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[摘 要]物理模型;太阳高度角;最小二乘拟合;经纬度确定
中图分类号:TP101 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)20-0295-02
一、问题分析
这是一个利用物体影长的动态变化来确定地点和时间的问题。根据测量同一天不同时刻物体的影长,分析其随时间变化的规律,利用最小二乘法拟合出函数图像,排除干扰项,以求出物体所处的测量点和时间。问题的难点在于,能够将影长问题转化为物理模型中各种参数问题,需要分析的参数之间的关系较复杂:既要考虑测量地点的可涉及性,又要综合考虑地理环境的科学性和太阳运行的实际性,几个方面较难联系。
解决问题主要利用一元非线性最小二乘模型对数据进行拟合,列出误差方程和法方程,得到影长随时间变化的函数关系。利用影长最短,太阳高度角最大的原理,结合时角定理求出测量地点的经度。根据拟合方程求解出测量地点的纬度。通过物理模型建立通用的数学模型,在日期已知的情况下来确定测量地点的经纬度。
二、模型假设
1、假设所给数据真实可靠;
2、假设数据中所提供的方向均对应地理正方向;
3、假设测量区间内天气状况平稳,不会出现风沙等影响测量;
4、假设太阳的赤纬一天内不发生变化;
5、假设观测地面是水平的;
6、假设太阳光线进入地球时,空气介质等外界环境对光线无影响;
7、假设地球的自转角度一天内不发生变化;
三、符号说明
四.模型的建立与求解
4.1 太阳高度角与影长的物理模型
对于地球上的某个物体,太阳光直射到地面,其入射方向和地平面就会形成一个角度(即太阳高度角),故借助太阳高度角的物理模型和三角函数的知识,即求得影子长度 :
太阳高度角具体成像如图1-1所示。
由式子1-3可知,当观测点的纬度已知,计算出太阳赤纬和时角即可求出太阳高度角
查询相关资料可到太阳赤纬公式如下:
太阳时角公式如下:
只要研究出,,三个自变量对参数的直接影响,就可以通过式子1-2,分析出影长关于各个参数的变化规律。综合4.1.1模型建立的公式得到影长的通用模型:
其中为因变量,,,作为自变量,也就是题目中所求的影响参数。
4.2最小二乘法模型
1.参数的引入
太阳天顶距:在球面的天文学中,天体在某一瞬间的天顶距,可以从天体的定位三角形中求得。
太阳在某一瞬间的天顶距可以表示为:
视赤经:
视赤纬:
计算瞬间太阳视天顶距(顾及天文折射改正与视差改正后的天顶距):
2.用最小二乘法求算观测地点的经纬度
假设观测地点的地面是水平,则被测物体的高度和影长的关系为:
当影长一定时,可把由影长推算的的物高看做纬度和经度的函数,即
由式子2-4和2-5可得:
在式子1-14中以和为变量(其余视为常量)求出:
误差方程为
令,,
组成法方程:
对于每一物体已知高度的的物体的观测,列出一个误差式,即求出,分别存入,中,同时计算误差方程中的常数项。
由误差方程得到法方程,解出,之改正数,则得:
五、模型的检验
本文采用拟合优度的方式对该模型进行检验。在问题的求解过程中,借助Matlab进行最小二乘拟合,所以在检验中我们借助Excel的趋势线进行拟合,将已有的检验数据代入,求出可决系数,并得到验证,说明观测值的拟合程度很好。
六、模型的评价
6.1 模型的优点
在本文中设计并实现了物理模型和多元非线性最小二乘模型,该模型具有以下优点:
1、 将空间坐标系转化为直角坐标系,通过投影降维的方法简化了计算,简洁易懂。
