光刻eth
1. 太陽能的優點和作用
太陽是光明的象徵,46億年來太陽一直照耀著地球,送來光,也送來熱。將陽光聚焦,可以將光能轉化為熱能。傳說阿基米德就曾經利用聚光鏡反射陽光,燒毀了來犯的敵艦。
取之不盡、用之不竭的太陽能是一種可廣泛利用的清潔能源。在日照充分的地方,人們在生產和生活中已大量使用太陽灶、太陽能熱水器和乾燥器。太陽灶的原理很簡單,用金屬或其他材料製成類似鏡面的裝置,將陽光反射到某一焦點,就可以得到100攝氏度或者更高的溫度,足夠用來做飯、燒水或加熱各種物體了。如果鏡面的方向能夠隨著太陽的位置變化而自動調整,太陽能的利用率就更高了。例如,現在世界上最大的拋物面型反射聚光器有9層樓高,總面積2500平方米,焦點溫度高達4,000攝氏度,許多金屬都可以被熔化。
太陽能熱水器的構造要簡單的多。因為不需要它產生太高的溫度。在大多數情況下,可以將太陽能熱水器的集熱器製成箱式、蛇型管式、直管式、平板式或枕式,通過管道與水源和儲水箱相連。太陽能熱水器在我國北方比較常見。
陽光也可以用來發電。比較常見的光電池是硅電池,它能將13%~20%的日光能轉化為電能。許多電子計算器和其他小型電子儀器現在已經採用太陽能電池供電,人造衛星和宇宙飛船更是主要依靠太陽能電池來提供電力。但是陽光在達到地面以前要經過大氣的反射、散射和吸收,能量損失較大,加上陰天、晝夜變化和雨雪等降水過程的影響,目前地面上利用日光發電受到一定限制。
海水中儲存著大量的以熱能形式保存的太陽能,主要表現為海水表層和深層間的溫差。因為水的沸點與氣壓有關,如果建造一個裝置,用抽真空的方法使表層的海水在20攝氏度時汽化,並推動汽輪機,再將深層的冷水提上來使蒸汽冷卻,如此周而復始,就可以發電了。法國已經建成了世界上第一座溫差發電站,發電容量為14000千瓦。
2. 從事半導體,光刻膠的前輩們,能否告知光刻膠中的ETH,EOP的英文全寫
一般代號ETH= etch,
EOP = etch on process.
3. 急求高手翻譯,軟體翻譯者勿進
「是供應商履行機械工程分析能力嗎?
如果是,請問什麼工具供應商使用?請提供例子
(例如:TolStack,計算流體力學,熱,有限元分析,Moldflow公司等)
(請評價:「」0「」是指沒有能力「,」4「」是指5個或更多的功能)。「
「沒有什麼其他功能供應商的機械團隊介面。例如:工業設計,電子技術,射頻工程師,製造,質量,計劃管理,模具工程師。請提供具體的證據來支持這些關系
(請評價:「」0「」是指沒有介面「,」4「」5個或更多的介面與相關職能手段)。 「
「供應商是否有自上而下的CAD建模技術,三維曲面造型很好地理解掌握,曲率連續表面,非圓的參考模型,家庭表和/或配置建模,等?
請提供具體的證據。
(請評價:「」0「」是指沒有能力「,」4「」是指5個或更多能力)「
「供應商是否有能力的工程樣機?立體光刻設備(解放軍),選擇性激光燒結(SLS),數控加工原型,硅膠模具鑄造等?
提供具體的證據。
(請評價:「」0「,」沒有能力「,」4「」指「,」在內部能力超過2)。 「
「什麼樣的工具類可以供應商生產?
A級=多萬拍攝,乙=萬桿和c = 500K的鏡頭,Ð = 10萬= 1000鏡頭拍攝é
請提供具體的證據。
(請評價:「」0「,」E類「,」4「」指「,」A級)。 「
「供應商是否有一個工具檢查和維修程序。
請提供具體的證據。
(請評價:「」0「,」意味著沒有程序「,」4「」是指在發生全過程)「
「什麼機械部件供應商的製造能力,並有?(如:注塑,鈑金,鑄造,模壓成型,模切等)。
請提供具體的證據,即樣本,照片,規格等
(請評價:「」0「」是指沒有能力「,」4「」是指5個或更多的內部能力)「
「什麼樣的二次裝飾功能類型的供應商有沒有?(例如:繪畫,印刷,虛擬機,NCVM,熱沖壓,蝕刻,陽極氧化,噴砂,鑽石切割,等)
請提供證明文件
(請評價:「」0「」是指沒有能力「,」4「」是指5個或更多的內部能力)「
「供應商是否有組裝能力?
