Сонячний трекер
Пристрій стеження
Для досягнення максимальної продуктивності робочих поверхонь систем необхідна їх точна орієнтація на Сонці. При цьому завданням пристрої стеження ( трекера ) є зменшення кута падіння сонця на робочу поверхню сонячних панелей. Положення рухомий частина трекера може змінюватися за допомогою ручного приводу або за допомогою так званих актуаторов - пристроїв, виконаних на електродвигунах.
Таким чином, трекер встановлює кути нахилу робочої поверхні приладів, зорієнтувавши її строго на Сонце. Інакше кажучи, сонячні промені повинні падати перпендикулярно площині сонячної батареї.
Трекери можуть бути реалізовані на основі різних принципів . Опишемо основні з них.
- 1. Управління актуаторами за допомогою декількох фотоприймачів.
Таке устойство має два або більше фотодіодів. При русі сонця освітленість фотодіодів стає різною; пристрій аналізує освітленість і передає керуючі сигнали на актуатори до моменту, коли потік світла на всіх фотоелементах буде однаковий. І електродвигун повертає сонячну батарею із заходу на схід.
Малюнок 1. Трекер на фотоелементах Протягом дня платформа з сонячною батареєю буде повертатися слідом за рухом сонця. З настанням сутінків система перейде в режим очікування.
Принципові схеми таких пристроїв нескладні та недорогі. Але у них є один істотний недолік: у похмуру погоду і забрудненні фотоприймачів система погано працездатна.
- 2. Управління рухом трекера по азимутальних і зенітних кутах.
Ідея роботи таких пристроїв заснована на тому, що для правильного позиціонування сонячних панелей, потрібно компенсувати два переміщення Землі:
- - добове переміщення, пов'язане з обертання Землі навколо своєї осі;
- - річне переміщення, пов'язане з обертання Землі навколо Сонця.
До складу такого пристрою входить таймер. Актуатори починають свою роботу з добовою програмою таймера (при необхідності, і за річною програмою). Але точність орієнтації за допомогою таких пристроїв невелика, так як Сонце протягом року постійно змінює час, місце сходу і заходу, зенітний кут.
- 3. Спосіб управління актуаторами за програмою, яка в певні інтервали часу розраховує місце розташування сонця.
Такий спосіб, мабуть, можна вважати найбільш ефективним.
За внутрішнім годинником пристрою програма видає інформацію про значення Азимута і Зенітного кута (див.рис.) на блок управління.
При цьому обов'язково буде враховуватися місце розташування трекера, тобто такі параметри як широта, довгота і висота над рівнем моря. Після цього розраховується нове (необхідне) положення трекера і проводиться його переорієнтація.
Системи спостереження за Сонцем можна класифікувати з такого важливого показника, як кількість осей.
Трекери з однією віссю обертання
Одноосьові трекери мають одну ступінь свободи, яка є віссю обертання. Такі трекери діляться горизонтальні, вертикальні і похилі.
Трекери з горизонтальною віссю
Вісь обертання горизонтально орієнтована по відношенню до землі. Такі пристрої забезпечують високу ефективність протягом весни і літа, коли сонце високо в небі. Жорсткий каркас і простий механізм є основою високої надійності.
Трекери з вертикальною віссю
Вісь обертання вертикально орієнтована по відношенню до землі.
Ці трекери обертаються зі сходу на захід протягом дня. Вертикальні одновісним системи обертаються тільки навколо вертикальної осі, панелі на них закріплюються вертикально під фіксованим, регульованим кутом нахилу.
Трекери з одного похилою віссю обертання
Всі трекери з осями обертання між горизонтальною і вертикальною вважається такими.
Трекери з двома осями обертання
Такі трекери мають два ступені свободи, які виступають в якості осей обертання.
Як правило, ці осі не пов'язані один з одним, але працюють разом.
Одна вісь фіксується по відношенню до землі. Вона є основною. Інша вісь може розглядатися як вторинна. І навпаки.
За оцінками експертів, ефективність сонячних батарей підвищується до 60% , якщо їх повертати слідом за сонцем з використанням систем спостереження за Сонцем.