2、 巧妙的利用物理模型将求解影长变化的问题转化为求太阳高度角的问题,适用范围较为广泛。
6.2 模型的缺点
在计算太阳高度角的过程中未考虑太阳光透过大气层时的折射等一系列外界因素的干扰,可能会产生太阳高度角偏大的情况;太阳赤纬在一天24小时内不是定值,虽然这些影响很小,但仍会产生细小误差,降低了模型的精确度。
参考文献
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夏天,有的父母不让孩子晒太阳,怕晒了太阳会生疖予、起痱子,或中署、得病,怕一身汗垢,多洗澡换衣,或怕皮肤晒黑了不好看等等。因此,常把孩子关在屋里。这样做,实际不利予健康。俗话说:“阳光不临,医生上门”。孩子长期不晒太阳,皮肤苍白,抵抗力减弱,容易生病。其实,夏季是孩子身体锻炼,特别是皮肤锻炼的最佳时机。“夏练三伏,冬练三九”,让孩子在恶劣的气候条件下锻炼,不仅能提高机体适应艰苦环境的能力,强身效果显著,而且能培养他们不怕苦、不畏难和向困难作斗争的坚强意志。
夏季进行目光浴所得到的紫外线、红外线功效,可延长甚久,并足够全年使用。人体在这两种光线作用下,全身代谢加速,表皮皮层增厚,有利于增进食欲,改善睡眠,焕发精神。其次,晒晒太阳,紫外线还能把身体表面的病毒、病菌杀死,防止发生皮肤病。另外,在紫外线作用下,皮肤所产生的维生素D能强壮骨胳,健全牙齿,预防佝偻病。因此,夏季应多让孩子进行户外活动,尤其是早晚太阳柔和的时候多让其接触阳光。
当然,对太阳光线也要正确利用,如有目的地进行日光浴,那就更好。在一个夏季里,沐浴次数可20~30次,每次日照时间15~20分钟。一般在上午气温不低于20℃、不高于32℃的条件下进行。对于2岁以上的儿童,进行日光浴时,儿童应躺在单个床垫或木板上,两脚朝向太阳,除头部外,儿童整个身体都在外,戴上太阳镜,每隔相同时问翻身一次。如儿童稍有不适感觉,精神不振、不安,面部及身上发红等等,应立即送到阴凉处。如果皮肤出现疹子以及失眠、头痛时,应立即停止日光浴。一岁半以上儿童,可穿裤衩,时间最好在上午10时左右,在树荫下、帆布篷下、遮阴篷下避风处进行。一岁半的小儿,可放在轻便折叠床或木板上,再系上一条围肚,进行日光浴。对于2周岁前的小儿以及患有急性胃肠痰病、肾炎、心脏病、凸眼性甲状腺肿的孩子,则不宜进行日光浴,可进行光线空气浴。
孩子日光浴后要洗澡。勤洗澡是一种良好的卫生习惯,它能清洁皮肤,加快血液循环,消除疲劳,增进食欲,有利于整个健康状况的改善。
有的家长以为,孩子皮肤晒黑了不美,是不对的。其实,结实的机体,红黑皮肤色调,才是一种健康的美。
法国作为一个摄影的国度,在摄影史上独树一帜、人才辈出。产生了尤金・阿杰、拉蒂格、杜瓦诺、卡蒂埃-布勒松、马克・吕布、瓦莱丽・蓓琳(Valérie Belin)、索菲・卡尔(Sophie Calle)、贝尔纳・弗孔等摄影家。这些摄影史上的大师,几乎都没有经过摄影上的专业训练,从一定角度上来说,他们都属于摄影爱好者,但这并不妨碍他们的作品在历史上留下印记。他们的成就与法国浓厚的艺术氛围密切相关。而法国的艺术在世界艺术史上占有的重要位置,又与17世纪以来法国成功的艺术教育密不可分。
