光刻eth
1. 太阳能的优点和作用
太阳是光明的象征,46亿年来太阳一直照耀着地球,送来光,也送来热。将阳光聚焦,可以将光能转化为热能。传说阿基米德就曾经利用聚光镜反射阳光,烧毁了来犯的敌舰。
取之不尽、用之不竭的太阳能是一种可广泛利用的清洁能源。在日照充分的地方,人们在生产和生活中已大量使用太阳灶、太阳能热水器和干燥器。太阳灶的原理很简单,用金属或其他材料制成类似镜面的装置,将阳光反射到某一焦点,就可以得到100摄氏度或者更高的温度,足够用来做饭、烧水或加热各种物体了。如果镜面的方向能够随着太阳的位置变化而自动调整,太阳能的利用率就更高了。例如,现在世界上最大的抛物面型反射聚光器有9层楼高,总面积2500平方米,焦点温度高达4,000摄氏度,许多金属都可以被熔化。
太阳能热水器的构造要简单的多。因为不需要它产生太高的温度。在大多数情况下,可以将太阳能热水器的集热器制成箱式、蛇型管式、直管式、平板式或枕式,通过管道与水源和储水箱相连。太阳能热水器在我国北方比较常见。
阳光也可以用来发电。比较常见的光电池是硅电池,它能将13%~20%的日光能转化为电能。许多电子计算器和其他小型电子仪器现在已经采用太阳能电池供电,人造卫星和宇宙飞船更是主要依靠太阳能电池来提供电力。但是阳光在达到地面以前要经过大气的反射、散射和吸收,能量损失较大,加上阴天、昼夜变化和雨雪等降水过程的影响,目前地面上利用日光发电受到一定限制。
海水中储存着大量的以热能形式保存的太阳能,主要表现为海水表层和深层间的温差。因为水的沸点与气压有关,如果建造一个装置,用抽真空的方法使表层的海水在20摄氏度时汽化,并推动汽轮机,再将深层的冷水提上来使蒸汽冷却,如此周而复始,就可以发电了。法国已经建成了世界上第一座温差发电站,发电容量为14000千瓦。
2. 从事半导体,光刻胶的前辈们,能否告知光刻胶中的ETH,EOP的英文全写
一般代号ETH= etch,
EOP = etch on process.
3. 急求高手翻译,软件翻译者勿进
“是供应商履行机械工程分析能力吗?
如果是,请问什么工具供应商使用?请提供例子
(例如:TolStack,计算流体力学,热,有限元分析,Moldflow公司等)
(请评价:“”0“”是指没有能力“,”4“”是指5个或更多的功能)。“
“没有什么其他功能供应商的机械团队接口。例如:工业设计,电子技术,射频工程师,制造,质量,计划管理,模具工程师。请提供具体的证据来支持这些关系
(请评价:“”0“”是指没有接口“,”4“”5个或更多的接口与相关职能手段)。 “
“供应商是否有自上而下的CAD建模技术,三维曲面造型很好地理解掌握,曲率连续表面,非圆的参考模型,家庭表和/或配置建模,等?
请提供具体的证据。
(请评价:“”0“”是指没有能力“,”4“”是指5个或更多能力)“
“供应商是否有能力的工程样机?立体光刻设备(解放军),选择性激光烧结(SLS),数控加工原型,硅胶模具铸造等?
提供具体的证据。
(请评价:“”0“,”没有能力“,”4“”指“,”在内部能力超过2)。 “
“什么样的工具类可以供应商生产?
A级=多万拍摄,乙=万杆和c = 500K的镜头,Ð = 10万= 1000镜头拍摄é
请提供具体的证据。
(请评价:“”0“,”E类“,”4“”指“,”A级)。 “
“供应商是否有一个工具检查和维修程序。
请提供具体的证据。
(请评价:“”0“,”意味着没有程序“,”4“”是指在发生全过程)“
“什么机械部件供应商的制造能力,并有?(如:注塑,钣金,铸造,模压成型,模切等)。
请提供具体的证据,即样本,照片,规格等
(请评价:“”0“”是指没有能力“,”4“”是指5个或更多的内部能力)“
“什么样的二次装饰功能类型的供应商有没有?(例如:绘画,印刷,虚拟机,NCVM,热冲压,蚀刻,阳极氧化,喷砂,钻石切割,等)
请提供证明文件
(请评价:“”0“”是指没有能力“,”4“”是指5个或更多的内部能力)“
“供应商是否有组装能力?
