СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
SOLAR ENERGY
Статья поступила в редакцию 15.05.10. Ред. per. № 778
УДК 662.997:621.472(088.8)
МЕТОДИКА ВЫБОРА НАСТРОЕЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО НАВЕДЕНИЯ ГЕЛИОУСТАНОВОК С ПАРАБОЛИЧЕСКИМИ КОНЦЕНТРАТОРАМИ НА СОЛНЦЕ
О.М. Саламов
Институт Радиационных Проблем HAH Азербайджана Баку AZ 1143, ул. Ф.Агаева, д. 9, Азербайджан
Тел./факс: (+99412) 439-83-13; e-mail: oktay_dae@mail.ru
Заключение совета рецензентов: 25.05.10 Заключение совета экспертов: 27.05.10 Принято к публикации: 29.05.10
В данной работе рассматривается методика выбора настроечных параметров узлов автоматики системы автоматического наведения гелиоустановок с параболическими концентраторами на Солнце, в частности, электроприводов азимутального и зенитального вращения, играющих роль исполнительных механизмов, а также датчиков освещенности и промежуточных блоков автоматики. При этом максимальные углы захвата поисковых датчиков освещенности в азимутальном и зенитальном направлениях составляют, соответственно, 60° и 36°, а точных датчиков освещенности в обоих направлениях - до 4 угл. мин.
Ранее нами была рассмотрена система автоматического наведения гелиоустановок с параболическими и параболо-цилиндрическими концентраторами на Солнце с аналогичными углами захвата поисковых и точных датчиков освещенности [1]. В этой работе настроечные параметры обоих электроприводов были выбраны только лишь с учетом максимальных угловых скоростей Солнца в азимутальном и зенитальном направлениях, которые для г. Баку составляют, соответственно, 46,65 °/ч и 11,42 °/ч. Учитывая указанные угловые скорости Солнца, были выбраны передаточные числа для редукторов электроприводов азимутального и зенитального вращения с числом оборотов 3500 об/мин, которые составляют, соответственно, ia3 = 840000 и i3 = 1260000. При возвращении этих концентраторов в первоначальные положения, в утренние часы дня, передаточное число электропривода азимутального вращения составляет i^1- 210000. Таким образом, в данном случае электропривод азимутального вращения имеет всего лишь две, а электропривод зенитального вращения одну скорость вращения, что для массивных гелиоустановок с крупногабаритными концентраторами недопустимо. Это обусловлено тем, что, во-первых, при этом обеспечение безопасности работы установки несколько затрудняется, во-вторых, точность слежения за Солнцем значительно уменьшается, особенно в утренние часы зимнего периода, когда угловая скорость Солнца бывает в несколько раз меньше ее максимального значения, наблюдаемого в июне.
С учетом указанных недостатков в настоящей работе для вращения концентраторов как в азимутальном, так и в зенитальном направлениях было предложено использование многоскоростных электроприводов, для чего расчетным путем были определены суточные ходы изменения угловых скоростей Солнца в азимутальном и зенитальном направлениях.
The article has entered in publishing office 15.05.10. Ed. reg. No. 778
OPTION METHOD OF TUNING PARAMETERS OF THE SOLAR STATIONS' AUTOMATIC INDUCTION WITH PARABOLIC CONCENTRATORS TO THE SUN
O.M. Salamov
Institute of Radiation Problems of NANA 9 F.Agayev str., Baku AZ 1143, Azerbaijan Tel./fax: (+99412) 439-83-13; e-mail: oktay_dae@mail.ru
Referred: 25.05.10 Expertise: 27.05.10 Accepted: 29.05.10
Selection methods of tuning parameters of solar stations' automatic induction with parabolic concentrators to the Sun, especially, electric drives of azimuth and zenithal circle that plays a role of implementation mechanisms, as well as transmitters of illumination and intermediate blocks of automatic induction is considered in the given work. Maximum gripping angles of search transducers of illumination at the directions of azimuth and zenithal accordingly are 60° and 36°; concerning to the exact transducers of illuminations in both directions up to 4'.
Solar stations' automatic induction with parabolic and parabolic-cylindrical concentrators to the Sun with similar gripping angles of search and exact transducers of illumination was considered by us before [1]. In the work tuning parameters of both electric drives were chosen including maximum rotary speeds of the sun in azimuth and zenithal directions only that accordingly are 46,65 °/h and 11,42 °/h for Baku. Taking into account the indicated rotary speeds of the Sun gear ratios for reductors of azimuth and zenithal rotation's electric drives with rotary speed of 3500 rot./min that accordingly are iaz = 840000 and iz = 1260000 have been chosen. And in the case of these concentrators' return to the initial states in the mornings electric drive's rate of the azimuth rotation is i'nJ". = 210000.
az
Thereby electric drive of the azimuth rotation in this case has got only two rotary speed but the drive of the zenithal rotation has got one that is inadmissible and unavailable for massive solar stations with large-size concentrators. It is stipulated by: 1) the solar station safety finds some difficulty; 2) the solar tracking accuracy is much decreased especially in the morning hours of the winter season when solar rotary speed is several times less than its maximum value observed in the period of June.
