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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 工學院
  3. 機械工程學系
請用此 Handle URI 來引用此文件: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/41326
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DC 欄位值語言
dc.contributor.advisor顏家鈺
dc.contributor.authorNien-Chen Linen
dc.contributor.author林念真zh_TW
dc.date.accessioned2021-06-15T00:15:52Z-
dc.date.available2009-06-24
dc.date.copyright2009-06-24
dc.date.issued2009
dc.date.submitted2009-06-10
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dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/41326-
dc.description.abstract能源日亦枯竭的現在,如何利用不會產生污染的能源便很重要,又因太陽能量充足且容易取得,因此本論文致力於研究太陽能的收集與應用,以更省電與太陽能電池效率增加為目標,發展出相應的機構,並利用集光的原理,提高太陽能電池的輸出效率。
為了能更節省馬達的耗電,使用小型的聚光機構與太陽能電池。利用透鏡下方聚焦的軌跡,得到一類似V型的曲線,利用此曲線做成陣列式的設計,使小型直流減速馬達做最有效率的應用。此系統包含:聚焦型太陽能電池、菲涅耳透鏡、陣列式太陽焦點追蹤集能系統、小型直流減速馬達、2組光敏電阻、2顆微動開關(繼電器)、微控制晶片PIC18F4520與電路板。
本追蹤集能系統的特點如下:
1. 本機構的透鏡不動,只有太陽能電池隨著透鏡在太陽下的聚焦軌跡移動。
2. 利用透鏡在太陽底下聚焦的焦點所形成的類似V型聚焦軌跡,設計出電池運行的軌道。
3. 馬達只需要轉動太陽能電池和電池承載平台即可,機構利用壓克力製作,重量輕盈,所耗的功率較其他使用馬達的太陽能追蹤系統小。
4. 馬達只需作單軸的轉動,即可利用本追蹤系統的設計轉換使太陽能電池做2-D的運動。
5. 利用磁鐵讓電池承載平台能平穩的維持讓電池向上的轉動。
6. 利用光纖收集剩餘的光線,將太陽能源作最有效的利用。
目前已得到系統的單顆電池的輸出會比平放在地面的電池輸出增加超過28倍。若將9顆太陽能電池全都擺放於系統上,則電池的輸出增加超過24倍,由於量測當天天氣從下午2點多後變多雲陰天,因此若只看九顆電池在上午12點前則太陽能電池輸出增加27倍多,若只看九顆電池在下午的話電池的輸出增加則只有17倍多。
zh_TW
dc.description.abstractThe energy dries up day by day, how to use energy which doesn’t have the pollution is very important. Because the solar energy is sufficient and easy to obtain, this paper devotes to the research of solar energy collection and the application, take saves the electricity and to increase efficiency of solar cell as the goal. Develop the corresponding mechanism, and use Fresnel lens to raises solar cell's output efficiency.
To let the small DC deceleration motor reduces the consumption the electric, uses the small focusing mechanism and the solar cell. Underneath the path of Fresnel lens focuses, obtains a similar V curve, uses this curve to make the array-like design, causes the small DC deceleration motor to make the most effective application. This system includes: Concentration solar cell, Fresnel lens, Focal Trajectory Tracking Solar Collector array, the small DC deceleration motor, 2 groups of photo resistances, 2 micro-active switches, and the micro control chip PIC18F4520 and circuit board.
The characteristics of the system are as follows:
1. This lenses of mechanism are fixed, only solar cells move along with focusing path.
2. The similar V focusing path is different by using different lens.
3. The motor only needs to rotate the solar cells and the cell platform, the mechanism use acrylic fabric manufacture to consume power of motor.
4. The motor only need make the single axle the rotation, then uses this tracking system's design transformation to cause the solar cells to make 2-D the movement.
5. Enables the cell platform using the magnet the steady maintenance to let the cells upward rotation.
6. Using the optical fiber collection , to use solar energy more efficiency.
Now one cell’s output of system compared to fix on the ground increases surpasses 28 times. If places 9 solar cells on the system, then battery's output increases surpasses 24 times. At the same day weather after past 2:00 pm changes to the cloudy day, if only looks before 12:00 am, then the solar cell outputs increases more than 27 times, if only looked in the afternoon cell's output increases more than 17 times.