(例如:热的股份,超声波焊接,激光焊接,控制力矩螺丝,镜头或粘合剂记者,热棒焊接,装配等手工工艺)
请提供证明文件
(请评价:“”0“”是指没有能力“,”4“”是指5个或更多的内部能力)“
4. 求一篇电气自动化论文,急谢谢了。
2004 年第18 卷第1 期测试技术学报Vo l. 18 No. 1 2004
(总第47 期) JOURNAL OF TEST AND MEASUREMENT TECHNOLOGY (Sum No. 47)
文章编号: 167127449 (2004) 0120001204
感应同步器宽度测量方法的研究
X 潘海鹏, 王丽丽, 戴文战
(浙江工程学院自动化所, 浙江杭州310033)
摘 要: 通过对传统的感应同步器位移测量方法的分析, 提出了一种将软件与硬件有机结合的位移ö数字
转换新方法. 利用该方法所研制的大位移传感装置、位移ö数字转换装置与工业控制计算机配合, 成功实现
了对钢板宽度的测量与控制.
关键词: 感应同步器; 位移2数字转换; 宽度测量
中图分类号: TH822 文献标识码: 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
宽度是冶金、机械加工、纺织等行业的重要尺寸检测参数, 其测量精度与测量水平直接影响到企业
的生产与经济效益. 目前宽度测量一般是通过位移量检测来实现的, 而位移量的检测方法主要有电感
式、电容式、光电式等. 对于直线位移测量则主要为CCD 摄象传感器、光栅传感器和感应同步器[ 1~ 3 ].
其中, CCD 摄象传感器与光栅传感器都是依靠光电学机理通过系统实现位移量检测. 其优点是分辨率
高, 测量精确. 缺点是环境适应性较差, 且现场安装调试工作复杂. 而利用电磁耦合原理实现位移检测
的感应同步器就具有明显的优势[ 4 ]: ① 可靠性高, 抗干扰能力强, 对工作环境要求低, 在没有恒温控制
和环境不好的条件下能正常工作, 比较适应于工业现场的恶劣环境; ② 测量范围宽, 0~ 9 999mm , 测
量精度高, 分辨率为0. 01 mm; ③ 安装方便、维护性好, 使用寿命长.
本文通过对传统的感应同步器位移测量方法的研究, 针对直线位移的测量, 提出了一种以感应同步
器为传感器, 将软件与硬件有机结合的位移ö数字转换新方法, 应用该方法笔者所研制的面向冶金企业
X 收稿日期: 2003208228
基金项目: 浙江省自然科学基金资助项目(602016) (603194)
作者简介: 潘海鹏(1965- ) , 男, 副教授, 主要从事智能检测技术与应用研究.
钢板宽度测控装置已成功运用于天津中板厂, 其测量范围达1m (1. 3m~ 2. 3m ) , 测量误差≤1mm , 闭
环控制误差≤2 mm , 取得了满意的控制效果.
1 位移2数字转换方法的研究
直线型感应同步器由定尺和滑尺组成, 其相对面是采用光刻腐蚀法刻成的铜箔绕组, 当定、滑尺作
相对运动时, 若在滑尺两相绕组上加励磁电压, 则定尺绕嘴就有感应电动势产生, 检测该电势的变化即
可获得位移量的大小[ 5 ]. 例如, 在滑尺的正、余弦绕组上分别加幅值按正、余弦规律变化的励磁电压
V s = V m sinHe sinXt, (1)
V c = - V m co sHe sinXt. (2)
则当定、滑尺相对移动H
m 时, 定尺上分别感应出的电势为
es = K mV m co sXtsinHeco sH
m , (3)
ec = - KmV m co sXtco sHe sinH
m. (4)
根据选加原理, 总的感应电动势为
e = es + ec = K mV m co sXtsin (H
e - H
m ). (5)
式(1)~ 式(5) 中: V s为滑尺正弦励磁电压; V c为滑尺余弦励磁电压; V m 为励磁电压最大值; H
m 为机械
位移角度; H
e 为可变的用以平衡H
m 的电角度; X 为励磁电压角频率; es为定尺正弦感应电势; ec为定尺余
弦感应电势; e 为合成感应电势(即误差信号) ; Km 为耦合系数.
由此可见, 实现位移测量的关键是将模拟的误差信号转换为响应的位移脉冲, 并进行累加与数字显
示, 即位移ö数字转换. 从目前讲, 其转换方法主要有两种: ① 纯硬件转换; ② 纯软件转换.
