Thết kế, chế tạo dàn Pin mặt trời tự xoay

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY THIẾT KẾ, CHẾ TẠO DÀN PIN MẶT TRỜI TỰ XOAY VĂN CÔNG BÍCH Thái nguyên – 2010 - 1Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP Độc lập - Tự - Hạnh phúc LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT THIẾT KẾ, CHẾ TẠO DÀN PIN MẶT TRỜI TỰ XOAY Học viên: VĂN CÔNG BÍCH Lớp: Cao học K11 Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Người HD khoa học: TS NGUYỄN VĂN DỰ NGƯỜI HƯỚNG DẪN HỌC VIÊN TS Nguyễn Văn Dự Văn Công Bích KHOA ĐÀO TẠO SĐH ĐẠI HỌC KTCN THÁI NGUYÊN - 2Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Lời cam đoan Tôi xin cam đoan kết trình bày luận văn thân thực hiện, chưa sử dụng cho khóa luận tốt nghiệp khác Theo hiểu biết cá nhân, chưa có tài liệu khoa học tương tự công bố, trừ thông tin tham khảo trích dẫn Văn Công Bích Tháng 09 năm 2010 - 3Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Lời cám ơn Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến giáo viên hướng dẫn khoa học tôi, Tiến sỹ Nguyễn Văn Dự, người tận tình bảo, động viên giúp đỡ cho nhiều suốt thời gian làm luận văn tốt nghiệp Tôi xin gửi lời cám ơn đến bạn Hoàng Tiến Đạt, sinh viên khóa K41CCM04, giúp đỡ trình làm luận văn Tôi xin cám ơn tới Ban giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Cơ khí chế tạo trường Cao đẳng Công nghiệp Huế tạo điều kiện để tham gia hoàn thành khóa học Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến bố mẹ tôi, người cho lời khuyên, lời động viên, bảo để ngày hoàn thiện Tôi xin gửi lời cám ơn đến bà cô tôi, bà Văn Thị Hường, người cho lời khuyên bổ ích, động viên tôi, người cho phần kinh phí để hoàn thành khóa học Tôi vô cám ơn người vợ thương yêu của, “hậu phương” vững động viên, chăm lo gia đình, hỗ trợ tinh thần để yên tâm công tác nghiên cứu, hoàn thành khóa học Tôi xin chân thành cám ơn ban giám hiệu, khoa đào tạo sau đại học trường Đại học Công Nghiệp Thái Nguyên tạo điều kiện cho tham gia khóa học Cuối xin gửi lời cám ơn đến đồng nghiệp, bạn bè hỗ trợ giúp đỡ khoá học - 4Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Tóm tắt Luận văn trình bày giải pháp cho vấn đề tính toán, thiết kế chế tạo dàn lượng mặt trời tự xoay theo hướng tia sáng nhằm thu quang lớn Mặc dù dàn lượng tự xoay giới thiệu lần đầu năm 19…, đến nay, chưa có tài liệu hướng dẫn tính toán, thiết kế hệ thống công bố Các dàn tự xoay có mục tiêu đảm bảo tia sáng mặt trời vuông góc với bề mặt hấp thụ ánh sáng Cơ sở để xác định cách bố trí phương thức xoay hệ thống bao gồm quy luật chuyển động tương đối mặt trời so với vị trí đặt dàn thu, lý thuyết tính toán xác định phương bố trí trục xoay góc xoay Các vấn đề sưu tập, giới thiệu phân tích luận văn Bài toán sức bền hệ khung, dầm, giá đỡ hệ thống tính toán dựa lý thuyết sức bền vật liệu giải máy tính Tải trọng đặt lên hệ thống xác định bao gồm trọng lượng chi tiết, tải trọng gió quán tính hệ Tốc độ quay dàn lựa chọn thử nghiệm nhằm đảm bảo yêu cầu chuyển động êm, gây rung động Các thông số tải trọng tốc độ xoay dùng làm đầu vào cho toán lựa chọn động hệ truyền dẫn khí Các vấn đề giải trọn vẹn luận văn Các kết tính toán nói dùng làm sở để triển khai thiết kế chế tạo mô hình dàn xoay thực Kết vận hành thử nghiệm cho thấy, hệ thống khí có kết cấu hợp lý, bố trí phù hợp, làm việc êm ổn định Mô hình dùng để kiểm nghiệm cho toán tính toán khác dàn tự xoay - 5Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Mục lục Lời cam đoan Lời cám ơn Tóm tắt Mục lục Danh mục hình ảnh Danh mục bảng biểu 10 Chương 1: Giới thiệu 11 1.1 Đặt vấn đề 11 1.2 Mục đích nghiên cứu đề tài 13 1.3 Đối tượng nghiên cứu 13 1.4 Phương pháp nghiên cứu 13 1.5 Các kết đạt 14 1.6 Cấu trúc luận văn 14 Chương 2: Tổng quan 16 2.1 Tiềm nguồn lượng mặt trời 16 2.2 Các kiểu khai thác lượng mặt trời 17 2.3 Một