17世纪中期,法国皇家绘画与雕塑学院的建立,标志着法国早期美术教育的确立与形成。直到20世纪七八十年代,在原有美术学院的基础上,一批新成立的法国国立美术学院才真正确立。而今,法国的摄影与造型艺术教育体制相一致,分为三大体系:大学、学院和私立体系。巴黎第学(Université Paris 8)的摄影专业创建于1980年代。1997年,随着时代与技术的变化,称为摄影与多媒体专业,以摄影理论、摄影史、摄影技术和摄影艺术为其教育方向。2010年更名为摄影与当代艺术专业,而这也是法国大学设立的唯一一个摄影系。另一所大学,巴黎索邦第一大学(Paris 1 Panthéon-Sorbonne)的艺术史系,下设有摄影史课程,这些课程完全以摄影史研究为目标,教授摄影史和当代摄影两大领域。通过详实的史实和系统的方法论,为学生提供了研究摄影史完整的方式与方法,课程由法国著名的摄影批评家、摄影史研究者米歇尔・普瓦威尔(Michel Poivert)为导师主持。法国大学里的摄影教育以摄影史和摄影理论研究为主,同时也兼顾国民教育的普及性。像艾克斯-马赛大学、波尔多大学、里尔大学等都有摄影课程及摄影理论研究。
法国的高等摄影教育除大学以外,就是以学院为核心的摄影教育体系,这些学院由法国文化与传播部直属管理。法国共有58所造型艺术学院,其中有10所国立学院,代表了法国最高等级艺术教育水准,在法国通常称此类精英教育为“Grande Ecole”即为“大学校”。其他48所院校属于地方类造型艺术学院,由地方财政拨款。摄影教育或以摄影为形式的艺术表达已经在所有的这些学院体系中普及。在10所国立学院中,具有摄影专业的学院有巴黎国立高等装饰艺术学院( nationale supérieure des arts décoratifs)、路易・卢米埃尔国立高等学院( nationale supérieure Louis-Lumière),弗雷斯诺-国立当代艺术工作室(Le Fresnoy - Studio national des arts contemporains)和阿尔勒国立高等摄影学院( Nationale Supérieur de la Photographie d’Arles),阿尔勒摄影学院也是法国唯一一所以摄影为专业的国立学院。这些国立学院都需要经过严格的入学考试,通过对个人作品集、笔试、面试等方面的考查,选拔具有影像潜质的学生。学院的学生人数也是严格控制的,一般每年只会招收20-30人左右。所以法国的学院教育,特别是国立学院保持了精英式教育,一方面可以保证学生的艺术品质,也能保证教学质量;另一方面学院教育以培养学生的职业性为目标,比如卢米埃尔国立高等学院的摄影系,学生在取景、布光、黑白暗房、彩色暗房、数码影像等领域,都可以成为具有很高摄影技术水准的人。像弗雷斯诺国立当代艺术工作室和阿尔勒国立高等摄影学院以培养艺术家为主要方向,除了摄影技术,更多的是对摄影艺术思维的培养与锻炼。通过对摄影史、艺术史、作品讨论和作品展示等等人文艺术课程的设置,使学生具备对某一摄影方向的研究能力和方法。
私立学校的摄影教育在法国也占有一席之地。虽然学费昂贵,但入学不需要经过像国立学院那样激烈的竞争考试。私立学校更加注重对摄影实用性技能的掌握与应用,每个学校教学的侧重点各不相同,有的以摄影传统工艺和传统技法,有的以商业摄影,有的则以数码影像和后期制作为教学重点。所学时间较短,两到三年,或几个月都可以毕业获得相应的文凭。像SPEOS、EFET、MJM和Gobelins都是私立摄影学校或是开设有摄影专业的图像设计类学校。这些学校里,Gobelins图像学校凭借严谨的教学、优良的摄影设备和较好的就业前景获得了很好的声誉,每年也都设有入学考试,通过竞争才能进入该学校学习。该校摄影专业分为两个方向,取景和后期制作。以商业摄影为主,并能使学生在校期间参与实习机会,为学生实践经验的积累打下良好的基础。