纯硬件转换的方法就是位移ö数字的转换完全由分立及集成器件构成的电路实现. 其基本工作原理
是首先对被检测的误差信号进行放大, 然后通过分立元件组成的门槛电路使连续的位移信号变成与之对
应的脉冲信号, 该脉冲经整形处理送至由多个计数器组成的记数电路进行脉冲累计, 脉冲的多少就代表
了位移量的大小, 最后将计数值按位输出到译码驱动电路显示出来, 其置数功能通过机械码盘实现. 该
方法的不足在于: ① 价格贵, 精度低; ② 电路结构复杂, 可靠性差, 维修不便; ③ 未考虑与计算机的接
口, 不便实现闭环控制.
纯软件转换的方法是通过软件编程实现位移ö数字转换及脉冲累积显示. 其系统一般由单片机、
RAM、ROM、8279 等芯片组成, 它将位移逻辑、脉冲计数及控制部分全部由微机实现, 提高了测量精
度, 增强了系统的可靠性. 但其不足之处是由于采用软件计数, 限制了定滑尺的相对位移速度, 影响测
量系统的动态特性.
2 新型宽度测控系统的研制
针对纯硬件与纯软件转换两种方法的不足, 本文提出一种采用软硬件相结合实现位移ö数字转换的
新方法, 并将其应用于钢板宽度测控系统. 其基本设计思想是: ① 在硬件设计上采用功能强的大规模集
成电路代替中小规模集成电路, 简化系统结构, 并将其集成于一块电路板上, 直接与工业控制计算机进
行通讯; ② 对于占用硬件资源多而软件上又易实现的功能则直接由软件实现. 如位移脉冲累积、运动方
向的判别、置数、清零等功能. 该方法的优点在于它既发挥了硬件转换电路工作的快速性, 又发挥了软
件编程的灵活性; 既扩充了系统功能, 又节约了资源, 简化了结构, 降低了造价. 新型位移测量系统的结
构如图1 所示.
1) 前置放大器由两级同相比例放大器组成, 对感应同步器产生的误差信号进行放大, 分别为门槛电
路提供粗、精计数输入.
2) 门槛电路由电压比较器和逻辑电路组成, 粗门与精门将放大器送来的连续位移信号转换成为断
续的计数脉冲. 粗门输入来自第一级放大, 精门输入来自第二级放大. 当滑尺慢速滑动(< 12m öm in)
2 测试技术学报2004 年第1 期
时, 精门开启, 每输出一个脉冲表示0. 01mm; 当滑尺快速滑动(> 12 m öm in) 时, 粗门开启, 每输出一
个脉冲表示0. 1 mm.
3) A öD 转换控制器主要提供A öD 转换所需要的各种控制信号. 如计数脉冲输出控制、方向控制、
粗精转换控制等.
4) 模拟开关与函数变压器主要由双十选一双向模拟开关和函数变压器构成, 实现在BCD 码作用下
20 路开关状态控制, 从而实现DöA 转换[ 6, 7 ]. 其原理如图2 所示. 由振荡器提供的10 kHz 的正弦信号
经函数变压器耦合后输出10 个中心抽头接在第一级开关上, 通过不同的连接方法形成sinA A和co sA A,
即将0°~ 180°十等分, 而sinA A和co sA A又分别作为第二级函数变压器的输入, 耦合出20 个信号, 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.
这样, 由模拟开关的通断改变(A A+ B B) 的值, 就可改变H
e, 使其跟踪定滑尺相对位移H
m , 从而使系
统处于平衡状态.
5) 接口电路的功能是将脉冲输出、方向控制、清零与置数相关信息与计算机控制系统连接起来, 利
用软件中设计的控制算法实现对宽度的闭环控制.
利用该方法所研制的钢板宽度测控系统如图3 所示. 轧
制后边部不齐的钢板首先被送到1# 剪切去一边, 然后通过辊
道送到2# 剪, 由推床调整位置后, 2# 剪将以切齐的一边为基
准, 按设定宽度切去另一边, 从而使钢板边部齐整, 又符合宽
度要求. 感应同步器检测系统由安装于大位移传感装置上的5
块接长的定尺与1 块滑尺组成, 推床通过钢丝绳和滑尺连接,
这样, 就把推床的位移转换为滑尺的位移, 将宽度量转化为位
移量, 再经位移ö数字转换系统, 将宽度数字信号送入工业控
制计算机, 实现了钢板宽度的自动检测. 利用红外辐射高温计
对钢板的实际温度进行检测, 以实现钢板宽度的自动温度补
偿; IPC2610 工业控制计算机将位移信号与温度补偿后的设定
值进行比较后, 对偏差进行运算处理, 通过最优控制算法[ 8 ]输
出- 8 V~ + 8 V 电压信号控制直流驱动系统, 使推床自动定
位到给定宽度上, 从而实现了钢板宽度的自动测控.