(例如:熱的股份,超聲波焊接,激光焊接,控制力矩螺絲,鏡頭或粘合劑記者,熱棒焊接,裝配等手工工藝)
請提供證明文件
(請評價:「」0「」是指沒有能力「,」4「」是指5個或更多的內部能力)「
4. 求一篇電氣自動化論文,急謝謝了。
2004 年第18 卷第1 期測試技術學報Vo l. 18 No. 1 2004
(總第47 期) JOURNAL OF TEST AND MEASUREMENT TECHNOLOGY (Sum No. 47)
文章編號: 167127449 (2004) 0120001204
感應同步器寬度測量方法的研究
X 潘海鵬, 王麗麗, 戴文戰
(浙江工程學院自動化所, 浙江杭州310033)
摘 要: 通過對傳統的感應同步器位移測量方法的分析, 提出了一種將軟體與硬體有機結合的位移ö數字
轉換新方法. 利用該方法所研製的大位移感測裝置、位移ö數字轉換裝置與工業控制計算機配合, 成功實現
了對鋼板寬度的測量與控制.
關鍵詞: 感應同步器; 位移2數字轉換; 寬度測量
中圖分類號: TH822 文獻標識碼: A
The Research ofW idthMeasuremen tMethod
by Inct Synchron izer
PAN Hai2peng, WAN G L i2li, DA IW en2zhan
( Inst itute of A utomat ion, Zhejiang Inst itute of Science and Techno logy, Hangzhou 310012, Ch ina)
Abstract: Th rough the analysis of the disp lacem en t m easu rem en t m ethod of t radit ional inct
synch ron izer, a new disp lacem en t2digital conversion m ethod w h ich com b ine the sof tw are and hardw are
together is app roached. A cco rding to th is m ethod, the system of the huge disp lacem en t inct
in st rum en t and disp lacem en t digital conversion in st rum en t com b inew ith in st rial compu ter ism ade and
is successfu lly realized in the con t ro l and w idth m easu rem en t of steel p late.
Key words: inct synch ron izer; disp lacem en t2digital conversion; w idth m easu rem en t
0 引 言
寬度是冶金、機械加工、紡織等行業的重要尺寸檢測參數, 其測量精度與測量水平直接影響到企業
的生產與經濟效益. 目前寬度測量一般是通過位移量檢測來實現的, 而位移量的檢測方法主要有電感
式、電容式、光電式等. 對於直線位移測量則主要為CCD 攝象感測器、光柵感測器和感應同步器[ 1~ 3 ].
其中, CCD 攝象感測器與光柵感測器都是依靠光電學機理通過系統實現位移量檢測. 其優點是解析度
高, 測量精確. 缺點是環境適應性較差, 且現場安裝調試工作復雜. 而利用電磁耦合原理實現位移檢測
的感應同步器就具有明顯的優勢[ 4 ]: ① 可靠性高, 抗干擾能力強, 對工作環境要求低, 在沒有恆溫控制
和環境不好的條件下能正常工作, 比較適應於工業現場的惡劣環境; ② 測量范圍寬, 0~ 9 999mm , 測
量精度高, 解析度為0. 01 mm; ③ 安裝方便、維護性好, 使用壽命長.
本文通過對傳統的感應同步器位移測量方法的研究, 針對直線位移的測量, 提出了一種以感應同步
器為感測器, 將軟體與硬體有機結合的位移ö數字轉換新方法, 應用該方法筆者所研製的面向冶金企業
X 收稿日期: 2003208228
基金項目: 浙江省自然科學基金資助項目(602016) (603194)
作者簡介: 潘海鵬(1965- ) , 男, 副教授, 主要從事智能檢測技術與應用研究.
鋼板寬度測控裝置已成功運用於天津中板廠, 其測量范圍達1m (1. 3m~ 2. 3m ) , 測量誤差≤1mm , 閉
環控制誤差≤2 mm , 取得了滿意的控制效果.
1 位移2數字轉換方法的研究
直線型感應同步器由定尺和滑尺組成, 其相對面是採用光刻腐蝕法刻成的銅箔繞組, 當定、滑尺作
相對運動時, 若在滑尺兩相繞組上加勵磁電壓, 則定尺繞嘴就有感應電動勢產生, 檢測該電勢的變化即
可獲得位移量的大小[ 5 ]. 例如, 在滑尺的正、餘弦繞組上分別加幅值按正、餘弦規律變化的勵磁電壓
V s = V m sinHe sinXt, (1)
V c = - V m co sHe sinXt. (2)
則當定、滑尺相對移動H
m 時, 定尺上分別感應出的電勢為
es = K mV m co sXtsinHeco sH
m , (3)
ec = - KmV m co sXtco sHe sinH
m. (4)
根據選加原理, 總的感應電動勢為
e = es + ec = K mV m co sXtsin (H
e - H
m ). (5)
式(1)~ 式(5) 中: V s為滑尺正弦勵磁電壓; V c為滑尺餘弦勵磁電壓; V m 為勵磁電壓最大值; H
m 為機械
位移角度; H
e 為可變的用以平衡H
m 的電角度; X 為勵磁電壓角頻率; es為定尺正弦感應電勢; ec為定尺余
弦感應電勢; e 為合成感應電勢(即誤差信號) ; Km 為耦合系數.