以大学、学院和私立为主的摄影教育构成了法国高等摄影教育体系的主要方面。他们互为补充,也使不同需求的学生可以得到相应的教育。在当今的法国国民教育中,特别是在造型艺术领域里,摄影已经普及化,虽然像巴黎国立高等美术学院或其他美术学院没有摄影专业,但是都会有摄影或录像方面的导师进行创作指导,摄影已然成为教学及学生创作表达的重要媒介。
回想笔者考入阿尔勒国立高等摄影学院,已经是十三年前的事情了。2001年,笔者在鲁迅美术学院摄影系本科毕业后,于同年就来到了法国留学。在国内时,就已经了解到阿尔勒摄影学院是一所法国著名的摄影学院。来到法国后,一边学语言,一边准备报考这所学院,列出的24本参考书,大部分笔者都通览了一遍。2003年,经过摄影主题拍摄、论述笔试和面试等环节的考试,终于考上了梦想中的阿尔勒摄影学院,到现在也忘不了得到结果时兴奋激动的心情。记得第一学期,刚刚入学,身边的同学都是法国人,一切感觉既新鲜又陌生。经过一段时间的相处和上课,对这所学院和同学也越来越熟悉,逐渐适应了这里的学习节奏。大家在入学之前,对摄影从实践到理论都有一定的基础,对一些课程也并不陌生,但真正学习到细节还是有很多东西需要学习。一年级时,大量的摄影技术课程排得很满,黑白暗房、彩色暗房、大画幅摄影、数码影像和影棚课让人应接不暇。像彩色暗房课,最重要的问题就是判断冲洗的照片偏色的问题,经过一段时间的练习,和彩色暗房老师的指导,大家才能熟练地操作,看到自己亲手制作的大幅彩色照片很是欣慰。在这里,冲洗彩色胶卷都是免费的,学校有专业的吊挂式冲洗机,可以冲洗从135到8×10画幅的彩色胶片。二年级的课程会设置一些工作坊,比如报道摄影、设计、录像与声音等工作坊,通过邀请校外的艺术家来完成课程。三年级也同样设立了一些工作坊,其余的时间同学们就是进行各自的个人创作。学院在课后时间也是开放的,记得每天晚5点下课后,从6点开始,各个部门图书馆、黑白、彩色暗房、数码工作室和影棚都由学生负责管理,一直可以工作到晚上11点。
在这三年的学习中,令笔者印象深刻的是阿尔勒摄影学院特别注重摄影史、当代艺术史等理论课程的教学,虽然课量不是很大,但都是提纲挈领。请来了巴黎索邦一大的摄影史研究者米歇尔・普瓦威尔讲授当代摄影,以及毕业于阿尔勒摄影学院、现任蓬皮杜艺术中心摄影策展人及研究员的克莱蒙・谢湖(Clément Chéroux),摄影评论家埃曼纽尔・埃尔芒热(Hermange Emmanuel)和马赛大学的当代艺术史教授佛朗索瓦・巴佐利(Francois Bazzoli)等在法国颇有建树的摄影、艺术理论专家。面对纷繁复杂的摄影及当代艺术现象,通过理论课程的讲述与梳理,使我们对不同类型的作品有了深入的了解。从一年级开始,就需要同学寻找各自的摄影主题和方向进行创作,每学期都会定期有作品品评课,每个人需要把摄影作品展示出来,老师会针对每个人的作品提出建议,并提供相类似的艺术家案例供课后进行查阅。二年级时,会开设有研究与创作工作室,由一名老师任课,并在此期间邀请一到两位艺术家来参与到工作室的课程里。此工作室的目的还是围绕摄影创作展开,通过作品的展示与讨论,逐渐培养起学生对于从创作方法到作品展示,每一个细节的完善与修正。每一学年都会有两次的作品审查,相当于一次小型展览。学生可以在学院里找到任何一个展示空间,每个学生有20分钟的展示时间,4-5名老师会参与到作品审查中,并会提出与创作相关的一系列问题,有专人记录下学生与老师对话的主要内容,之后会通知学生能否进入到下一学年的学习。记得同班同学就有两人的作品审查没有合格而留级,另一位同学最终没有毕业。这种严格的作品审查,对大家多少都形成了压力,不敢有丝毫的松懈。