(总第47 期) 感应同步器宽度测量方法的研究(潘海鹏等) 3
3 误差分析与校正
由感应同步器作位移传感器构成的宽度测量系统中, 测量误差主要有以下几个方面的因素造成:
1) 感应同步器连接误差
由于笔者使用的感应同步器定尺长度为250mm , 工艺要求的测宽范围为1 m , 所以要用5 块定尺
连在一起才能满足要求. 但在定尺接长的过程中, 定尺与定尺之间存在一定的间隙, 当滑尺在接长的定
尺上滑行时, 该间隙的长度也会计入在内引起误差. 因此, 在设计位移传感装置时采取: ① 提高机械加
工精度, 使5 块定尺保持在一个水平面上, 减少安装误差; ② 在传感装置的某一固定处, 设计零点自校
正电路, 以消除滑尺往复运动所引起的接长误差.
2) 位移脉冲的累积误差
这部分误差主要由位移ö数字转换电路受干扰、温漂及函数变压器细分等因素的影响引起的. 解决
的办法是对电路参数进行调整及采取相应的抗干扰措施. 如在现场将定、滑尺以及导轨封闭起来, 既防
止了粉尘, 又起到了屏蔽作用.
3) 温度对被测对象的影响
物质的热膨胀往往给对象物理尺寸带来很大影响. 对于温度给热钢板宽度测量带来的误差是不能忽
视的. 解决的办法: 依据在线被测钢板的温度、钢材的材质及热膨胀系数对钢板宽度进行在线自动温度
补偿, 取得了较好的效果.
4 应用效果
应用新型位移ö数字转换装置所研制的钢板宽度测控系统已在天津中板厂投入运行, 系统不仅能实
现钢板宽度的测量, 而且还具有前进、后退、设定、急停、手动ö自动无扰切换、超行程保护、报警等功
能, 测量性能均达到或优于设计要求. 表1 为一组现场在线测量数据.
表1 在线测量数据表
Tab. 1 A n online measurement data table
序号温度补偿öm m 设定量ömm 实测量öm m 误差量öm m 序号温度补偿ömm 设定量ömm 实测量ömm 误差量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
研究和应用结果表明, 利用新型位移ö数字转换系统所设计的宽度测控装置具有可靠性高、测量精
度好、结构简单、适应性强等特点. 在工业生产的位置测量中具有广泛的应用前景和推广价值.
参考文献:
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4 测试技术学报2004 年第1 期
5. 太阳能的用处
应用领域
太阳能的利用目前还不是很普及,利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题,但是太阳能电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。
人类依赖这些能量维持生存,其中包括所有其他形式的可再生能源(地热能资源除外),虽然太阳能资源总量相当于人类所利用的能源的一万多倍,但太阳能的能量密度低,而且它因地而异,因时而变,这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它
清立太阳能工程图
在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。
太阳能既是一次能源,又是可再生能源。它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态,使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。
建设太空太阳能发电站的设想早在1968年就有人提出,但直到最近人类才开始真正将之付诸行动。日本可谓此项目的先驱者之一,该项目预计耗资210亿美金,发电量能达到十亿瓦特,能供29.4万个家庭使用。在太空建太阳能发电站,无论气候如何,均可利用太阳能发电,这与在地球上建立太阳能发电站的情况不同。
光热利用
它的基本原理是将太阳辐射能收集起来,通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的太阳能收集装置,主要有平板型集热器、真空管集热器、陶瓷太阳能集热器和聚焦集热器(槽式、碟式和塔式)等4种。通常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(200~800℃)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、太阳能采暖(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。