由此可見, 實現位移測量的關鍵是將模擬的誤差信號轉換為響應的位移脈沖, 並進行累加與數字顯
示, 即位移ö數字轉換. 從目前講, 其轉換方法主要有兩種: ① 純硬體轉換; ② 純軟體轉換.
純硬體轉換的方法就是位移ö數字的轉換完全由分立及集成器件構成的電路實現. 其基本工作原理
是首先對被檢測的誤差信號進行放大, 然後通過分立元件組成的門檻電路使連續的位移信號變成與之對
應的脈沖信號, 該脈沖經整形處理送至由多個計數器組成的記數電路進行脈沖累計, 脈沖的多少就代表
了位移量的大小, 最後將計數值按位輸出到解碼驅動電路顯示出來, 其置數功能通過機械碼盤實現. 該
方法的不足在於: ① 價格貴, 精度低; ② 電路結構復雜, 可靠性差, 維修不便; ③ 未考慮與計算機的接
口, 不便實現閉環控制.
純軟體轉換的方法是通過軟體編程實現位移ö數字轉換及脈沖累積顯示. 其系統一般由單片機、
RAM、ROM、8279 等晶元組成, 它將位移邏輯、脈沖計數及控制部分全部由微機實現, 提高了測量精
度, 增強了系統的可靠性. 但其不足之處是由於採用軟體計數, 限制了定滑尺的相對位移速度, 影響測
量系統的動態特性.
2 新型寬度測控系統的研製
針對純硬體與純軟體轉換兩種方法的不足, 本文提出一種採用軟硬體相結合實現位移ö數字轉換的
新方法, 並將其應用於鋼板寬度測控系統. 其基本設計思想是: ① 在硬體設計上採用功能強的大規模集
成電路代替中小規模集成電路, 簡化系統結構, 並將其集成於一塊電路板上, 直接與工業控制計算機進
行通訊; ② 對於佔用硬體資源多而軟體上又易實現的功能則直接由軟體實現. 如位移脈沖累積、運動方
向的判別、置數、清零等功能. 該方法的優點在於它既發揮了硬體轉換電路工作的快速性, 又發揮了軟
件編程的靈活性; 既擴充了系統功能, 又節約了資源, 簡化了結構, 降低了造價. 新型位移測量系統的結
構如圖1 所示.
1) 前置放大器由兩級同相比例放大器組成, 對感應同步器產生的誤差信號進行放大, 分別為門檻電
路提供粗、精計數輸入.
2) 門檻電路由電壓比較器和邏輯電路組成, 粗門與精門將放大器送來的連續位移信號轉換成為斷
續的計數脈沖. 粗門輸入來自第一級放大, 精門輸入來自第二級放大. 當滑尺慢速滑動(< 12m öm in)
2 測試技術學報2004 年第1 期
時, 精門開啟, 每輸出一個脈沖表示0. 01mm; 當滑尺快速滑動(> 12 m öm in) 時, 粗門開啟, 每輸出一
個脈沖表示0. 1 mm.
3) A öD 轉換控制器主要提供A öD 轉換所需要的各種控制信號. 如計數脈沖輸出控制、方向控制、
粗精轉換控制等.
4) 模擬開關與函數變壓器主要由雙十選一雙向模擬開關和函數變壓器構成, 實現在BCD 碼作用下
20 路開關狀態控制, 從而實現DöA 轉換[ 6, 7 ]. 其原理如圖2 所示. 由振盪器提供的10 kHz 的正弦信號
經函數變壓器耦合後輸出10 個中心抽頭接在第一級開關上, 通過不同的連接方法形成sinA A和co sA A,
即將0°~ 180°十等分, 而sinA A和co sA A又分別作為第二級函數變壓器的輸入, 耦合出20 個信號, 形
成
sin (A A+ B B) = sinHe , (6)
co s (A A+ B B) = co sHe , (7)
式中: A , B = 0, 1, 2, ⋯, 9.
這樣, 由模擬開關的通斷改變(A A+ B B) 的值, 就可改變H
e, 使其跟蹤定滑尺相對位移H
m , 從而使系
統處於平衡狀態.
5) 介面電路的功能是將脈沖輸出、方向控制、清零與置數相關信息與計算機控制系統連接起來, 利
用軟體中設計的控制演算法實現對寬度的閉環控制.
利用該方法所研製的鋼板寬度測控系統如圖3 所示. 軋
制後邊部不齊的鋼板首先被送到1# 剪切去一邊, 然後通過輥
道送到2# 剪, 由推床調整位置後, 2# 剪將以切齊的一邊為基
准, 按設定寬度切去另一邊, 從而使鋼板邊部齊整, 又符合寬
度要求. 感應同步器檢測系統由安裝於大位移感測裝置上的5
塊接長的定尺與1 塊滑尺組成, 推床通過鋼絲繩和滑尺連接,
這樣, 就把推床的位移轉換為滑尺的位移, 將寬度量轉化為位
移量, 再經位移ö數字轉換系統, 將寬度數字信號送入工業控
制計算機, 實現了鋼板寬度的自動檢測. 利用紅外輻射高溫計
對鋼板的實際溫度進行檢測, 以實現鋼板寬度的自動溫度補
償; IPC2610 工業控制計算機將位移信號與溫度補償後的設定
值進行比較後, 對偏差進行運算處理, 通過最優控制演算法[ 8 ]輸
出- 8 V~ + 8 V 電壓信號控制直流驅動系統, 使推床自動定
位到給定寬度上, 從而實現了鋼板寬度的自動測控.
