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第 38 卷 第 6 期 农 业 工 程 学 报 Vol.38 No.6 2022 年 3 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Mar. 2022 221 利用水位调节光伏板倾角的追日装置设计与试验 1,2 1,2※ 1,2 1,2 2 2 3 赵 航 ，朱德兰 ，梁志超 ，葛茂生 ，刘泉明 ，张帷涵 ，柳昌新 （1. 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室，杨凌 712100 ；2. 西北农林科技大学水利与建筑工程学院，杨凌 712100 ；3. 塔什干国立农业大学农作物育种与生产学院，塔什干 100140 ） 摘 要：针对固定式光伏装置在光伏水泵提水系统应用中存在太阳能利用率低的问题，该研究提出了一种基于水位变化 调节光伏板倾角的追日策略，并开发出适于光伏提水系统的三点支撑型追日装置。通过理论推导、模型计算和试验测试 等，对装置的浮球驱动、恒流进水、虹吸泄水和二次补水调节等组成单元的关键技术参数进行了设计与试验验证。研究 结果表明：采用三点支撑结构及浮球浮力可保证光伏板的自东向西平稳追日，虹吸效应可实现光伏板的自动复位，二次 补水调节可保证该装置对各种天气类型的适用性；与固定式光伏板相比，在晴天工况下，本装置全天太阳辐射的接收量 同比提高28.56% ，水泵提水量增幅为 34.74% ；在多云工况下，二次调节补水装置补充水箱水量，保证光伏板追日的连续 性，全天辐射接收量同比提高 32.56%，水泵提水量增幅为40.82% 。该研究实现了光伏提水与光伏板追日相结合，为提高 光伏板发电效率提供新思路。 关键词：太阳能；自动化；光伏发电；三点支撑；管嘴出流；虹吸效应；机械追日 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.025 中图分类号：S214 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2022)-06-0221-09 赵航，朱德兰，梁志超，等. 利用水位调节光伏板倾角的追日装置设计与试验[J]. 农业工程学报，2022，38(6)：221-229. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.025 Zhao Hang, Zhu Delan, Liang Zhichao, et al. Sunlight catching device to adjust the dip angle of photovoltaic panel through water level[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2022, 38(6): 221-229. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.025 进行对比试验，后者比前者太阳辐射接收量多 19%～ 0 引 言  24% ，提水量增幅为 37%～41% ；Pavushetti 等[22]把单轴 太阳能具有可再生、无污染、全年均可利用等特点[1-2]， 追日装置应用于光伏水泵灌溉系统，并建立起追日装置、 在缺少电网的沙漠、海岛、山区等偏远地区[3-5] ，采用太 光伏水泵、灌溉管网联合调度系统，大幅提高农作物收 阳能发电进行提水的应用尤为普遍[6-9] 。目前光伏水泵提 益；郑佳