发电利用
清立新能源未来太阳能的大规模利用是用来发电。利用太阳能发电的方式有多种。已实用的主要有以下两种。
1、光—热—电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电。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。前一过程为光—热转换,后一过程为热—电转换。
2、光—电转换。其基本原理是利用光生伏特效应将太阳辐射能直接转换为电能,它的基本装置是太阳能电池。
太阳能电池
【材料要求】耐紫外光线的辐射,透光率不下降。钢化玻璃作成的组件可以承受直径25毫米的冰球以23米/秒的速度撞击。
【装用的EVA胶膜固化后的性能要求】透光率大于90%;交联度大于65-85%;剥离强度(N/cm),玻璃/胶膜大于30;TPT/胶膜大于15;耐温性:高温85℃、低温-40℃;太阳电池的背面,耐老化、耐腐蚀、耐紫外线辐射、不透气等。
【用途】太阳能发电广泛用于太阳能路灯、太阳能杀虫灯、太阳能便携式系统,太阳能移动电源,太阳能应用产品,通讯电源,太阳能灯具,太阳能建筑等领域。
太阳能在2050年前可能将成为电力的主要来源,受助于发电设备成本大跌。IEA报告表示,2050年前太阳能光伏(PV)系统将最多为全球贡献16%的电力,来自太阳能发电厂的太阳能热力发电(STE)将提供11%的电力。
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。它包括光合作用、光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应。
光化转换就是因吸收光辐射导致化学反应而转换为化学能的过程。其基本形式有植物的光合作用和利用物质化学变化贮存太阳能的光化反应。
植物靠叶绿素把光能转化成化学能,实现自身的生长与繁衍,若能揭示光化转换的奥秘,便可实现人造叶绿素发电。太阳能光化转换正在积极探索、研究中。
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。巨型海藻。
燃油利用
欧盟从2011年6月开始,利用太阳光线提供的高温能量,以水和二氧化碳作为原材料,致力于“太阳能”燃油的研制生产。截止目前,研发团队已在世界上首次成功实现实验室规模的可再生燃油全过程生产,其产品完全符合欧盟的飞机和汽车燃油标准,无需对飞机和汽车发动机进行任何调整改动。
研制设计的“太阳能”燃油原型机,主要由两大技术部分组成:第一部分利用集中式太阳光线聚集产生的高温能量,辅之ETH Zürich 自主知识产权的金属氧化物材料添加剂,在自行设计开发的太阳能高温反应器内将水和二氧化碳转化成合成气(Syngas),合成气的主要成分为氢气和一氧化碳;第二部分根据费-托原理(Fischer-Tropsch Principe),将余热的高温合成气转化成可商业化应用于市场的“太阳能”燃油成品。
衍生产品
就人类直接利用太阳能还处于初级阶段,主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电、太阳能无线监控等方式。
无线监控
随着现代化企业制度在我国的普及和深化发展,企业的信息化建设不断深入,利用数字视频技术对企业进行
安全防范工作已是大势所趋,结合太阳能技术的发展,推出真正的Winncam零布线无线监控解决方案。(太阳能无线监控安装效果图)
在现代化工业园中,实施视频监控系统,安全保卫部门可以实现在工业园区门口、主要道路、办公楼、周界围墙等地点进行实时全天候视频监控;相关部门可以了解现场情况,加强园区安全保卫管理,提高工作效率;相关管理部门可以实时了解各个监控点的情况;企业领导在办公室利用桌面微机,可以随时了解各主各个监控点实时状况,处理突发事件,亦可以记录多天前的情况,进行追踪分析,除本地建立网络监控系统外,还可对分支机构进行集中远程视频监控.随时考察员工的实际生产劳动纪律众诚天合公司案根据园区的实际需求,有些点取电困难,我们采用太阳能供电,参照有关国际标准和国家标准,并结合我公司对工业园区监控所积累的经验,编制出这套零布线太阳能无线监控技术方案。
整体解决思路
通过对现场的分析我们得出结论,整套系统我们采用Winncam无线网桥2.4 和5.8 的无线网桥混合组网,通过点对点和点对多点的组网方式,组建三级无线传输网络,使得音视频能流畅的在网络中穿行;设备的前端我们建议采用红外网络摄像机,后端接受可以用电脑,也可用DVR;但是DVR 需要用解码功能。最后我们在后端可以随时查看和管理整套系统。
