太阳能水族箱模型研究
文献综述
- 研究背景与意义
目前，随着全球范围内的能源供应紧缺，环境污染问题的日益突出，以及广大民众对环境质量问题的日益关注。以太阳能、地热能等为代表的可再生能源越来越受到人们的关注，化石能源的合理利用及清洁能源的开发与应用已逐步进入能源舞台的中心位置。太阳能以其取之不尽、用之不竭、发电无污染、清洁安全等特点而被人们所重视。太阳能资源虽然具有常规能源无法比拟的优势，但也存在着固有的缺点和问题：一是光伏系统发电的间断性和不稳定性，二是发电效率较低。若要满足普通家庭的全部用电需求，需要较大的光照面积，而高层建筑中的普通住宅光照面积少，很难满足这一要求。
随着科学的不断发展和人们生活水平的不断提高，人们对于生活质量的要求也越来越高。人们会在工作学习之余，在家里或办公室里养鱼。鱼是需要人们悉心照料的，但现代社会是一个追求高效率、快节奏的高科技时代，人们平时上班工作比较忙，使得大部分的人会觉得照顾鱼是一件很麻烦的事。水族箱需要定期换水以保证水质，水质的好坏影响鱼的健康，鱼缸眼的水根据季节和养鱼量，换水的频率一般是夏季多而冬季少。对于比较忙的人来说给鱼缸换水可以说是一件非常头疼而耗时的工作。虽然各式各样的智能鱼缸已经被研究出来，但大部分仍存在很多弊端，且可行性不高，缺乏严谨的制作使用概念。现在市场上有的控制装置要么太过简单不够完善，没有想象的那么便捷高效；要么系统仪器功能繁多价格昂贵，并没有把经济性和实用性相结合。一般在家庭中养鱼，通常需要增加一个小功率循环水泵，而水泵的功率较低，可考虑采用太阳能供电。
- 国内外研究内容
2.1太阳能光热应用与PLC系统
太阳能光热应用市场有很大的发展希望，可用于热水、农业种植、水产养殖、采暖、空调、干燥、海水淡化等领域。随着当今电子技术的飞速发展，利用新技术改造原有的电气控制系统以提高系统的可靠性和实现自动控制，增加太阳能的稳定性。可编程控制器由于有很多可以选择进行使用的时间继电器和中间继电器，而且可数次重复使用其常开常闭触点，因此PLC的突出特点之一就是可以有效提高系统编程的可靠性。
到目前为止，现在国内大部分太阳能热水器往往需要大量的时间继电器和中间电器，来满足水箱控制部分的相关工艺要求，结果使得电路设计又复杂又繁琐，问题频发，给日常使用和热水器维护带来了很大的不便。太阳能热水器是最商业化和最常用的太阳能热利用技术之一。使用西门子S7-200型号PLC设计了太阳能热水器自动上水控制系统，实现太阳能热水器系统高度自动化，使其满足现实生活中各种控制需要，减少了人工的控制，并提高了系统的可靠性能。
2.2太阳光自动跟踪技术
太阳光自动跟踪技术，由于地球自转，太阳光的角度会在一天中不断改变。为了更大程度地提高太阳能利用率，太阳光自动跟踪技术应运而生。国内外针对该技术进行了大量研究，设计出了多种自动跟踪装置，但受限于装置控制的精度以及维护成本，目前并没有大规模的应用，特别是在国内，相关技术的研究亟待进行。
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