LabVIEW開發(fā)太陽能控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

　　簡(jiǎn)介

　　由于地處陽光地帶，墨西哥是利用太陽能技術(shù)的理想之地。該地區(qū)年平均日曬超過5.5kWh/m2。高質(zhì)量的太陽能資源使得該地區(qū)成為實(shí)施集中太陽能技術(shù)(CST)的理想選擇，CST技術(shù)可用于發(fā)電或是生產(chǎn)太陽能氫燃料。

　　為了促進(jìn)CST在墨西哥的發(fā)展，CIE 能源研究中心建造了一個(gè)高輻射通量太陽能熔爐(HRFSF)。HRFSF使得在基礎(chǔ)應(yīng)用研究以及工業(yè)生產(chǎn)過程的發(fā)展中利用太陽輻射成為可能。HRFSF的主要目的是開發(fā)用于中央塔發(fā)電廠的熱電太陽能塔組件。另一個(gè)目的則是處理和制造先進(jìn)的材料，并且讓它們體現(xiàn)暴露在陽光下的熱物理，機(jī)械和 光學(xué)的材料特征。

　　我們需要一個(gè)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于操作HRFSF所有集成組件。CIMAT (數(shù)學(xué)研究中心)的工業(yè)數(shù)學(xué)系與CIE的工作人員合作，共同執(zhí)行開發(fā)控制系統(tǒng)的任務(wù)。

　　高輻射通量太陽能熔爐(HRFSF)組件

　　高輻射通量太陽能熔爐(HRFSF)主要由以下三個(gè)組件組成：一個(gè)聚光鏡， 一個(gè)定日鏡和快門(見圖1)。聚光鏡是該系統(tǒng)的核心，其功能是將太陽輻射集中至很高的水平，從而在聚焦區(qū)域達(dá)到高溫(可達(dá)3000° K)。該聚光鏡被放置在一個(gè)太陽熔爐內(nèi)，且不發(fā)生移動(dòng);所有追蹤太陽所需的移動(dòng)都需定日鏡來執(zhí)行。這樣做是為了獲得一個(gè)靜態(tài)的聚焦區(qū)域，它為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)提供了一個(gè)更容易控制的環(huán)境。熔爐的性能取決于定日鏡準(zhǔn)確追蹤太陽的能力。 快門在不同的角度部分打開和關(guān)閉，控制允許進(jìn)入系統(tǒng)的輻射量。值得一提的是，HRFSF 包括占地面積81平方米定日鏡，占地面積42.2平方米的快門，以及一個(gè)409六角形第一表面拋光的玻璃鏡組成的光學(xué)聚光鏡。

 　　圖1: 太陽能熔爐組件架構(gòu)圖

　　除了上述組件，還有一個(gè)移動(dòng)的平臺(tái)，可在聚焦地區(qū)的不同點(diǎn)精確定位實(shí)驗(yàn)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還要用于監(jiān)測(cè)不同的實(shí)驗(yàn)變量，如溫度、壓力流量、太陽輻射和集中的輻射通量分布。冷卻系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)也是必須的。此外，氣象 監(jiān)測(cè)站集成在系統(tǒng)中，除了定日鏡、冷卻系統(tǒng)和一些太陽 輻射和風(fēng)速傳感器，其它所有熔爐組件都位于整個(gè)熔爐結(jié)構(gòu)內(nèi)部。