Преглед на опремата
Целосно автоматскиот сончев тракер е интелигентен систем кој ги детектира азимутот и надморската височина на сонцето во реално време, управувајќи фотоволтаични панели, концентратори или опрема за набљудување за секогаш да го одржува најдобриот агол со сончевите зраци. Во споредба со фиксните сончеви уреди, тој може да ја зголеми ефикасноста на приемот на енергија за 20%-40% и има важна вредност во производството на фотоволтаична енергија, регулирањето на светлината во земјоделството, астрономските набљудувања и други области.
Состав на основна технологија
Систем за перцепција
Фотоелектричен сензорски сет: Користете фотодиода со четири квадранти или CCD сензор за слика за да ја откриете разликата во распределбата на интензитетот на сончевата светлина.
Компензација на астрономски алгоритам: Вградена база на податоци за GPS позиционирање и астрономски календар, пресметува и предвидува траекторијата на сонцето во дождливо време
Детекција на фузија од повеќе извори: Комбинирајте сензори за интензитет на светлина, температура и брзина на ветерот за да постигнете позиционирање против пречки (како што е разликување на сончевата светлина од пречките на светлината)
Контролен систем
Двоосна погонска структура:
Хоризонтална оска на ротација (азимут): Чекорниот мотор контролира ротација од 0-360°, точност ±0,1°
Оска за прилагодување на наклонот (агол на елевација): Линеарната прачка за туркање постигнува прилагодување од -15°~90° за да се прилагоди на промената на сончевата надморска височина во четири сезони
Алгоритам за адаптивна контрола: Користете PID контрола со затворена јамка за динамичко прилагодување на брзината на моторот за да ја намалите потрошувачката на енергија.
Механичка структура
Лесен композитен држач: Материјалот од јаглеродни влакна постигнува сооднос на цврстина и тежина од 10:1 и ниво на отпорност на ветер од 10
Систем за самочистење на лежишта: ниво на заштита IP68, вграден слој за подмачкување од графит и континуиран работен век во пустинска средина кој надминува 5 години
Типични случаи на примена
1. Концентрирана фотоволтаична централа со висока моќност (CPV)
Системот за следење Array Technologies DuraTrack HZ v3 е распореден во Соларниот парк во Дубаи, ОАЕ, со III-V повеќеслојни соларни ќелии:
Двоосното следење овозможува ефикасност на конверзија на светлосната енергија од 41% (фиксните држачи се само 32%)
Опремен со режим на ураган: кога брзината на ветерот надминува 25 m/s, фотоволтаичниот панел автоматски се прилагодува на агол отпорен на ветерот за да се намали ризикот од оштетување на структурата.
2. Паметна земјоделска соларна стаклена градина
Универзитетот Вагенинген во Холандија го интегрира системот за следење на сончогледот SolarEdge во стаклена градина со домати:
Аголот на упаѓање на сончевата светлина динамички се прилагодува преку рефлекторскиот сет за да се подобри униформноста на светлината за 65%.
Во комбинација со моделот на раст на растенијата, автоматски се отклонува за 15° за време на периодот на силна светлина напладне за да се избегне изгорување на листовите.
3. Платформа за вселенско астрономско набљудување
Опсерваторијата Јунан на Кинеската академија на науките го користи екваторијалниот систем за следење ASA DDM85:
Во режим на следење на ѕвезди, аголната резолуција достигнува 0,05 лачни секунди, задоволувајќи ги потребите за долготрајна изложеност на објекти од длабокото небо.
Користејќи кварцни жироскопи за компензација на ротацијата на Земјата, грешката на следење од 24 часа е помала од 3 лачни минути.
4. Паметен систем за улично осветлување во градот
Пилот-проект за фотоволтаични улични светилки „СоларТри“ во областа Шенжен Ќианхаи:
Двоосното следење + монокристалните силиконски ќелии овозможуваат просечно дневно производство на енергија да достигне 4,2 kWh, поддржувајќи 72 часа траење на батеријата во дождливо и облачно време.
Автоматско ресетирање во хоризонтална положба ноќе за намалување на отпорот на ветерот и служи како платформа за монтирање на 5G микро базна станица
5. Брод за соларна десалинизација
Малдивски проект „SolarSailor“:
Флексибилна фотоволтаична фолија е поставена на палубата на трупот, а следењето на компензацијата на брановите се постигнува преку хидрауличен погонски систем.
Во споредба со фиксните системи, дневното производство на свежа вода е зголемено за 28%, задоволувајќи ги дневните потреби на заедница од 200 луѓе.
Трендови во развојот на технологијата
Позиционирање со фузија на повеќе сензори: Комбинирајте визуелен SLAM и лидар за да постигнете точност на следење на ниво на сантиметар под сложен терен.
Оптимизација на стратегијата за управување со вештачка интелигенција: Користете длабинско учење за да ја предвидите траекторијата на движење на облаците и однапред да ја испланирате оптималната патека за следење (експериментите на MIT покажуваат дека може да го зголеми дневното производство на енергија за 8%).
Дизајн на бионска структура: Имитација на механизмот на раст на сончогледите и развој на уред за самостојно управување со течен кристален еластомер без моторен погон (прототипот на германската лабораторија KIT постигнал управување од ±30°)
Вселенски фотоволтаичен систем: Системот SSPS развиен од јапонската JAXA реализира пренос на микробранова енергија преку фазен систем на антена, а грешката при синхроно следење на орбитата е <0,001°
Предлози за избор и имплементација
Фотоволтаична централа во пустина, отпорна на абење од песок и прашина, работа на висока температура од 50℃, мотор со затворена хармонична редукција + модул за дисипација на топлина со воздушно ладење
Поларна истражувачка станица, стартување на ниска температура од -60℃, отпорност на мраз и снег, лежиште за греење + држач од титаниумска легура
Домашен дистрибуиран фотоволтаичен систем, тивок дизајн (<40dB), лесна инсталација на покривот, систем за следење со една оска + DC мотор без четкички
Заклучок
Со пробивите во технологиите како што се перовскитните фотоволтаични материјали и платформите за работа и одржување на дигитални близнаци, целосно автоматските сончеви тракери еволуираат од „пасивно следење“ до „предвидлива соработка“. Во иднина, тие ќе покажат поголем потенцијал за примена во областите на вселенските сончеви електрани, вештачките извори на светлина за фотосинтеза и меѓуѕвездените истражувачки возила.
Време на објавување: 11 февруари 2025 година