en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-06-15T00:15:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2009
en
dc.description.tableofcontents摘要…………………………………………………………………… Ι
Abstract……………………………………………………………….. ΙΙΙ
目錄…………………………………………………………………... V
圖目錄………………………………………………………………... VII
表目錄………………………………………………………………… XI
第1章 緒論…………………………………………………………. 1
1.1 研究動機…………………………………….………………...………… 1
1.2 文獻回顧…………………………………….………………...………… 4
1.3 研究內容…………………………………….………………...…………. . 10
1.4 論文特點…………………………………….………………...………….. 11
第2章 追蹤集能系統機構選擇與實驗............................................. 12
2.1 實驗工具介紹…………………………………………………………… 12
2.1.1 日輻射計與積分球………………………………………………. 12
2.1.2 模擬太陽燈架與鹵素燈…………………………………………. 14
2.1.3 太陽能電池分析儀與太陽能電池基底…………………………. 16
2.2 聚光機構………………………….…………………….………..……… 18
2.2.1 聚光技術介紹……………………………………………………. 18
2.2.2 凸透鏡與菲涅耳透鏡比較………………………………………. 20
2.2.3 菲涅耳透鏡大小選擇……………………………………………. 22
2.3 ASAP光學軟體模擬…………………………………….……………… 25
2.3.1 ASAP介面……………………………………………………….. 25
2.3.2 菲涅耳透鏡下焦點軌跡追蹤……………………………………. 27
2.3.3 菲涅耳透鏡下聚焦面積模擬……………………………………. 29
2.4 太陽能電池……………………………………………………………… 32
2.4.1 太陽能電池發電原理……………………………………………. 32
2.4.2 太陽能電池種類與轉換效率……………………………………. 34
2.4.3 太陽能電池選擇…………………………………………………. 36
2.5 光纖簡介………………………………………………………………… 39
2.6 追蹤控制技術…………………………………………………………… 43
2.6.1 追蹤技術簡介……………………………………………………. 43
2.6.2 小型直流減速馬達……………………………………….……… 45
2.6.3 光感測器………………………………………………….……… 46
第3章 陣列式太陽焦點循軌追蹤集能系統………………………. 48
3.1 追蹤機構…………………………………….…………………..………. 48
3.1.1 機構設計…………………………………………………………. 48
3.1.2 機構實現…………………………………………………………. 49
3.2 系統軟體設計……..…………………………………….………………. 55
3.3 電路設計………..………………………………….……………………. 58
第4章 系統性能實驗………………………………………………. 65
4.1 單顆電池全天輸出..…………………………………….………………. 65
4.1.1 固定式不聚焦單顆電池輸出……………………………………. 66
4.1.2 單軸追蹤系統單顆電池輸出……………………………………. 67
4.1.3 追蹤集能系統單顆電池輸出……………………………………. 69
4.1.4 電池輸出比較……………………………………………………. 70
4.1.5 電池轉換效率比較………………………………………………. 72
4.2 全天陣列式太陽焦點循軌追蹤集能系統性能測試……………….…... 74
4.2.1 固定式不聚焦系統整體電池輸出………………………………. 75
4.2.2 追蹤集能系統整體電池輸出……………………………………. 76
4.2.3 整體系統電池輸出比較…………………………………………. 78
4.2.4 整體系統電池轉換效率比較……………………………………. 81
第5章 結論……...………………………………………………….. 83
5.1 結果與討論……………………………………………………………… 83
5.2 不同機構電池輸出比較………………………………………………… 84
5.1 未來展望………………………………………………………………… 86
參考文獻………………………….………………………………. ….. 87
dc.language.isozh-TW
dc.subject光敏電阻感測器zh_TW
dc.subject聚焦型太陽能電池zh_TW
dc.subject菲涅耳透鏡zh_TW
dc.subject小型直流減速馬達zh_TW
dc.subject微控制器zh_TW
dc.subject陣列式太陽能焦點循軌追蹤集能系統zh_TW
dc.subjectFocal trajectory tracking solar collector arrayen
dc.subjectMicro controlleren
dc.subjectPhoto resistancesen
dc.subjectFresnel lensen
dc.subjectConcentration solar cellen
dc.subject Small DC deceleration motoren
dc.title高效率陣列式太陽焦點循軌追蹤集能系統zh_TW
dc.titleDesign of a Focal Trajectory Tracking Solar Collector Arrayen
dc.typeThesis
dc.date.schoolyear97-2
dc.description.degree碩士
dc.contributor.oralexamcommittee陳俊杉,謝宗霖,吳嘉苓
dc.subject.keyword陣列式太陽能焦點循軌追蹤集能系統,聚焦型太陽能電池,菲涅耳透鏡,光敏電阻感測器,微控制器,小型直流減速馬達,zh_TW
dc.subject.keywordFocal trajectory tracking solar collector array,Concentration solar cell,Fresnel lens,Photo resistances,Micro controller, Small DC deceleration motor,en
dc.relation.page88
dc.rights.note有償授權
dc.date.accepted2009-06-10
dc.contributor.author-college工學院zh_TW
dc.contributor.author-dept機械工程學研究所zh_TW
顯示於系所單位:機械工程學系

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