无线连接
太阳能无线连接拓扑图:
太阳能无线监控
集热器
太阳能热水器装置通常包括太阳能集热器、储水箱、管道及抽水泵其他部件。另外在冬天需要热交换器和膨胀槽以及发电装置以备电厂不能供电之需。太阳能集热器(solar collector)在太阳能集热系统中,接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装置。按传热工质可分为液体集热器和空气集热器。按采光方式可分为聚光型集热器和吸热型集热器两种。另外还有一种真空集热器:一个好的太阳能集热器应该能用20~30年。自从大约1980年以来所制作的集热器更应维持40~50年且很少进行维修。
热水系统
早期最广泛的太阳能应用即用于将水加热,现今全世界已有数百万太阳能热水装置。太阳能热水系统主要元件包括收集器、储存装置及循环管路三部分。此外,可能还有辅助的能源装置(如电热器等)以供应无日照时使用,另外尚可能有强制循环用的水,以控制水位或控制电动部份或温度的装置以及接到负载的管路等。依循环方式太阳能热水系统可分两种:
1.自然循环式:
此种型式的储存箱置于收集器上方。水在收集器中接受太阳辐射的加热,温度上升,造成收集器及储水箱中水温不同而产生密度差,因此引起浮力,此一热虹吸现像,促使水在储水箱及收集器中自然流动。由于密度差的关系,水流量于收集器的太阳能吸收量成正比。此种型式因不需循环水,维护甚为简单,故已被广泛采用。
2.强制循环式:
热水系统用水使水在收集器与储水箱之间循环。当收集器顶端水温高于储水箱底部水温若干度时,控制装置将启动水使水流动。水入口处设有止回阀以防止夜间水由收集器逆流,引起热损失。由此种型式的热水系统的流量可得知(因来自水的流量可知),容易预测性能,亦可推算于若干时间内的加热水量。如在同样设计条件下,其较自然循环方式具有可以获得较高水温的长处,但因其必须利用水,故有水电力、维护(如漏水等)以及控制装置时动时停,容易损坏水等问题存在。因此,除大型热水系统或需要较高水温的情形,才选择强制循环式,一般大多用自然循环式热水器。
发电系统
太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或110V,还需要配置逆变器。
太阳能发电系统分为离网发电系统与并网发电系统:
1、离网发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成,若要为交流负载供电,还需要配置交流逆变器。
2、并网发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电这后直接接入公共电网。并网发电系统有集中式大型并网电站一般都是国家级电站,主要特点是将所发电能直接输送到电网,由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大,还没有太大发展。而分散式小型并网发电系统,特别是光伏建筑一体化发电系统,由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点,是目 前并网发电的主流。
太阳能板
太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,太阳能电池板的作用是将太阳的光能转化为电能后,输出直流电存入蓄电池中。太阳能电池板是太阳能发电系统中最重要的部件之一,其转换率和使用寿命是决定太阳电池是否具有使用价值的重要因素。 组件设计:按国际电工委员会IEC:1215:1993标准要求进行设计,采用36片或72片多晶硅太阳能电池进行串联以形成12V和24V各种类型的组件。该组件可用于各种户用光伏系统、独立光伏电站和并网光伏电站等。
原材料特点:电池片:采用高效率(16.5%以上)的单晶硅太阳能片封装,保证太阳能电池板发电功率充足。 玻璃: 采用低铁钢化绒面玻璃(又称为白玻璃), 厚度3.2mm,在太阳电池光谱响应的波长范围内(320-1100nm)透光率达91%以上,对于大于1200 nm的红外光有较高的反射率。此玻璃同时能耐太阳紫外光线的辐射,透光率不下降。EVA:采用加有抗紫外剂、抗氧化剂和固化剂的厚度为0.78mm的优质EVA膜层作为太阳电池的密封剂和与玻璃、TPT之间的连接剂。具有较高的透光率和抗老化能力。TPT:太阳电池的背面覆盖物—氟塑料膜为白色,对阳光起反射作用,因此对组件的效率略有提高,并因其具有较高的红外发射率,还可降低组件的工作温度,也有利于提高组件的效率。当然,此氟塑料膜首先具有太阳电池封装材料所要求的耐老化、耐腐蚀、不透气等基本要求。边框:所采用的铝合金边框具有高强度,抗机械冲击能力强。也是太阳能发电系统中价值最高的部分。
