太阳能晾衣架系统设计文档格式.docx
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本设计基于AT89S52单片机的湿度感应自动收缩晾衣杆为人们解除苦恼。
晾衣架是生活中的必需品,且目前各种晾衣架款式众多,但是,对于天气比较潮湿的地方使用的可烘干式的晾衣架且少见,所以,研制具有可转换形式的多功能晾衣架,具有一定的意义,本课题既是研制具有集多种功能于一体的晾衣架。
随着人们生活节奏的加快,许多人由于各种原因不在家,而不能顾及家里的事情。
比如:
衣服由于没能及时收回而被雨淋湿,或是晚上去收衣服和晾衣服光线暗。
这对我们的工作、生活造成了很多不便,尤其在天气经常变化的季节。
针对这种情况,我便设计了智能晾衣以及遮雨装置。
本次设计彻底摆脱了人们对晾衣架的传统概念,随着生活水平的提高和生活节奏的加快,人们争分夺秒的为事业拼搏,当然,在晾衣服的时候也不例外,而且这种机构美观、大方、实用,有很大的市场空间。
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第1章太阳能新型节能能源1.1太阳能资源利用基本方式太阳能资源利用基本方式太阳能的利用主要是利用其辐射能而实现的,利用的基本方式可以分为如下4大类。
(1)光热利用此种方式的原理主要是将太阳能的辐射能收集起来,通过特定的转化方式转化成热能加以利用。
收集太阳辐射能的装置主要有平板型集热器、真空管集热器和聚焦集热器等。
根据所能达到的温度和用途的不同,而把太阳能光热利用分为低温利用(200)、中温利用(200800)和高温利用(800)。
目前低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等,中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等,高温利用主要有高温太阳炉等。
此外这种方式还可以利用转化的热能进行发电。
一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽,然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。
即通过两个过程完成,前一过程为光热转换,后一过程为热电转换。
(2)光伏发电早在1839年,法国科学家贝克雷尔(BECQURAL)发现,光照能使半导体材料的不同部位之问产生电位差,当时还未对这种现象得到重视,后来被称为“光生伏打效应”。
其原理就是当半导体材料受光照时,半导体材料内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。
当太阳光或其他光照射半导体的PN结时,就会在PN结的两边出现电压(叫做光生电压),使PN结短路,就会产生电流。
该发现到了1954年,在美国科学家恰宾和皮尔松在贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳能电池,此时就诞生了太阳能光伏发电技术。
此技术被认为是当前世界上最有发展前景的新能源技术。
太阳能电池板正是利用了这一技术的产物,他能将太阳能转化成电能,并可接蓄电池将电脑储存起来,以备用。
根据太阳能电池板的大小,可利用在不同场合。
大规模的可用在太阳能光伏发电网和太阳能屋顶;
小的可用在太阳能路灯,草坪灯,景观灯等地方(3)光化利用这是一种利用太阳辐射能直接分解水制氢的光化学转换方式。
(4)光生物利用通过植物的光合作用来实现将太阳能转换成为生物质的过程。
目前主要有速生植物(如薪炭林)、油料作物和巨型海藻。
1.2光伏发电原理光伏发电原理太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结内建电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。
这就是光电效应太阳能电池的工作原理。
太阳能发电有两种方式,一种是光-热-电转换方式,另一种是光-电直接转换方式。
(1)光-热-电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电。
前一个过程是光-热转换过程;
后一个过程是热-电转换过程,与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高,估计它的投资至少要比普通火电站贵510倍。
(2)光-电直接转换方式该方式是利用光伏效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光-电转换的基本装置就是太阳能电池。
太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。
当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。
太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用;
与火力发电、核能发电相比,太阳能电池不会引起环境污染。
图1.1光伏发电原理示意图1.3国内外太阳能产业的发展现状与前景国内外太阳能产业的发展现状与前景我国的太阳能热利用产业,无论在规模、数量、市场成熟度方面,还是在核心技术、民族品牌方面,都领先于世界水平。
我国太阳能产业现状目前太阳能的利用主要分为两个方面:
一、利用光热效应,即把太阳光的辐射能转换为热能,太阳能热水器和太阳灶就是典型的例子。
我国太阳能热能利用发展较为成熟,已形成较完整的产业体系,太阳能光热产业的核心技术遥遥领先于世界水平,其自主知识产权率达到了95%以上。
我国已经成为世界上太阳能集热器最大的生产和使用国,目前最广泛应用的技术是太阳能热水器,截至2006年全国太阳能热水器累积使用已达9000万m3,占世界总量的76%。