(總第47 期) 感應同步器寬度測量方法的研究(潘海鵬等) 3
3 誤差分析與校正
由感應同步器作位移感測器構成的寬度測量系統中, 測量誤差主要有以下幾個方面的因素造成:
1) 感應同步器連接誤差
由於筆者使用的感應同步器定尺長度為250mm , 工藝要求的測寬范圍為1 m , 所以要用5 塊定尺
連在一起才能滿足要求. 但在定尺接長的過程中, 定尺與定尺之間存在一定的間隙, 當滑尺在接長的定
尺上滑行時, 該間隙的長度也會計入在內引起誤差. 因此, 在設計位移感測裝置時採取: ① 提高機械加
工精度, 使5 塊定尺保持在一個水平面上, 減少安裝誤差; ② 在感測裝置的某一固定處, 設計零點自校
正電路, 以消除滑尺往復運動所引起的接長誤差.
2) 位移脈沖的累積誤差
這部分誤差主要由位移ö數字轉換電路受干擾、溫漂及函數變壓器細分等因素的影響引起的. 解決
的辦法是對電路參數進行調整及採取相應的抗干擾措施. 如在現場將定、滑尺以及導軌封閉起來, 既防
止了粉塵, 又起到了屏蔽作用.
3) 溫度對被測對象的影響
物質的熱膨脹往往給對象物理尺寸帶來很大影響. 對於溫度給熱鋼板寬度測量帶來的誤差是不能忽
視的. 解決的辦法: 依據在線被測鋼板的溫度、鋼材的材質及熱膨脹系數對鋼板寬度進行在線自動溫度
補償, 取得了較好的效果.
4 應用效果
應用新型位移ö數字轉換裝置所研製的鋼板寬度測控系統已在天津中板廠投入運行, 系統不僅能實
現鋼板寬度的測量, 而且還具有前進、後退、設定、急停、手動ö自動無擾切換、超行程保護、報警等功
能, 測量性能均達到或優於設計要求. 表1 為一組現場在線測量數據.
表1 在線測量數據表
Tab. 1 A n online measurement data table
序號溫度補償öm m 設定量ömm 實測量öm m 誤差量öm m 序號溫度補償ömm 設定量ömm 實測量ömm 誤差量ömm
1 4 1 807 1 809 2 6 5 1 807 1 812 0
2 4 1 857 1 862 - 1 7 4 1 807 1 811 0
3 4 1 857 1 859 2 8 5 1 607 1 613 - 1
4 5 1 807 1 812 0 9 5 1 807 1 813 - 1
5 5 1 807 1 810 2 10 6 1 807 1 813 0
研究和應用結果表明, 利用新型位移ö數字轉換系統所設計的寬度測控裝置具有可靠性高、測量精
度好、結構簡單、適應性強等特點. 在工業生產的位置測量中具有廣泛的應用前景和推廣價值.
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4 測試技術學報2004 年第1 期
5. 太陽能的用處
應用領域
太陽能的利用目前還不是很普及,利用太陽能發電還存在成本高、轉換效率低的問題,但是太陽能電池在為人造衛星提供能源方面得到了應用。
人類依賴這些能量維持生存,其中包括所有其他形式的可再生能源(地熱能資源除外),雖然太陽能資源總量相當於人類所利用的能源的一萬多倍,但太陽能的能量密度低,而且它因地而異,因時而變,這是開發利用太陽能面臨的主要問題。太陽能的這些特點會使它
清立太陽能工程圖
在整個綜合能源體系中的作用受到一定的限制。
太陽能既是一次能源,又是可再生能源。它資源豐富,既可免費使用,又無需運輸,對環境無任何污染。為人類創造了一種新的生活形態,使社會及人類進入一個節約能源減少污染的時代。
建設太空太陽能發電站的設想早在1968年就有人提出,但直到最近人類才開始真正將之付諸行動。日本可謂此項目的先驅者之一,該項目預計耗資210億美金,發電量能達到十億瓦特,能供29.4萬個家庭使用。在太空建太陽能發電站,無論氣候如何,均可利用太陽能發電,這與在地球上建立太陽能發電站的情況不同。
光熱利用
它的基本原理是將太陽輻射能收集起來,通過與物質的相互作用轉換成熱能加以利用。目前使用最多的太陽能收集裝置,主要有平板型集熱器、真空管集熱器、陶瓷太陽能集熱器和聚焦集熱器(槽式、碟式和塔式)等4種。通常根據所能達到的溫度和用途的不同,而把太陽能光熱利用分為低溫利用(<200℃)、中溫利用(200~800℃)和高溫利用(>800℃)。目 前低溫利用主要有太陽能熱水器、太陽能乾燥器、太陽能蒸餾器、太陽能採暖(太陽房)、太陽能溫室、太陽能空調製冷系統等,中溫利用主要有太陽灶、太陽能熱發電聚光集熱裝置等,高溫利用主要有高溫太陽爐等。
