好的余弦响应


综合扩散和光学


低温度依赖性


数据记录器完全可控制


高质量校准

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