麻烦看官老爷们右上角点击一下“关注”，既方便您进行讨论和分享，又能给您带来不一样的参与感，感谢您的支持!

太阳能追踪技术一直是太阳能系统领域的重要研究方向之一，旨在最大程度地提高太阳能发电效率。

传统的太阳能追踪系统通常依赖于电动机和光电传感器，这些系统在能耗和复杂性方面存在一定的局限性。近年来，一种基于形状记忆合金（SMA）的综合太阳能追踪器的新设计引起了广泛关注。

这项研究探索了一种创新的太阳能追踪器，它利用SMA材料作为热机械致动器，能够根据温度的变化而改变形状，从而自动调整太阳能集热器的角度，始终朝向太阳。

与传统的电动机驱动系统相比，这种基于SMA的追踪器具有更高的能源效率，并且在恶劣天气条件下依然稳定运行，这为太阳能系统的可靠性和性能提供了全新的解决方案。

太阳能追踪热机械制动器的分析介绍

太阳能追踪器通过调整集热器相对于太阳的最佳角度来增加能源产量，然而，这些设备仍然面临着恶劣的大气影响、组件的多样性、编程和维修的复杂性等方面的挑战。

因此提供完整的、能够自主面向太阳的综合太阳能追踪器可以解决这些问题，确保在恶劣天气下保持稳定，有助于增加它们的使用，并提高绿色能源的生产。

在本研究中，提出了一种基于形状记忆合金（SMA）的综合太阳能追踪器，这些材料可以充当热机械致动器，可以记忆两种形状，一种是在高温下，另一种是在低温下。

太阳辐射的暴露会提高致动器的温度。根据温度的程度，致动器控制倾斜角度，使集热器朝向太阳。

随后我们进行了数学建模，以优化提出的致动器与太阳能系统的适应性，为了验证数值研究，进行了比较研究。

所提出的集成热机械追踪器的太阳能系统与固定系统相比，能源产量增加了约39%。

事实上，太阳电池的开发是为了将太阳光转化为电能，主要依赖于由硅晶体制成的半导体，目前安装的PV模块约占90%。

通过开发有机PV电池，改进了光伏（PV）电池，这些电池可以收集更多的能量，并具有灵活性和可附着性的优势，可以集成到不同的结构中。

由于聚合物电池在捕获光线方面比硅更有效，因此它们更容易吸收光，对各种太阳能PV电池材料进行，这有助于根据它们的应用选择合适的材料。

另一方面，有专家研究了沙漠中的PV系统效率，那里的能源受到诸多因素的影响，如辐照度、最大功率点跟踪（MPPT）效率和温度。

PV中的电能产生在很大程度上取决于集热器的方向和与太阳的倾斜角。

对于保持集热器在朝向太阳的最佳角度上，进行了各种关于太阳追踪的研究，将双轴太阳能追踪器与能源系统集成时，电能的收集和发电单位成本都得到了显著提高。

这些太阳能追踪器需要基于光电传感器和电机致动器的电自动控制，这些电自动控制在整个白天都在消耗能量，而且重量越重，消耗的能量越大。

针对此问题，本研究选择的方法是基于被动太阳能追踪器，该追踪器允许太阳能电池板通过基于形状记忆合金的热机械致动器改变倾斜角度来跟随太阳。

生物启发和智能材料驱动的太阳能追踪技术创新

许多受自然启发的机器人，被设计成与鸟类、昆虫、鱼类和花卉一样真实，这些机器人主要基于智能材料，可以在同一时间实现多个功能。

出发点是提出了几种受生物启发的模型，以改进机器人系统，如受生物启发的萤火虫、人工蜂群和模拟鞭水母群算法。

通过将其用于建模太阳能追踪器以改进能量收集，实现了PV系统的有效和高效的最大功率点跟踪（MPPT）。

自然界中存在着对阳光敏感的重要植物（向日葵），它们能够在白天跟踪太阳，而不需要任何外部帮助。

形状记忆合金（SMA）等智能材料对太阳光敏感，当温度变化时，它们会改变形状，其可恢复的变形非常重要。

它们可以用于多种机器人、机械和能源应用，因为它们具有同时充当致动器和传感器的双重功能。

SMA致动器设计成记住两种形状，一种在高温下，另一种在较低温度下。

SMA的作用可以通过应用各种热方法来控制，例如电流加热或辐射（太阳），后者可能会带来很大的好处，可以激活SMA致动器。

这些致动器可以与太阳能系统结合使用，并用作综合太阳能追踪器，倾斜太阳能集热器。

后者必须被建模成作为一个致动器，通过温度的变化改变其形状，以集成到太阳能系统中。

太阳能系统中的太阳追踪器工程，正如向日葵在自然界中一样，在一天内自然跟随太阳而无需任何电源。