阿尔勒摄影学院的图书馆摄影书籍也非常丰富,经过30多年的积累,现有藏书4万多册,在这里可以找到很多资料,方便学生研究之用。在阿尔勒还有一个得天独厚的优势,就是每年7月份都会举办阿尔勒国际摄影节,阿尔勒摄影学院的学生可以申请在摄影节里的一些工作。通过这些工作,可以接触到摄影家,近距离看到原作,参与到各项活动中来,使眼界更为宽广。阿尔勒摄影学院每年只招收25人,学校三个年级的学生加起来总人数也才75人左右。学制三年,属于研究生阶段的摄影教学,最低报考标准相当于法国学历的DEUG,即大学二年级的学位(BAC+2)才拥有报考的资格。文凭是由阿尔勒国立高等摄影学院自己颁发的,该文凭在法国国家职业资格认证为一级,即最高级别。在法国58所造型艺术学院中,只有6所学院拥有这样的资格颁发学院文凭,其余学院的文凭属于国家文凭。
2001年,笔者到法国留学时,身边的同学有学习版画、油画、服装和设计专业的。学习摄影的同学相对较少,有的在大学、艺术学院和私立学校学习。那时来法国学习艺术的学生,大部分都已经在国内各美术学院毕业。法国的造型艺术学院体系和中国的体系有着显著的差异。在中国,我们的美术学院像大学一样是按专业来划分系别。法国的艺术学院是在上世纪60年代就已经打破了专业系别的存在与界限。在一所艺术学院特别是在造型艺术学院里,只划分为美术与设计两大分类。学生在进入学院学习后,可以按照个人的创作方式选择适合个人化的创作媒介,摄影、录像、新媒体、绘画、装置和雕塑等媒介都可以根据个人的选择而使用。用影像作为创作表达的手段,在法国的艺术学院里已经成为一种主流的创作方式。所以,很多在国内学习其他专业的学生,在进入到这个体系后也开始使用影像参与到艺术创作中。近年来,随着国内摄影专业在大学、在艺术学院的普遍开设,来法国学习摄影专业的学生也越来越多。但因为语言问题以及严格的入学考试,能够考入到国立级别的高校学习摄影专业的学生还是非常少的。
我想任何教育都需要长时间的积累和探索,才能培育出高质量的人才。法国摄影教育经过长期的实践,特别是在摄影创作、技术、理论、收藏等方面已经构成了系统化的模式,这些领域互相影响、互相关联,构筑了良性的摄影文化生态圈,同时也对其摄影教育产生了巨大的推动。
在这美好的除夕之夜,我稚嫩的目光,没有凝视在“春晚”的银屏。我幼小的心灵,依然思念远方的朋友。在过去的时光里,他们曾送我温暖、给我关怀。那玫瑰的芳香仍萦绕在我的身旁,那太阳的微笑仍停留在我的眼帘。一页页翻着自己的本子上的留言,一一地记下他们的ID。目光停留在“太阳的微笑”给我的评点上:
“强大,8岁,真不感相信,不可觉得也还真是。因为儿童时期,是孩子想象力的高峰时段,不然如何能在梦里造就出鬼那样的高艺术作品。真应了那句话“孩子是天生的艺术家”听烦了“现代教育是对儿童想象力的扼杀”之类的话,不知是否应该觉得担忧起来。希望无论何时,你都能保持“自我个性”。因为“天生的艺术家”看来也不是注定艺术家,也不是永远的艺术家。有一次,世界上的诺贝尔获奖者集聚到瑞典,当时主持人问到一个问题“你觉得对你影响一生的最重要的时期是哪个时候”,一个年长的老者回答说:“是?儿园的时候”。是啊,小时候,世界在我们的心中播下了它真理的种子,只有那些乐于探索,只有那些不为世俗的人才能让这种子发芽生根,茁壮成长。想来你现在的年龄也和他们幼儿园的时候差不多,感觉到那种子成在萌动,我看到了希望,竟像北极星一样地闪亮。也许我们只是观望者,或只能于世俗中期盼。看到了希望啊!因而我们也在征途中追逐,追逐着那不可超越的梦想。因为我们早已不算是“天生的艺术家”,我们知道的只是“还有远方”,我们看到的只是地平线,也许一生永远没有终点,追逐,追逐才是一切----一切只是无谓的人生罢?”