發電利用
清立新能源未來太陽能的大規模利用是用來發電。利用太陽能發電的方式有多種。已實用的主要有以下兩種。
1、光—熱—電轉換。即利用太陽輻射所產生的熱能發電。一般是用太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換為工質的蒸汽,然後由蒸汽驅動氣輪機帶動發電機發電。前一過程為光—熱轉換,後一過程為熱—電轉換。
2、光—電轉換。其基本原理是利用光生伏特效應將太陽輻射能直接轉換為電能,它的基本裝置是太陽能電池。
太陽能電池
【材料要求】耐紫外光線的輻射,透光率不下降。鋼化玻璃作成的組件可以承受直徑25毫米的冰球以23米/秒的速度撞擊。
【裝用的EVA膠膜固化後的性能要求】透光率大於90%;交聯度大於65-85%;剝離強度(N/cm),玻璃/膠膜大於30;TPT/膠膜大於15;耐溫性:高溫85℃、低溫-40℃;太陽電池的背面,耐老化、耐腐蝕、耐紫外線輻射、不透氣等。
【用途】太陽能發電廣泛用於太陽能路燈、太陽能殺蟲燈、太陽能攜帶型系統,太陽能移動電源,太陽能應用產品,通訊電源,太陽能燈具,太陽能建築等領域。
太陽能在2050年前可能將成為電力的主要來源,受助於發電設備成本大跌。IEA報告表示,2050年前太陽能光伏(PV)系統將最多為全球貢獻16%的電力,來自太陽能發電廠的太陽能熱力發電(STE)將提供11%的電力。
光化利用
這是一種利用太陽輻射能直接分解水制氫的光—化學轉換方式。它包括光合作用、光電化學作用、光敏化學作用及光分解反應。
光化轉換就是因吸收光輻射導致化學反應而轉換為化學能的過程。其基本形式有植物的光合作用和利用物質化學變化貯存太陽能的光化反應。
植物靠葉綠素把光能轉化成化學能,實現自身的生長與繁衍,若能揭示光化轉換的奧秘,便可實現人造葉綠素發電。太陽能光化轉換正在積極探索、研究中。
通過植物的光合作用來實現將太陽能轉換成為生物質的過程。巨型海藻。
燃油利用
歐盟從2011年6月開始,利用太陽光線提供的高溫能量,以水和二氧化碳作為原材料,致力於「太陽能」燃油的研製生產。截止目前,研發團隊已在世界上首次成功實現實驗室規模的可再生燃油全過程生產,其產品完全符合歐盟的飛機和汽車燃油標准,無需對飛機和汽車發動機進行任何調整改動。
研製設計的「太陽能」燃油原型機,主要由兩大技術部分組成:第一部分利用集中式太陽光線聚集產生的高溫能量,輔之ETH Zürich 自主知識產權的金屬氧化物材料添加劑,在自行設計開發的太陽能高溫反應器內將水和二氧化碳轉化成合成氣(Syngas),合成氣的主要成分為氫氣和一氧化碳;第二部分根據費-托原理(Fischer-Tropsch Principe),將余熱的高溫合成氣轉化成可商業化應用於市場的「太陽能」燃油成品。
衍生產品
就人類直接利用太陽能還處於初級階段,主要有太陽能集熱、太陽能熱水系統、太陽能暖房、太陽能發電、太陽能無線監控等方式。
無線監控
隨著現代化企業制度在我國的普及和深化發展,企業的信息化建設不斷深入,利用數字視頻技術對企業進行
安全防範工作已是大勢所趨,結合太陽能技術的發展,推出真正的Winncam零布線無線監控解決方案。(太陽能無線監控安裝效果圖)
在現代化工業園中,實施視頻監控系統,安全保衛部門可以實現在工業園區門口、主要道路、辦公樓、周界圍牆等地點進行實時全天候視頻監控;相關部門可以了解現場情況,加強園區安全保衛管理,提高工作效率;相關管理部門可以實時了解各個監控點的情況;企業領導在辦公室利用桌面微機,可以隨時了解各主各個監控點實時狀況,處理突發事件,亦可以記錄多天前的情況,進行追蹤分析,除本地建立網路監控系統外,還可對分支機構進行集中遠程視頻監控.隨時考察員工的實際生產勞動紀律眾誠天合公司案根據園區的實際需求,有些點取電困難,我們採用太陽能供電,參照有關國際標准和國家標准,並結合我公司對工業園區監控所積累的經驗,編制出這套零布線太陽能無線監控技術方案。
整體解決思路
通過對現場的分析我們得出結論,整套系統我們採用Winncam無線網橋2.4 和5.8 的無線網橋混合組網,通過點對點和點對多點的組網方式,組建三級無線傳輸網路,使得音視頻能流暢的在網路中穿行;設備的前端我們建議採用紅外網路攝像機,後端接受可以用電腦,也可用DVR;但是DVR 需要用解碼功能。最後我們在後端可以隨時查看和管理整套系統。