太阳能控制器
太阳能控制器是由专用处理器CPU、电子元器件、显示器、开关功率管等组成。
主要特点:
1、使用了单片机和专用软件,实现了智能控制;
2、利用蓄电池放电率特性修正的准确放电控制。放电终了电压是由放电率曲线修正的控制点,消除了单纯的电压控制过放的不准确性,符合蓄电池固有的特性,即不同的放电率具有不同的终了电压。
3、具有过充、过放、电子短路、过载保护、独特的防反接保护等全自动控制;以上保护均不损坏任何部件,不烧保险;
4、采用了串联式PWM充电主电路,使充电回路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一半,充电效率较非PWM高3%-6%,增加了用电时间;过放恢复的提升充电,正常的直充,浮充自动控制方式使系统由更长的使用寿命;同时具有高精度温度补偿;
5、直观的LED发光管指示当前蓄电池状态,让用户了解使用状况;
6、所有控制全部采用工业级芯片(仅对带I工业级控制器),能在寒冷、高温、潮湿环境运行自如。同时使用了晶振定时控制,定时控制精确。
7、取消了电位器调整控制设定点,而利用了E方存储器记录各工作控制点,使设置数字化,消除了因电位器震动偏位、温漂等使控制点出现误差降低准确性、可靠性的因素;
8、使用了数字LED显示及设置,一键式操作即可完成所有设置,使用极其方便直观的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项;
能源电源
第一个空间太阳电池载于1958年发射的Vangtuard I,体装式结构,单晶Si衬底,效率约10%(28℃)。到了1970年代,人们改善了电池结构,采用BSF、光刻技术及更好减反射膜等技术,使电池的效率增加到14%。在70年代和80年代,地面太阳电池大约每5.5年全球产量翻番;而空间太阳电池在空间环境下的性能,如抗辐射性能等得到了较大改善。由于80年代太阳电池的理论得到迅速发展,极大地促进了地面和空间太阳电池性能的改善。到了90年代,薄膜电池和Ⅲ-Ⅴ电池的研究发展很快,而且聚光阵结构也变得更经济,空间太阳电池市场竞争十分激烈。在继续研究更高性能的太阳电池,主要有两种途径:研究聚光电池和多带隙电池。
电池效率
由于太阳电池在不同光强或光谱条件下效率一般不同,对于空间太阳电池一般采用AM0光谱(1.367KW/㎡),对于地面应用一般采用AM1.5光谱(即地面中午晴空太阳光,1.000 KWm-2)作为测试电池效率的标准光源。太阳电池在AM0光谱效率一般低于AM1.5光谱效率2~4个百分点,例如一个AM0效率为16%的Si太阳电池AM1.5效率约为19%)。
◎ 25℃,AM0条件下太阳电池效率
电池类型 面积(cm2) 效率(%) 电池结构
一般Si太阳电池 64cm2 14.6 单结太阳电池
先进Si太阳电池 4cm2 20.8 单结太阳电池
GaAs太阳电池 4cm2 21.8 单结太阳电池
InP太阳电池 4cm2 19.9 单结太阳电池
GaInP/GaAs 4cm2 26.9 单片叠层双结太阳电池
GaInP/GaAs/Ge 4cm2 25.5 单片叠层双结太阳电池
GaInP/GaAs/Ge 4cm2 27.0 单片叠层三结太阳电池
◎ 聚光电池
GaAs太阳电池 0.07 24.6 100X
GaInP/GaAs 0.25 26.4 50X,单片叠层双结太阳电池
GaAs/GaSb 0.05 30.5 100X,机械堆叠太阳电池
空间太阳电池在大气层外工作,在近地球轨道太阳平均辐照强度基本不变,通常称为AM0辐照,其光谱分布接近5800K黑体辐射光谱,强度1353mW/cm2。因此空间太阳电池多采用AM0光谱设计和测试。
空间太阳电池通常具有较高的效率,以便在空间发射的重量、体积受限制的条件下,能获得特定的功率输出。特别在一些特定的发射任务中,如微小卫星(重量在50~100公斤)上应用,要求单位面积或单位重量的比功率更高。
抗辐照性能
空间太阳电池在地球大气层外工作,必然会受到高能带电粒子的辐照,引起电池性能的衰减,主要原因是由于电子或质子辐射使少数载流子的扩散长度减小。其光电参数衰减的程度取决于太阳电池的材料和结构。还有反向偏压、低温和热效应等因素也是电池性能衰减的重要原因,尤其对叠层太阳电池,由于热胀系数显著不同,电池性能衰减可能更严重。