哦,太阳大哥,那时我来小荷才月余光阴。您知道吗,太阳大哥?这是我得到的第一次长篇鼓励。正是你火热般的语言,让我感受到了太阳的温暧,让我看到了太阳的微笑。正是你寄托的希望,给了我极大的动力,使我在小荷勇敢的走了下来。尽管走的战战兢兢,尽管走的摇摇晃晃。
不仅仅是你,还有许许多多的哥哥姐姐给了我莫大的鞭策。尚在幼儿园时,妈妈告诉我:“滴水之恩,当涌泉相报。”上小学时,爸爸告诉我:“受人玫瑰,手传余香。要知道感恩,应懂得回报。”
我唯一能做的是在这除夕之夜,一一的给在远方哥哥姐姐送去美好的祝福:“在新年的钟声即将飘荡之际,我谨以幼小但火热的心真挚的祝福您:新年好!衷心的感激您在过去的时光里给予我的关注、帮助和指导!谢谢您!”
还是你,太阳大哥,回传了热情洋溢的祝福:“除夕之夜,月明星照,看到了吗,就在天的那一边,它们在向你笑,远方的朋友我寄明月之心,祝福你新年新欢笑,肚子撑到饱,红包没少要。也借着星星的亮光,铺一道路,让你踏着光的毯,迎向新一年的美好!
呵呵,没想到我一个不经意的举动会给你的内心带来如此大的波澜,至今未尝平息,也许我得谢谢你,这成了我一生美好的回忆。不过有时也觉得无奈,并且有些不舍起来,读高中了,不能像以前那样常来小荷,有时候往往是来看一下有没有新消息便走人想起你们这些朋友,我总觉得有些抱歉!谢谢你的祝福,我将永远珍藏!”
哦,太阳大哥,我将永远铭记你的鼓励。你给小荷寄予的希望,是全体大哥哥大姐姐们留下的美好期盼。正是你们——大哥哥大姐姐们,用心血为小荷铺设了洒满阳光的金色大道,用微笑留下了小荷春意盎然的灿烂未来。
关键词:机械自动化;太阳能;光伏产业;光热产业
中图分类号:TF325.2 文献标识码:A 文章编号:
能源产业是未来三大支柱产业之一,具有高度的战略地位,直接关系到一国的国家安全,和本国人民正常的生产与生活。目前 ,煤炭、石油、天然气等传统能源日趋减少,能源问题尤其是新能源的开发利用在世界范围内受到普遍关注,各个国家在节约、高效利用传统能源的同时,积极致力于新能源的开发。由于传统能源产生的环境污染等恶劣影响,加之其它因素的变化 ,环境问题日益突出,也成为国际关注的重大问题之一。因此 ,对于无污染、可再生性强、丰富的太阳能资源的开发利用 ,就成为各国特别关注的重点。
1 机械自动化在我国太阳能领域中的应用现状分析
与其它国家一样,我国也正在致力于太阳能资源的研究、开发和利用。太阳能领域的机械化程度直接影响太阳能资源的开发和利用。但是,从现有状况来看,我国在发展太阳能的同时,存在有一些问题,需要亟待解决。
首先,在理论方面,关于机械自动化在太阳能领域的应用方便的理论研究,仍是空白,目前还未有这方面详细和系统的阐述与分析。没有理论指导和科学研究 ,实践过程中就会产生不可避免的迷茫或是重复工作。
其次,在具体实践方面,我国在太阳能领域的发展中,机械自动化程度与国外先进国家相比,普遍较低。我国在太阳能领域的机械自动化方面,没有掌握核心科技,尾气无法进行更好的闭气循环利用,无法更好、更快、更高效地利用太阳能资源。另外,随着不断发展,挖掘利用太阳能资源的设备,规模越来越庞大,
系统也越来越复杂,各个设备之间的部件联系也越来越紧密。这对我国太阳能资源利用中机械的自动化和智能化水平,提出了更高要求。
2机械自动化在太阳能光伏产业中的应用
据专家预测,在不久的将来,光伏发电将会成为发电的发展方向,光伏电能也将会成为人类用电电网的主要支柱。我国颁布了《中华人民共和国可再生资源法》,同时西方国家对于光伏产品需求的不断日益增多 ,使得近些年我国光伏产业总体容量不断扩大光伏设备销售数量也猛增。我国光伏产业有了重大的发展和突破,但与国际一流水平相比较,机械设备仍存在很大悬殊。