số kiểu dàn xoay 20 2.3.1 Nguyên tắc xoay 20 2.3.2 Các kết cấu xoay 21 2.3.3 Các phương án điều khiển 26 2.3.4 Cơ sở để xoay dàn pin 27 - 6Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.4 Kết luận 34 Chương 3:Thiết kế, chế tạo dàn tự xoay 35 3.1 Giới thiệu 35 3.2 Sơ đồ kết cấu hệ thống 35 3.2.1 Mô đun khí 35 3.2.2 Mô đun điều khiển 37 3.3 Thiết kế dàn 500W 37 3.3.1 Lựa chọn kiểu pin 37 3.3.2 Thiết kế khung dàn 38 3.3.2.1 Bố trí khung dàn 39 3.3.2.2 Kiểm tra độ bền khung 40 3.3.2.3 Kiểm tra độ bền dầm 42 3.3.3 Thiết kế trục 43 3.3.4 Thiết kế khung đỡ 45 3.3.5 Thiết kế trụ đỡ 46 3.3.6 Chọn công suất động 48 3.4 Thiết kế dàn 40W 51 3.4.1 Lựa chọn kiểu pin 51 3.4.2 Thiết kế khung dàn 51 3.4.2.1 Bố trí khung dàn 51 3.4.2.2 Kiểm tra độ bền khung 52 3.4.2.3 Kiểm tra độ bền dầm 54 3.4.3 Thiết kế trục 55 - 7- Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.4.4 Thiết kế trụ đỡ 56 3.4.5 Chọn công suất động 58 3.5 Thiết kế điều khiển chuyển động 60 3.5.1 Lựa chọn kiểu điều khiển 60 3.5.2 Các phận hệ thống điều khiển 61 3.5.3 Lựa chọn bố trí cảm biến 65 3.6 Kết luận 68 Chương 4: Kết chế tạo vận hành thử nghiệm 4.1 Kết chế tạo 69 69 4.1.1 Mô đun khí 69 4.1.2 Mô đun khiển 71 4.2 Vận hành thử nghiệm 74 4.2.1 Thử nghiệm độ ổn định 74 4.2.2 Thử nghiệm phòng 74 4.2.3 Thử nghiệm trời 75 4.3 Vận hành dàn pin 75 4.4 Một số vấn đề lưu ý thiết kế, chế tạo 76 4.5 Kết luận 76 Chương 5: Kết luận đề xuất 77 5.1 Kết luận 77 5.2 Đề xuất 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 - 8Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Danh mục hình ảnh Hình Nội dung Trang Hình 2.1 Động hoạt động nhờ ánh sáng mặt trời 17 Hình 2.2 Bếp lượng mặt trời 18 Hình 2.3 Nhà máy điện lượng mặt trời 19 Hình 2.4 Du thuyền hoạt động lượng mặt trời 19 Hình 2.5 Mô tả góc tới tia sáng mặt trời pháp tuyến mặt phẳng nằm Hình 2.6 ngang 20 Dàn pin tự xoay theo trục 22 Hình 2.7 Biểu đồ so sánh lượng thu hai kiểu dàn Hình 2.8 Tỉ lệ % lượng thu giàn trục so với giàn cố định giảm dần góc quay tăng dần Hình 2.9 22 23 Mô hình dàn pin xoay theo trục, trục quay theo góc phương vị trục quay theo góc vĩ độ 24 Hình 2.10 Biểu đồ so sánh công suất hệ thống xoay hai trục 26 Hình 2.11 Các kiểu điều khiển 27 Hình 2.12 Mô tả góc chiếu sáng 28 Hình 2.13 Minh họa góc nghiêng 28 Hình 2.14 Mô tả góc nghiêng trái đất so với trục quãy đạo trái đất 31 Hình 2.15 Dàn pin xoay theo trục 32 Hình 2.16 Bếp thu lượng mặt trời tự xoay 33 - 9Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 3.1 Sơ đồ dàn pin 36 Hình 3.2 Kết cấu khung dàn 39 Hình 3.3 Liên kết giằng dầm 40 Hình 3.4 Sơ đồ phân bố lực giằng ngang 41 Hình 3.5 Ứng suất dầm 42 Hình 3.6 Chi tiết dầm 42 Hình 3.7 Mô lực tác dụng lên dầm 43 Hình 3.8 Mô ứng suất dầm 43 Hình 3.9 Cụm chi tiết trục 44 Hình 3.10 Chi tiết trục 44 Hình 3.11 Mô trục chịu lực 45 Hình 3.12 Mô ứng suất 45 Hình 3.13 Khung đỡ 46 Hình 3.14 Trụ đỡ dàn pin 47 Hình 3.15 Mô ứng suất dầm 48 Hình 3.16 Kết cấu khung dàn 52 Hình 3.17 Sơ đồ phân bố lực 53 Hình 3.18 Ứng suất dầm 54 Hình 19 Chi tiết dầm 54 Hình 3.20 Mô lực tác dụng lên dầm 55 Hình 3.21 Mô ứng suất dầm 55 Hình 3.22 Chi tiết trụ 55 - 10- Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... CÔNG NGHIỆP Độc lập - Tự - Hạnh phúc LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT THIẾT KẾ, CHẾ TẠO DÀN PIN MẶT TRỜI TỰ XOAY Học viên: VĂN CÔNG BÍCH Lớp: Cao học K11 Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Người HD khoa... mặt trời 16 2.2 Các kiểu khai thác lượng mặt trời 17 2.3 Một số kiểu dàn xoay 20 2.3.1 Nguyên tắc xoay 20 2.3.2 Các kết cấu xoay 21 2.3.3 Các phương án điều khiển 26 2.3.4 Cơ sở để xoay dàn pin. .. sáng mặt trời 17 Hình 2.2 Bếp lượng mặt trời 18 Hình 2.3 Nhà máy điện lượng mặt trời 19 Hình 2.4 Du thuyền hoạt động lượng mặt trời 19 Hình 2.5 Mô tả góc tới tia sáng mặt trời pháp tuyến mặt phẳng