Including the abovementioned lacks in the present work use of multispeed electric drive was proposed for the concentrators' rotation on the both directions azimuth and zenithal; that is why change's diurnal motions of the solar rotary speed on azimuth and zenithal directions has been ascertained by calculating method. The calculation was done according various months of the year.
It was revealed that minimum solar rotary speed on azimuth direction is 8,77 °/h according Baku area that is observed in November and December (in the mornings and evenings). And maximum solar rotary speed on azimuth direction, as it was indicated above, is 46,65 °/h and it is observed at noon in July.
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 5 (85) 2010
© Scientific Technical Centre «TATA», 2010
О.М. Саламов. Методика выбора настроечных параметров системы автоматического наведения гелиоустановок.
Расчеты проведены для различных месяцев года. Выявлено, что для г. Баку минимальная угловая скорость солнца в азимутальном направлении составляет 8,77 °/ч, которая наблюдается в ноябре и декабре (в утренние и вечерние часы дня), а максимальная угловая скорость Солнца в азимутальном направлении, как было указано выше, составляет 46,65 °/ч и наблюдается в полдень в июне. Что касается угловой скорости Солнца в зенитальном направлении, то для всех месяцев года в полдень она равна нулю, а в марте и сентябре в утренние и вечерние часы достигает своей максимальной величины (11,42 °/ч). Как видно, в азимутальном направлении угловые скорости Солнца меняются в более широком интервале (8,7746,65 °/ч), нежели в зенитальном (0-11,42 °/ч). Учитывая это, для вращения концентратора как в азимутальном, так и в зенитальном направлениях были выбраны пять скоростей (соответственно, 30, 45, 60, 75, 90 °/ч и 20, 30, 40, 50, 60 °/ч) и после этого для возможности выбора ступенчатого редуктора были определены передаточные числа для всех ступеней его, с учетом выборочных значений постоянных скоростей вращения электроприводов.
В работе приводятся графические материалы, в частности, месячные ходы изменения максимальных и минимальных угловых скоростей Солнца в азимутальном и зенитальном направлениях, графические зависимости времени выхода Солнца из зоны видимости датчиков освещенности в азимутальном и зенитальном направлениях от угловых скоростей Солнца (для разных месяцев года), графические зависимости времени захвата направлений Солнца от скорости вращения концентратора (для разных значений угла отклонения Солнца относительно фокальной оси концентратора и для разных угловых скоростей вращения концентратора в азимутальном и зенитальном направлениях). При определении расчетных значений угловых скоростей Солнца были учтены также солнечные и поясные времена с учетом уравнения времени для широты г. Баку [2, 3].
Список литературы
1. Саламов О.М., Гаджигасанов И.А. и др. Система автоматического наведения гелиоустановок с параболическими и параболоцилиндрическими концентраторами на солнце // Альтернативная энергетика и экология - В1АЕЕ. 2007. № 5 (49). С. 102-110.
2. Матвеев Л.Т. Курс общей метеорологии. Л.: Гидро-метеоиздат, 1976. С. 640.
3. Раушенбах Г.С. Справочник по проектированию солнечных батарей. М.: Энергоатомиздат, 1983. С. 360.
Concerning to the solar rotary speed on zenithal direction it equals to zero at noon according to all months of the year; and in March and September (in the mornings and evenings) it reaches up to its maximum value, i.e. 11,42 °/h. As it seems the solar rotary speeds on azimuth direction are changed at a wider interval (8,77-46,65 °/h) than on zenithal direction (011,42 °/h). Taking into account all of these, on the purpose of concentrator rotation on both azimuth and zenithal directions have been chosen five speeds (accordingly 30, 45, 60, 75, 90 °/h and 20, 30, 40, 50, 60 °/h); consequently for the option possibility of step-reducer ratios according to all its grades including sample values of electric drives' constant rotary speed have been defined.
Graphic materials were given in the work particularly: monthly change's diurnal motions of the maximum and minimum solar rotary speed on azimuth and zenithal directions; graphic dependences of sun withdrawal time from the zone of the luminance sensors' sight on the azimuth and zenithal directions from the solar rotary speeds (according different months of the year); graphic dependences of gripping time of the sun's directions from concentrator's rotary speed (acc. to different values of the solar deflection angle related to concentrator's focal axis as well as for different solar rotary speeds of the concentrator on azimuth and zenithal directions). During the definition of the solar rotary speeds' calculated value were also taken into account solar time and standard/zonal time including equatio
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.