所提出的系统是基于先前的光伏系统，该系统与由形状记忆合金制成的热机械致动器结合，该致动器可以对太阳做出反应。

所以提出太阳能系统具有光伏系统和追踪器SMA致动器，选择了一个合适的光电光伏模块，该模块基于这一领域的先前研究，并将被视为一个原型。

而SMA致动器和追踪机构为了在太阳能系统中节省能源并提高能量收集效率，电机机械致动器被SMA致动器替代，后者适用、安全且实用，可以在无需电力的情况下工作。

这个智能致动器基于形状记忆合金弹簧，它是一种可以记忆两种形状的致动器，一种在低温下，另一种在高温下。

SMA致动器对热刺激作出响应，通过对特定重物施加重要的力来完成位移，太阳辐射会对所提出的致动器产生影响，使其被压缩，并且可以储存大量的热能。

在没有辐射的情况下，它可以以机械能（位移）的形式释放这些能量。

追踪机构的思想是SMA致动器在两种状态之间改变形状，系统的一部分受阳光影响而压缩，由于过热而改变形状，压缩的部分吸引光伏系统朝向太阳。

而对于追踪系统，它是一个由形状记忆合金（SMA）弹簧组成的组件，可以通过温度变化改变形状。

致动器的组装沿着光伏模块的三个位置（东、北和西）布置，以定位太阳的路径，通过这种方式，受到更多太阳热能的影响而被压缩的致动器。

相反，其他致动器会在集热器遮挡太阳的情况下保持张力，该系统的工作原理类似于受太阳光产生的温度控制的向日葵，以及集热器的阴影控制：

系统在日出时开始，面向太阳的东部致动器已经被压缩，这使得光伏面板向东倾斜。

随着太阳的移动，南部致动器受热，吸引其部分光伏面板，接下来，太阳移动并激活下一个致动器，同时停用其他致动器。

集热器在一天的循环中面向西侧完成，可以在第二天重复同样的过程。

智能SMA太阳追踪器的性能验证和能源生产改进

为了验证所提出的将SMA致动器与光伏系统结合，以提高能量生产的研究，我们提出了一个可以验证结果的数值研究。

数值模型可以考虑每种热传递模式，特别是太阳辐射作为可以改善形状变化的额外能量。

数值模型的解可以描述SMA的行为，并将其结果与先前的模型进行比较。

为了模拟太阳追踪器系统的热机械致动器，所提出的模型代表了所选物理特性和材料性质的关键特征性能和功能。

首先的结果旨在验证SMA的数值结果，与温度的关系，如位移和应力的函数，温度的变化对材料产生影响，可以激活马氏体相变，从而确保产生显著的变形。

数值研究可以描述SMA致动器的热机械行为，因此结果表明温度变化影响了致动器的形状，从而提供了显著的位移。

SMA对温度变化的响应可以作为一个能够记忆两种形状的致动器，一种在高温下，另一种在低温下。

在40 C以下的低温下，SMA被拉伸，然后温度升高到40 C以上，材料将热能转化为机械能，如位移或变形，可达30毫米左右。

随着变形的变化，SMA可以施加显著的机械应力，20 C下的SMA致动器完全是马氏体，SMA致动器由于施加的应力而产生大量变形。

即使应力消失，致动器仍然保留显著的残余变形，在这种情况下，SMA处于形状记忆效应下。

在将温度升高到Af = 40 C之后，SMA回复到其原始形状。在高温下，即使材料被拉伸，它也始终返回到其第一形状，显示出超弹性效应。

所提出的设计旨在将SMA致动器建模为太阳追踪器，与光伏系统相结合，数学建模描述了SMA致动器的行为，以响应热能（太阳能）。

此外研究提出了太阳光伏系统产生的电能的数学方程，可用于识别能源生产的改进，并可以将带有和不带有追踪器的太阳能系统的结果进行比较。

为了验证所提出的研究，进行了数值比较，集成太阳能追踪器显然提高了能源生产的显著程度。

使用SMA追踪器与固定光伏系统相比，明显提高了光伏系统的能源效率，实际上跟踪系统的功率效率在晴天提高了约39%。

在天气不稳定的情况下，由于周围环绕着SMA致动器，太阳能系统仍然安全。

它始终都会激活面向它的致动器的部分，从而改变系统的倾斜角度。

本研究提出的基于SMA热机械致动器的太阳能追踪器工程代表了太阳能系统领域的一项创新。

通过数学建模和数值研究，我们验证了这一系统的有效性，并与传统的固定光伏系统进行了比较。

研究结果表明，集成热机械追踪器的太阳能系统在能源产量方面取得了显著的改进，尤其是在晴天时，能源效率提高了约39%。