Кинематические свойства электротехнических комплексов с системой слежения за солнцем, полученные методом полиномиальной аппроксимации небесных координат
Автор: Сологубов Андрей Юрьевич, Кирпичникова Ирина Михайловна
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Альтернативные источники энергии
Статья в выпуске: 3 т.19, 2019 года.
Бесплатный доступ
Синтез и исследование любых гелиоустановок сопряжён с необходимостью выявления регулярных особенностей движения рабочего органа, угловое положение которого регулируется в эвклидовом пространстве. Эту информацию можно получать обработкой данных об угловом положении Солнца в заданных географических координатах. Локальность во времени всех алгоритмов вычисления солнечной позиции не позволяет анализировать годовой и суточный цикл движения Солнца в едином виде. Для решения этой задачи мы применили новый принцип обработки результатов расчёта, который заключается в следующей последовательности действий. Используя астрономический алгоритм NREL SPA, в основе которого лежат нелинейные тригонометрические уравнения, построены двухмерные поверхности азимутальных из зенитных углов. Путём аппроксимации этих поверхностей полиномами высокого порядка и дифференцирования этих полиномов по времени получены поверхности азимутальных из зенитных угловых скоростей, ускорений и рывков. Расчётные коэффициенты полиномов сведены в таблицы, чтобы в дальнейшем их можно было применять для оценочных расчётов в рамках структурного и параметрического синтеза электротехнических комплексов слежения за Солнцем в заданном географическом местоположении. Для проверки степени совпадения с готовыми локально-временными онлайн-алгоритмами мы выбрали онлайн-калькулятор MIDC SPA Calculator. Сопоставление результатов полиномиальной аппроксимации с данными расчётов по этому онлайн-калькулятору показывает хорошее совпадение результатов и низкий уровень ошибок.
Двухмерная поверхность, угол азимута, угол зенита, скорость зенита, скорость азимута, ускорение азимута, ускорение зенита, рывок азимута, рывок зенита, полиномы высокого порядка
Короткий адрес: https://sciup.org/147232746
IDR: 147232746 | DOI: 10.14529/power190308
Список литературы Кинематические свойства электротехнических комплексов с системой слежения за солнцем, полученные методом полиномиальной аппроксимации небесных координат
- Нго Сян Кыонг. Анализ конструктивных схем электромеханических систем солнечных батарей / Нго Сян Кыонг // Известия ТулГУ. Технические науки. - 2013. - Т. 1. - P. 322-325.
- Demenkova, T.A. Modelling of algorithms for solar panels control systems / T.A. Demenkova, O.A. Korzhova, A.A. Phinenko // Procedia Computer Science. - 2017. - Vol. 103 - P. 589-596. DOI: 10.1016/j.procs.2017.01.072
- Meeus, J. Astronomical Algorithms / J. Meeus. - Willmann-Bell Inc., 1991. - 477 p.
- Reda, I. Solar Position Algorithm for Solar Radiation Applications (Revised) / I. Reda, A. Andreas // NREL/TP-560-34302. Golden (Colorado). - January 2008. - 56 p. DOI: 10.2172/15003974
- Энергия солнца - Siemens.pdf. - http://m.energy.siemens.com/ru/ru/renewable-energy/solar-power/index.htm (дата обращения: 10.01.2019).
- Сологубов, А.Ю. Управление автономными гелиоэнергетическими системами: результаты расчёта параметров суточного движения Солнца в Челябинске / А.Ю. Сологубов, И.М. Кирпичникова // Альтернативная энергетика в регионах России «АЭР-2018». - 2018. - P. 279-283.
- Sologubov, A.Y. Calculation of the Parameters of the Daily Movement of the Sun. Contour Maps of Kinematic Parameters / A.Y. Sologubov, I.M. Kirpichnikova // 2019 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). - 2019. - P. 1-6.
- DOI: 10.1109/icieam.2019.8742935
- ESRL Global Monitoring Division - Global Radiation Group.pdf // NOAA Solar Calculator. - 2017.
- Sensing and control strategies in tracking solar systems / D. Moga, I.-V. Sita, N. Stroia et al. // Proceedings - 2015 20th International Conference on Control Systems and Computer Science, CSCS 2015. - 2015. - P. 989-995.
- DOI: 10.1109/cscs.2015.143
- Толмачёв, В.А. Синтез следящего электропривода оси опорно-поворотного устройства / В.А. Толмачёв // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. - 2008. - Т. 51, № 6 (Темат. вып.). - P. 68-72.
- Computing the solar vector / M. Blanco-Muriel et al. // Solar Energy. - 2001. - Vol. 70, no. 5. - P. 431-441.
- Michalsky, J.J. The Astronomical Almanac's algorithm for approximate solar position (1950-2050) / J.J. Michalsky // Solar Energy. - 1988. - Vol. 40, no. 3. - P. 227-235.
- DOI: 10.1016/0038-092x(88)90045-x
- Grena R. An algorithm for the computation of the solar position / R. Grena // Solar Energy. - 2008. - Vol. 82, no. 5. - P. 462-470.
- DOI: 10.1016/j.solener.2007.10.001
- Sun Tracking Systems: A Review / C.-Y. Lee et al. // Sensors. - 2009. - Vol. 9, no. 5. - P. 3875-3890.
- Gibbs, P. What is the term used for the third derivative of position? / P. Gibbs. - http://math.ucr.edu/ home/baez/physics/General/jerk.html (дата обращения: 10.01.2019).
- Prinsloo, G., Dobson R. Solar tracking - Sun Position, Sun Tracking, Sun Following / G. Prinsloo, R. Dobson. - Stellenbosch: SolarBooks, 2015. - 542 p.
- Ray, S. Calculation of Sun position and tracking the path of Sun for a particular geographical location / S. Ray // International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering. - 2012. - Vol. 2, no. 9. - P. 81-84.
- Дикусар, Н.Д. Полиномиальная аппроксимация высоких порядков / Н.Д. Дикусар // Математическое моделирование. - 2015. - Т. 9, № 27. - P. 89-109.
- Климатические особенности Челябинской области. Обзор по месяцам. - http://www.chelpogoda.ru/pages/346.php (дата обращения: 10.01.2019).
- Климат: Челябинск. - https://ru.climate-data.org/азия/россииская-федерация/челябинская-область/челябинск-463/ (дата обращения: 10.01.2019).
- Оптимизация двухосевой системы слежения за Солнцем / М.В. Китаева, А.В. Охорзина, А.В. Скороходов, А.В. Юрченко // III Научно-практическая конференция «Информационно-измерительная техника и технологии». - 2012. - P. 114-124.