2.1 多硅晶提纯技术设备落后
当前,在我国范围内所投入使用的多硅晶提纯建设中,多数项目所采用的硅晶提纯技术基本采用了改良的西门子法。目前,国际的七大产商垄断了晶硅提纯最先进和关键的技术部分,他们严禁向中国产商进行转移和泄漏,这一情况使得我国产商的多硅晶提纯技术极不成熟,各种机械的自动化程度也与世界水平相差很远。所采用设备的生产效率不高 ,直接增加了太阳能资源的开发利用成本。
改变这种现状的最关键方面是我国需要不断创新,增强自主研发能力,依靠各种内部和外部力量,不断掌握最前沿的多晶硅提纯这种核心科技,以便于提高我国光伏产业领域机械设备的自动化和智能化程度。
2.2 PECVD 设备的自动化程度较低
在太阳能资源的开发利用中 ,用于沉积Si3N4 层的PECVD 设备,在一些方面存在优势。比如 ,该设备产能良好,制作工艺成熟,基本与国际先进水平接轨。而且,在产能相当的情况下,PEVCD设备价格低于同等进口设备,所以得到很多产商的认同。然而,与国际一流产品相比,PEVCD 设备的机械自动化水平较低,主要差异存在自动装卸片方面。
2.3 硅切片设备有待进一步改善
在太阳能机械设备中,对硅片切片设备要求很高。比较优质的硅片,切片之后表面需要平整光滑;切片的几何尺寸误差需要控制在零点5mm之内 ;切片上任何两个弧线弦线长度之差需要控制在1mm以内。由于切片技术不断进步 ,硅片也越来越薄 ,当前国际最薄的一流硅切片是180mm。与之相比 ,我国200mm 最薄的硅切片与国际水平相差较远。因此,我国硅切片设备在自动化与精细化方面有待进一步改善。
2.4全自动丝网印刷技术与国际存有很大差距
与国际先进的太阳能光伏产业相对比,目前,我国尚未掌握全自动丝网印刷技术,与国际存在很大差距。所以,目前我国很多产商选择在国外购买现金的丝网印刷设备,不仅增加了我国太阳能光伏产业的运营成本,而且阻滞了行业发展。
2.5 太阳能光伏发电系统成本巨大
通常 ,太阳能光伏发电系统由光伏发电电池、控制器、逆变器和蓄电池组构造而成。太阳能光伏发电系统运行的关键是整个系统运行的自动化与信息智能化。比如有学者发明了可以自动跟踪太阳变动的太阳能机械设备,实现对太阳能的充分和高效利用。但是在目前来看 ,国内在逆变器、控制器与蓄电池等机械组件的相关利用技术水平不高,尤其是质量控制、工艺流程和检测等相关设备没有达到国际流水线的自动化生产水平。总的来说,太阳能光伏产业处于初步发展阶段,该领域发展前景十分广阔。在这个领域,需要亟待解决的问题是,降低资源利用和开发的高额成本。需要强调的是,成本的降低需要通过技术的提升、自动化水平的提高来实现,通过这些途径可以降低生产能耗,节约人员和设备投入。
3 机械自动化在太阳能光热产业领域中的应用
在太阳能光热产业领域,机械自动化目前的应用有:太阳能热水器、太阳能发电站、太阳能建筑等。太阳能热水器主要投入到商业中进行运营,其机械自动化程度不高。太阳能建筑是太阳能利用的一个新的方向,对机械自动化有一定较高要求。相比较而言,太阳能发电站对于机械自动化的要求最高。当前,太阳能发电系统主要有塔式系统、碟式系统和槽式线聚焦系统三类。比如,目前我国公布了自动控制式太阳能取暖装置它可以将太阳能热水器与散热器、泵连接一体,还讲温度和时间控制仪与泵相连,实现整个系统的自动控制功能。与传统系统相比,该系统不需要人员调节 ,使用方便 ,节能减排。
4 结论
在能源危机和环境问题日益逼迫的现代,需要对新能源尤其是太阳能的研发和利用。实现太阳能资源的低投入高产出运作,必须提高资源开发系统中的机械自动化和智能化水平。
参考文献:
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