空间太阳电池的可靠性
光伏电源的可靠性对整个发射任务的成功起关键作用,与地面应用相比,太阳电池/阵的费用高低并不重要,因为空间电源系统的平衡费用更高,可靠性是最重要的。空间太阳电池阵必须经过一系列机械、热学、电学等苛刻的可靠性检验。
Si太阳电池
硅太阳电池是最常用的卫星电源,从1970年代起,由于空间技术的发展,各种飞行器对功率的需求越来越大,在加速发展其他类型电池的同时,世界上空间技术比较发达的美、日和欧空局等国家,都相继开展了高效硅太阳电池的研究。以日本SHARP公司、美国的SUNPOWER公司以及欧空局为代表,在空间太阳电池的研究发展方面领先。其中,以发展背表面场(BSF)、背表面反射器(BSR)、双层减反射膜技术为第一代高效硅太阳电池,这种类型的电池典型效率最高可以做到15%左右,目 前 在轨的许多卫星应用的是这种类型的电池。
到了70年代中期,COMSAT研究所提出了无反射绒面电池(使电池效率进一步提高)。但这种电池的应用受到限制:一是制备过程复杂,避免损坏PN结;二是这样的表面会吸收所有波长的光,包括那些光子能量不足以产生电子-空穴对的红外辐射,使太阳电池的温度升高,从而抵消了采用绒面而提高的效率效应;三是电极的制作必须沿着绒面延伸,增加了接触的难度,使成本升高。
80年代中期,为解决这些问题,高效电池的制作引入了电子器件制作的一些工艺手段,采用了倒金子塔绒面、激光刻槽埋栅、选择性发射结等制作工艺,这些工艺的采用不但使电池的效率进一步提高,而且还使得电池的应用成为可能。特别在解决了诸如采用带通滤波器消除温升效应以后,这类电池的应用成了空间电源的主角。
虽然很多工艺技术是由一些研究所提出,但却是在一些比较大的公司得到了发扬光大,比如倒金子塔绒面、选择性发射结等工艺是在澳大利亚新南威尔士大学光伏研究中心出现,但日本的SHARP公司和美国的SUNPOWER公司目 前的技术水平却为世界一流,有的技术甚至已经移植到了地面用太阳电池的大批量生产。
为了进一步降低电池背面复合影响,背面结构则采用背面钝化后开孔形成点接触,即局部背场。这些高效电池典型结构为PERC、PERL、PERT、PERF[1],其中前种结构的电池已经在空间获得实用。典型的高效硅太阳电池厚度为100μm,也被称为NRS/BSF(典型效率为17%)和NRS/LBSF(典型效率为18%),其特征是正面具有倒金子塔绒面的选择性发射结构,前后表面均采用钝化结构来降低表面复合,背面场采用全部或局部背场。实际应用中还发现,虽然采用局部背场工艺的电池要普遍比NRS/BSF的电池效率高一个百分点,但通常局部背场的抗辐照能力比较差。
到了上世纪90年代中期,空间电源工程人员发现,虽然这种类型电池的初期效率比较高,但电池的末期效率比初期效率下降25%左右,限制了电池的进一步应用,空间电源的成本仍然不能很好地降低。
为了改变这种情况,以SHARP为首的研究机构提出了双边结电池结构,这种电池的出现有效地提高了电池的末期效率,并在HES、HES-1卫星上获得了实际应用。
另外研究人员还发现,卫星对电池阵位置的要求比较苛刻,
太阳能路灯
如果太阳电池阵不对日定向或对日定向差等都会影响到卫星电源的功率,这在一定程度上也限制了卫星整体系统的配置。比如空间站这样复杂的飞行器,有的电池阵几乎不能完全保证其充足的太阳角,因而就需要高效电池来满足要求。虽然目 前已经部分应用了常规的高效电池,但电池的高的α吸收系数、有限的空间和重量的需要使其仍然不能满足空间系统大规模功率的需要。传统的电池结构仍然受到很大程度的限制。在这种情况下,俄罗斯在研究高效硅电池初期就侧重于提高电池的末期效率为主,在结合电池阵研究方面提出了双面电池的构想并获得了成功,真正做到了高效长寿命和低成本。
太阳能路灯
太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯,因其具有不受供电影响,不用开沟埋线,不消耗常规电能,只要阳光充足就可以就地安装等特点,因此受到人们的广泛关注,又因其不污染环境,而被称为绿色环保产品。太阳能路灯即可用于城镇公园、道路、草坪的照明,又可用于人口分布密度较小,交通不便经济不发达、缺乏常规燃料,难以用常规能源发电,但太阳能资源丰富的地区,以解决这些地区人们的家用照明问题。
6. 光刻胶中的eth和eop是什么意思
ETH是指曝光区域在显影后膜厚为0的最低曝光量;EOP是指能图形按1:1复制到光刻胶上的曝光量。希望对你有所帮助!