無線連接
太陽能無線連接拓撲圖:
太陽能無線監控
集熱器
太陽能熱水器裝置通常包括太陽能集熱器、儲水箱、管道及抽水泵其他部件。另外在冬天需要熱交換器和膨脹槽以及發電裝置以備電廠不能供電之需。太陽能集熱器(solar collector)在太陽能集熱系統中,接受太陽輻射並向傳熱工質傳遞熱量的裝置。按傳熱工質可分為液體集熱器和空氣集熱器。按採光方式可分為聚光型集熱器和吸熱型集熱器兩種。另外還有一種真空集熱器:一個好的太陽能集熱器應該能用20~30年。自從大約1980年以來所製作的集熱器更應維持40~50年且很少進行維修。
熱水系統
早期最廣泛的太陽能應用即用於將水加熱,現今全世界已有數百萬太陽能熱水裝置。太陽能熱水系統主要元件包括收集器、儲存裝置及循環管路三部分。此外,可能還有輔助的能源裝置(如電熱器等)以供應無日照時使用,另外尚可能有強制循環用的水,以控制水位或控制電動部份或溫度的裝置以及接到負載的管路等。依循環方式太陽能熱水系統可分兩種:
1.自然循環式:
此種型式的儲存箱置於收集器上方。水在收集器中接受太陽輻射的加熱,溫度上升,造成收集器及儲水箱中水溫不同而產生密度差,因此引起浮力,此一熱虹吸現像,促使水在儲水箱及收集器中自然流動。由於密度差的關系,水流量於收集器的太陽能吸收量成正比。此種型式因不需循環水,維護甚為簡單,故已被廣泛採用。
2.強制循環式:
熱水系統用水使水在收集器與儲水箱之間循環。當收集器頂端水溫高於儲水箱底部水溫若干度時,控制裝置將啟動水使水流動。水入口處設有止回閥以防止夜間水由收集器逆流,引起熱損失。由此種型式的熱水系統的流量可得知(因來自水的流量可知),容易預測性能,亦可推算於若干時間內的加熱水量。如在同樣設計條件下,其較自然循環方式具有可以獲得較高水溫的長處,但因其必須利用水,故有水電力、維護(如漏水等)以及控制裝置時動時停,容易損壞水等問題存在。因此,除大型熱水系統或需要較高水溫的情形,才選擇強制循環式,一般大多用自然循環式熱水器。
發電系統
太陽能發電系統由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池(組)組成。如輸出電源為交流220V或110V,還需要配置逆變器。
太陽能發電系統分為離網發電系統與並網發電系統:
1、離網發電系統。主要由太陽能電池組件、控制器、蓄電池組成,若要為交流負載供電,還需要配置交流逆變器。
2、並網發電系統就是太陽能組件產生的直流電經過並網逆變器轉換成符合市電電網要求的交流電這後直接接入公共電網。並網發電系統有集中式大型並網電站一般都是國家級電站,主要特點是將所發電能直接輸送到電網,由電網統一調配向用戶供電。但這種電站投資大、建設周期長、佔地面積大,還沒有太大發展。而分散式小型並網發電系統,特別是光伏建築一體化發電系統,由於投資小、建設快、佔地面積小、政策支持力度大等優點,是目 前並網發電的主流。
太陽能板
太陽能電池板是太陽能發電系統中的核心部分,太陽能電池板的作用是將太陽的光能轉化為電能後,輸出直流電存入蓄電池中。太陽能電池板是太陽能發電系統中最重要的部件之一,其轉換率和使用壽命是決定太陽電池是否具有使用價值的重要因素。 組件設計:按國際電工委員會IEC:1215:1993標准要求進行設計,採用36片或72片多晶硅太陽能電池進行串聯以形成12V和24V各種類型的組件。該組件可用於各種戶用光伏系統、獨立光伏電站和並網光伏電站等。
原材料特點:電池片:採用高效率(16.5%以上)的單晶硅太陽能片封裝,保證太陽能電池板發電功率充足。 玻璃: 採用低鐵鋼化絨面玻璃(又稱為白玻璃), 厚度3.2mm,在太陽電池光譜響應的波長范圍內(320-1100nm)透光率達91%以上,對於大於1200 nm的紅外光有較高的反射率。此玻璃同時能耐太陽紫外光線的輻射,透光率不下降。EVA:採用加有抗紫外劑、抗氧化劑和固化劑的厚度為0.78mm的優質EVA膜層作為太陽電池的密封劑和與玻璃、TPT之間的連接劑。具有較高的透光率和抗老化能力。TPT:太陽電池的背面覆蓋物—氟塑料膜為白色,對陽光起反射作用,因此對組件的效率略有提高,並因其具有較高的紅外發射率,還可降低組件的工作溫度,也有利於提高組件的效率。當然,此氟塑料膜首先具有太陽電池封裝材料所要求的耐老化、耐腐蝕、不透氣等基本要求。邊框:所採用的鋁合金邊框具有高強度,抗機械沖擊能力強。也是太陽能發電系統中價值最高的部分。