1000多家太阳能热水器生产企业,每年创造的总产值近120亿元,为提高中小城市居民的生活质量发挥了重要作用。
到2008年,我国太阳能热水器总集热面积运行保有量为1.35亿平方米,年生产能力超过2500万平方米,比2007年增长10%,使用量和年产量均占世界总量的一半以上。
太阳能热水器的推广已基本实现了商业化,形成原材料加工、产品开发制造、工程设计和营销服务的产业体系,带动了玻璃、金属、保温材料和真空设备等相关行业的发展,成为了一个产业规模迅速扩大的新兴产业。
(1)主要国家纷纷削弱扶持力度从全球光伏产业的发展进程来看,政府扶持一直是产业发展模式的根本原动力,政府企图通过政策扶持、财政投入来带动民间资本投入,发挥产业规模效益。
然而,政府的“投入产出”效益不明显,重复性生产导致产能过剩、产品价格不断下跌,金融危机“雪上加霜”,增加了各国政府的财政压力,主要的光伏产业国家不得不纷纷削弱扶持力度,让自由市场规划提早介入产业发展。
(2)多因素制约产业规模的快速增长世界光伏产业的持续强劲增长受到诸多因素的阻碍:
首先,经济和金融危机的影响持续存在,光伏产业蓬勃发展势头将有所抑制;
其次,产业的快速发展不可避免规模经济效益下的行业整合,如何实现效益最大化的规模经济才是各国产业发展的重要课题;
再次,光伏产业在欧洲以外的地区如雨后春笋、势如破竹,欧洲市场70%以上产能份额的独霸优势不再,全球市场呈现均衡化发展趋势;
最后,政府可能重新考虑他们对缓解气候变化和可再生能源的承诺,导致政府和监管的具有不稳定性。
(3)光伏企业破产倒闭整合潮流涌动2013年的光伏产业行情的跌宕起伏,破产潮一波接一波。
作为中国光伏行业发展的标杆尚德电力控股公司于2013年11月15日破产重整,拉响了中国光伏产业在全球金融危机下,遭遇全球产能过剩、欧美对华“双反”等系列危机后的第一声尖锐的警报。
这些明星企业的破产事实虽然只是光伏产业破产史的冰山一角,但是足以证明了当前全球光伏产业竞争压力严峻和企业淘汰、产业整合的诉求迫在眉睫。
(4)未来亚太市场仍然看好中国市场在2014年有望达到14GW;
日本市场是2013年最大的增量市场,项目储备已经超过21GW。
2014年日本的组件需求有望接近8GW,但本土的组件产能只有3GW左右,这意味着有接近5GW的组件外购需求。
印度和巴基斯坦是南亚地区最重要的两个光伏市场,其中巴基斯坦计划到2030年50%的电力来自于可再生能源,包括风电,光伏等等。
泰国和印度尼西亚是东南亚地区最重要的两个光伏市场,其中泰国政府在2013年出台了新的上网电价政策,并计划在2014年底前建成800个1MW的光伏社区地面电站。
值得仔细观察的新兴市场是印度尼西亚,考虑到当地偏高的电力价格和大量的项目储备,印尼光伏市场有望在未来五年里迎来高速成长。
在未来五年里,亚太地区的光伏市场有望达到累计约175GW的新增需求,占全球新增需求的54%。
(数据来自:
欧洲光伏协会)(5)光伏项目储备量进一步增加目前全球太阳能光伏需求领先的国家包括:
亚太地区五个主要国家(中国、日本、印度、泰国和澳大利亚),四个欧洲国家(德国、英国、意大利和法国)和北美(美国和加拿大)。
未来五年中,这些国家终端市场的光伏需求量将占全球的80%以上,准备建设的商业及公共事业电站项目有4300个,其中近半数是规模在250kW到5MW的项目。
领先的太阳能光伏国家的项目储备总量已达到近95GW,其中50MW以上的大型电站项目占了68%。
由于5MW以下规模的项目更容易获得批准,且完工时间短,因此更受供应商和开发商的青睐。
中国、日本和美国预计将在未来五年推动太阳能光伏新增装机。
目前,这三个领先的光伏国家有超过3600个250KW以上的项目储备,总规模约65GW。
与常用的发电系统相比,太阳能光伏发电的优点主要体现在:
太阳能发电被称为最理想的新能源。
无枯竭危险;
安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对干净(无公害);
不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势;
无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;
能源质量高;
使用者从感情上容易接受;
建设周期短,获取能源花费的时间短。
缺点:
照射的能量分布密度小,即要占用巨大面积;
获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。
利用太阳能来发电,设备成本高,却太阳能利用率较低,不能广泛应用,主要用在一些特殊环境下,如卫星等。
1.4晾衣架的发展现状晾衣架的发展现状在中国,晾衣架一般意指“升降晾衣架”,或所谓的自动晾衣架。
分手动、电动两种。
手动(手摇)较为普及。
电动之所以未能普及推广,这是由于整个晾衣架行业技术上的不成熟以及售后服务的局限毕竟是镶在天花板上,不像小家电一样容易搬移去维修保养。
因而目前,还是手动(手摇)为市场的主导。
晾衣架是中国一大特色产品,该晾衣架行业形成至今已有十多年时间,从开创至今技术不断改进和变革,其基本组成为:
手摇器(负责升降、自锁),钢丝,转向器,顶座,晾杆,衣架。
手摇器是晾衣架”的核心部件,相当于汽车的发动机!
备受关注。
经历了数年的磨合,晾衣架行业质量逐渐趋向稳定。
晾衣架作为每天使用的家居用品,如今已经成为许多家庭的生活必需品。
作为消费者来说,选择品牌关键是货真价实。
其结构、用料、做工等均是不可或缺的商品组成部分,质量和售后服务更是该晾衣架行业生产商生存与发展的永恒构成。
晾衣架,发展到今天,已经不仅仅是一个晾衣服的工具。
除了实用性很强外,更是一个颇具装饰性的。
晾衣架不仅仅是一个装饰品,更是一个功能性的产品。
目前晾衣架的功能”已经普遍得到消费者的认可,已经形成一个晾衣架行业。
回归产品本身走质量、特色路线:
不断改
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