КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ С СИСТЕМОЙ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ, ПОЛУЧЕННЫЕ МЕТОДОМ ПОЛИНОМИАЛЬНОЙ АППРОКСИМАЦИИ НЕБЕСНЫХ КООРДИНАТ

А.Ю. Сологубов; И.М. Кирпичникова

doi:10.14529/power190308

Авторы

А.Ю. Сологубов Южно-Уральский государственный университет
И.М. Кирпичникова Южно-Уральский государственный университет

DOI:

https://doi.org/10.14529/power190308

Ключевые слова:

двухмерная поверхность, угол азимута, угол зенита, скорость зенита, скорость азимута, ускорение азимута, ускорение зенита, рывок азимута, рывок зенита, полиномы высокого порядка, SPA

Аннотация

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 онлайналгоритмами 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.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Библиографические ссылки

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/renewableenergy/solar-power/index.htm (дата обращения:

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:

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 об-

ращения: 10.01.2019).

Климат: Челябинск. – https://ru.climatedata.org/азия/россииская-федерация/челябинскаяобласть/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.