太陽能控制器
太陽能控制器是由專用處理器CPU、電子元器件、顯示器、開關功率管等組成。
主要特點:
1、使用了單片機和專用軟體,實現了智能控制;
2、利用蓄電池放電率特性修正的准確放電控制。放電終了電壓是由放電率曲線修正的控制點,消除了單純的電壓控制過放的不準確性,符合蓄電池固有的特性,即不同的放電率具有不同的終了電壓。
3、具有過充、過放、電子短路、過載保護、獨特的防反接保護等全自動控制;以上保護均不損壞任何部件,不燒保險;
4、採用了串聯式PWM充電主電路,使充電迴路的電壓損失較使用二極體的充電電路降低近一半,充電效率較非PWM高3%-6%,增加了用電時間;過放恢復的提升充電,正常的直充,浮充自動控制方式使系統由更長的使用壽命;同時具有高精度溫度補償;
5、直觀的LED發光管指示當前蓄電池狀態,讓用戶了解使用狀況;
6、所有控制全部採用工業級晶元(僅對帶I工業級控制器),能在寒冷、高溫、潮濕環境運行自如。同時使用了晶振定時控制,定時控制精確。
7、取消了電位器調整控制設定點,而利用了E方存儲器記錄各工作控制點,使設置數字化,消除了因電位器震動偏位、溫漂等使控制點出現誤差降低准確性、可靠性的因素;
8、使用了數字LED顯示及設置,一鍵式操作即可完成所有設置,使用極其方便直觀的作用是控制整個系統的工作狀態,並對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。在溫差較大的地方,合格的控制器還應具備溫度補償的功能。其他附加功能如光控開關、時控開關都應當是控制器的可選項;
能源電源
第一個空間太陽電池載於1958年發射的Vangtuard I,體裝式結構,單晶Si襯底,效率約10%(28℃)。到了1970年代,人們改善了電池結構,採用BSF、光刻技術及更好減反射膜等技術,使電池的效率增加到14%。在70年代和80年代,地面太陽電池大約每5.5年全球產量翻番;而空間太陽電池在空間環境下的性能,如抗輻射性能等得到了較大改善。由於80年代太陽電池的理論得到迅速發展,極大地促進了地面和空間太陽電池性能的改善。到了90年代,薄膜電池和Ⅲ-Ⅴ電池的研究發展很快,而且聚光陣結構也變得更經濟,空間太陽電池市場競爭十分激烈。在繼續研究更高性能的太陽電池,主要有兩種途徑:研究聚光電池和多帶隙電池。
電池效率
由於太陽電池在不同光強或光譜條件下效率一般不同,對於空間太陽電池一般採用AM0光譜(1.367KW/㎡),對於地面應用一般採用AM1.5光譜(即地面中午晴空太陽光,1.000 KWm-2)作為測試電池效率的標准光源。太陽電池在AM0光譜效率一般低於AM1.5光譜效率2~4個百分點,例如一個AM0效率為16%的Si太陽電池AM1.5效率約為19%)。
◎ 25℃,AM0條件下太陽電池效率
電池類型 面積(cm2) 效率(%) 電池結構
一般Si太陽電池 64cm2 14.6 單結太陽電池
先進Si太陽電池 4cm2 20.8 單結太陽電池
GaAs太陽電池 4cm2 21.8 單結太陽電池
InP太陽電池 4cm2 19.9 單結太陽電池
GaInP/GaAs 4cm2 26.9 單片疊層雙結太陽電池
GaInP/GaAs/Ge 4cm2 25.5 單片疊層雙結太陽電池
GaInP/GaAs/Ge 4cm2 27.0 單片疊層三結太陽電池
◎ 聚光電池
GaAs太陽電池 0.07 24.6 100X
GaInP/GaAs 0.25 26.4 50X,單片疊層雙結太陽電池
GaAs/GaSb 0.05 30.5 100X,機械堆疊太陽電池
空間太陽電池在大氣層外工作,在近地球軌道太陽平均輻照強度基本不變,通常稱為AM0輻照,其光譜分布接近5800K黑體輻射光譜,強度1353mW/cm2。因此空間太陽電池多採用AM0光譜設計和測試。
空間太陽電池通常具有較高的效率,以便在空間發射的重量、體積受限制的條件下,能獲得特定的功率輸出。特別在一些特定的發射任務中,如微小衛星(重量在50~100公斤)上應用,要求單位面積或單位重量的比功率更高。
抗輻照性能
空間太陽電池在地球大氣層外工作,必然會受到高能帶電粒子的輻照,引起電池性能的衰減,主要原因是由於電子或質子輻射使少數載流子的擴散長度減小。其光電參數衰減的程度取決於太陽電池的材料和結構。還有反向偏壓、低溫和熱效應等因素也是電池性能衰減的重要原因,尤其對疊層太陽電池,由於熱脹系數顯著不同,電池性能衰減可能更嚴重。
