Pregled opreme
Potpuno automatski solarni tracker je inteligentan sistem koji u realnom vremenu osjeća azimut i visinu sunca, pokrećući fotonaponske panele, koncentratore ili opremu za posmatranje kako bi uvijek održavao najbolji ugao u odnosu na sunčeve zrake. U poređenju sa fiksnim solarnim uređajima, može povećati efikasnost prijema energije za 20%-40% i ima važnu vrijednost u proizvodnji fotonaponske energije, regulaciji poljoprivredne rasvjete, astronomskom posmatranju i drugim oblastima.
Sastav osnovne tehnologije
Sistem percepcije
Fotoelektrični senzorski niz: Koristite fotodiodu sa četiri kvadranta ili CCD senzor slike za detekciju razlike u distribuciji intenziteta sunčeve svjetlosti
Kompenzacija astronomskog algoritma: Ugrađeno GPS pozicioniranje i baza podataka astronomskog kalendara, izračunava i predviđa putanju Sunca po kišnom vremenu
Detekcija fuzije više izvora: Kombinujte senzore intenziteta svjetlosti, temperature i brzine vjetra kako biste postigli pozicioniranje bez interferencije (kao što je razlikovanje sunčeve svjetlosti od svjetlosne interferencije)
Sistem upravljanja
Struktura pogona s dvije ose:
Horizontalna osa rotacije (azimut): Koračni motor kontroliše rotaciju od 0-360°, tačnost ±0,1°
Podešavanje ose nagiba (ugao elevacije): Linearna potisna šipka postiže podešavanje od -15°~90° kako bi se prilagodila promjeni sunčeve visine u četiri godišnja doba
Adaptivni algoritam upravljanja: Koristite PID upravljanje zatvorenom petljom za dinamičko podešavanje brzine motora radi smanjenja potrošnje energije
Mehanička struktura
Lagani kompozitni nosač: Materijal od karbonskih vlakana postiže odnos čvrstoće i težine od 10:1 i nivo otpornosti na vjetar od 10
Samočisteći sistem ležajeva: IP68 nivo zaštite, ugrađeni sloj grafitnog podmazivanja i kontinuirani vijek trajanja u pustinjskom okruženju prelazi 5 godina
Tipični slučajevi primjene
1. Koncentrisana fotonaponska elektrana velike snage (CPV)
Sistem za praćenje Array Technologies DuraTrack HZ v3 postavljen je u solarnom parku u Dubaiju, UAE, sa III-V višespojnim solarnim ćelijama:
Praćenje po dvije ose omogućava efikasnost konverzije svjetlosne energije od 41% (fiksni nosači su samo 32%)
Opremljen uraganskim načinom rada: kada brzina vjetra pređe 25 m/s, fotonaponski panel se automatski podešava na ugao otporan na vjetar kako bi se smanjio rizik od strukturnih oštećenja.
2. Pametni poljoprivredni solarni staklenik
Univerzitet Wageningen u Holandiji integriše sistem za praćenje suncokreta SolarEdge u plastenik paradajza:
Upadni ugao sunčeve svjetlosti se dinamički podešava putem reflektorskog niza kako bi se poboljšala ujednačenost svjetlosti za 65%.
U kombinaciji s modelom rasta biljaka, automatski skreće 15° tokom perioda jakog svjetla u podne kako bi se izbjeglo opekotine na lišću.
3. Platforma za svemirsko astronomsko posmatranje
Opservatorija Yunnan Kineske akademije nauka koristi ASA DDM85 ekvatorijalni sistem za praćenje:
U režimu praćenja zvijezda, ugaona rezolucija dostiže 0,05 lučnih sekundi, što zadovoljava potrebe dugotrajne ekspozicije objekata dubokog svemira.
Korištenjem kvarcnih žiroskopa za kompenzaciju rotacije Zemlje, 24-satna greška praćenja je manja od 3 lučne minute.
4. Pametni gradski sistem ulične rasvjete
Pilotni projekat solarne ulične rasvjete SolarTree u području Shenzhen Qianhai:
Dvoosno praćenje + monokristalne silicijumske ćelije omogućavaju prosječnu dnevnu proizvodnju energije od 4,2 kWh, što podržava 72 sata trajanja baterije u kišnim i oblačnim uslovima.
Automatski se vraća u horizontalni položaj noću kako bi se smanjio otpor vjetra i služi kao platforma za montažu 5G mikro bazne stanice
5. Brod za desalinizaciju vode solarnom energijom
Projekt „SolarSailor“ na Maldivima:
Fleksibilna fotonaponska folija postavljena je na palubu trupa, a praćenje kompenzacije valova postiže se hidrauličnim pogonskim sistemom.
U poređenju sa fiksnim sistemima, dnevna proizvodnja slatke vode je povećana za 28%, zadovoljavajući dnevne potrebe zajednice od 200 ljudi.
Trendovi razvoja tehnologije
Pozicioniranje fuzijom više senzora: Kombinujte vizuelni SLAM i lidar za postizanje centimetarske tačnosti praćenja na složenom terenu
Optimizacija strategije pokretanja pomoću umjetne inteligencije: Koristite duboko učenje za predviđanje putanje kretanja oblaka i unaprijed isplanirajte optimalnu putanju praćenja (MIT eksperimenti pokazuju da to može povećati dnevnu proizvodnju energije za 8%)
Dizajn bioničke strukture: Imitirajte mehanizam rasta suncokreta i razvijte uređaj za samostalno upravljanje od tekućih kristala elastomera bez motornog pogona (prototip njemačke KIT laboratorije postigao je upravljanje od ±30°)
Svemirski fotonaponski niz: SSPS sistem koji je razvila japanska JAXA ostvaruje prenos mikrotalasne energije putem fazne antene, a greška sinhronog praćenja orbite je <0,001°
Prijedlozi za odabir i implementaciju
Pustinjska fotonaponska elektrana, otporna na habanje od pijeska i prašine, rad na visokim temperaturama od 50℃, motor sa zatvorenim harmonijskim smanjenjem + modul za odvođenje toplote zračnim hlađenjem
Polarna istraživačka stanica, pokretanje na niskim temperaturama od -60℃, zaštita od leda i snijega, grijaći ležaj + nosač od legure titana
Kućni distribuirani fotonaponski sistemi, tihi dizajn (<40dB), lagana krovna instalacija, sistem za praćenje jedne ose + DC motor bez četkica
Zaključak
S prodorima u tehnologijama kao što su perovskitni fotonaponski materijali i platforme za rad i održavanje digitalnih blizanaca, potpuno automatski solarni tragači evoluiraju od "pasivnog praćenja" do "prediktivne saradnje". U budućnosti će pokazati veći potencijal primjene u oblastima svemirskih solarnih elektrana, vještačkih izvora svjetlosti za fotosintezu i međuzvjezdanih istraživačkih vozila.
Vrijeme objave: 11. februar 2025.