空間太陽電池的可靠性
光伏電源的可靠性對整個發射任務的成功起關鍵作用,與地面應用相比,太陽電池/陣的費用高低並不重要,因為空間電源系統的平衡費用更高,可靠性是最重要的。空間太陽電池陣必須經過一系列機械、熱學、電學等苛刻的可靠性檢驗。
Si太陽電池
硅太陽電池是最常用的衛星電源,從1970年代起,由於空間技術的發展,各種飛行器對功率的需求越來越大,在加速發展其他類型電池的同時,世界上空間技術比較發達的美、日和歐空局等國家,都相繼開展了高效硅太陽電池的研究。以日本SHARP公司、美國的SUNPOWER公司以及歐空局為代表,在空間太陽電池的研究發展方面領先。其中,以發展背表面場(BSF)、背表面反射器(BSR)、雙層減反射膜技術為第一代高效硅太陽電池,這種類型的電池典型效率最高可以做到15%左右,目 前 在軌的許多衛星應用的是這種類型的電池。
到了70年代中期,COMSAT研究所提出了無反射絨面電池(使電池效率進一步提高)。但這種電池的應用受到限制:一是制備過程復雜,避免損壞PN結;二是這樣的表面會吸收所有波長的光,包括那些光子能量不足以產生電子-空穴對的紅外輻射,使太陽電池的溫度升高,從而抵消了採用絨面而提高的效率效應;三是電極的製作必須沿著絨面延伸,增加了接觸的難度,使成本升高。
80年代中期,為解決這些問題,高效電池的製作引入了電子器件製作的一些工藝手段,採用了倒金子塔絨面、激光刻槽埋柵、選擇性發射結等製作工藝,這些工藝的採用不但使電池的效率進一步提高,而且還使得電池的應用成為可能。特別在解決了諸如採用帶通濾波器消除溫升效應以後,這類電池的應用成了空間電源的主角。
雖然很多工藝技術是由一些研究所提出,但卻是在一些比較大的公司得到了發揚光大,比如倒金子塔絨面、選擇性發射結等工藝是在澳大利亞新南威爾士大學光伏研究中心出現,但日本的SHARP公司和美國的SUNPOWER公司目 前的技術水平卻為世界一流,有的技術甚至已經移植到了地面用太陽電池的大批量生產。
為了進一步降低電池背面復合影響,背面結構則採用背面鈍化後開孔形成點接觸,即局部背場。這些高效電池典型結構為PERC、PERL、PERT、PERF[1],其中前種結構的電池已經在空間獲得實用。典型的高效硅太陽電池厚度為100μm,也被稱為NRS/BSF(典型效率為17%)和NRS/LBSF(典型效率為18%),其特徵是正面具有倒金子塔絨面的選擇性發射結構,前後表面均採用鈍化結構來降低表面復合,背面場採用全部或局部背場。實際應用中還發現,雖然採用局部背場工藝的電池要普遍比NRS/BSF的電池效率高一個百分點,但通常局部背場的抗輻照能力比較差。
到了上世紀90年代中期,空間電源工程人員發現,雖然這種類型電池的初期效率比較高,但電池的末期效率比初期效率下降25%左右,限制了電池的進一步應用,空間電源的成本仍然不能很好地降低。
為了改變這種情況,以SHARP為首的研究機構提出了雙邊結電池結構,這種電池的出現有效地提高了電池的末期效率,並在HES、HES-1衛星上獲得了實際應用。
另外研究人員還發現,衛星對電池陣位置的要求比較苛刻,
太陽能路燈
如果太陽電池陣不對日定向或對日定向差等都會影響到衛星電源的功率,這在一定程度上也限制了衛星整體系統的配置。比如空間站這樣復雜的飛行器,有的電池陣幾乎不能完全保證其充足的太陽角,因而就需要高效電池來滿足要求。雖然目 前已經部分應用了常規的高效電池,但電池的高的α吸收系數、有限的空間和重量的需要使其仍然不能滿足空間系統大規模功率的需要。傳統的電池結構仍然受到很大程度的限制。在這種情況下,俄羅斯在研究高效硅電池初期就側重於提高電池的末期效率為主,在結合電池陣研究方面提出了雙面電池的構想並獲得了成功,真正做到了高效長壽命和低成本。
太陽能路燈
太陽能路燈是一種利用太陽能作為能源的路燈,因其具有不受供電影響,不用開溝埋線,不消耗常規電能,只要陽光充足就可以就地安裝等特點,因此受到人們的廣泛關注,又因其不污染環境,而被稱為綠色環保產品。太陽能路燈即可用於城鎮公園、道路、草坪的照明,又可用於人口分布密度較小,交通不便經濟不發達、缺乏常規燃料,難以用常規能源發電,但太陽能資源豐富的地區,以解決這些地區人們的家用照明問題。
6. 光刻膠中的eth和eop是什麼意思
ETH是指曝光區域在顯影後膜厚為0的最低曝光量;EOP是指能圖形按1:1復制到光刻膠上的曝光量。希望對你有所幫助!