Jadro plne automatického sledovača slnka spočíva v presnom vnímaní polohy slnka a jeho úpravách. Spojím jeho aplikácie v rôznych prípadoch a podrobne rozoberiem jeho princíp fungovania z troch kľúčových hľadísk: detekcia senzorov, analýza a rozhodovanie riadiaceho systému a nastavenie mechanického prevodu.
Princíp fungovania plne automatického solárneho sledovača je založený najmä na monitorovaní a presnej kontrole polohy slnka v reálnom čase. Prostredníctvom koordinovanej prevádzky senzorov, riadiacich systémov a mechanických prenosových zariadení sa dosahuje automatické sledovanie slnka nasledovne:
Detekcia polohy slnka: Plne automatický sledovač slnka sa spolieha na viacero senzorov na detekciu polohy slnka v reálnom čase. Medzi bežné patrí kombinácia fotoelektrických senzorov a metód výpočtu astronomického kalendára. Fotoelektrické senzory sa zvyčajne skladajú z viacerých fotovoltaických článkov rozmiestnených v rôznych smeroch. Keď svieti slnečné svetlo, intenzita svetla prijímaného každým fotovoltaickým článkom je odlišná. Porovnaním výstupných signálov rôznych fotovoltaických článkov je možné určiť azimut a výškový uhol slnka. Pravidlá výpočtu astronomického kalendára sú založené na zákonoch otáčania a rotácie Zeme okolo Slnka v kombinácii s informáciami, ako je dátum, čas a geografická poloha, na výpočet teoretickej polohy Slnka na oblohe pomocou prednastavených matematických modelov. V prípade rozsiahlych solárnych elektrární poskytujú vysoko presné senzory polohy slnka dátovú podporu pre následné úpravy monitorovaním azimutu a výškového uhla slnka.
Spracovanie signálu a rozhodovanie o riadení: Signál o polohe slnka detegovaný senzorom sa prenáša do riadiaceho systému, ktorým je zvyčajne zabudovaný mikroprocesor alebo počítačový riadiaci systém. Riadiaci systém analyzuje a spracováva signály, porovnáva skutočnú polohu slnka detegovanú senzorom s aktuálnym uhlom fotovoltaického panela alebo pozorovacieho zariadenia a vypočítava rozdiel uhlov, ktorý je potrebné upraviť. Potom sa na základe prednastavenej stratégie a algoritmu riadenia generujú zodpovedajúce riadiace pokyny na riadenie mechanického prenosového zariadenia na nastavenie uhla. V prípadoch astronomického vedeckého výskumu môže riadiaci systém po nastavení parametrov pozorovania pomocou počítačového softvéru automaticky analyzovať a rozhodnúť, ako upraviť uhol pozorovacieho zariadenia podľa prednastaveného programu.
Mechanický prenos a nastavenie uhla: Pokyny vydané riadiacim systémom sa prenášajú do mechanického prenosového zariadenia. Medzi bežné metódy mechanického prenosu patria elektrické tlačné tyče, krokové motory kombinované s ozubenými kolesami alebo vodiacimi skrutkami atď. Po prijatí pokynu mechanické prenosové zariadenie poháňa podperu fotovoltaického panela alebo podperu pozorovacieho zariadenia tak, aby sa otáčala alebo nakláňala podľa potreby, čím sa fotovoltaický panel alebo pozorovacie zariadenie nastaví tak, aby bolo kolmé na slnečné svetlo alebo v určitom uhle k nemu. Napríklad v prípade poľnohospodárskych skleníkových fotovoltaických systémov jednoosový plne automatický sledovač slnečného žiarenia nastavuje uhol fotovoltaických panelov pomocou mechanických prenosových zariadení podľa pokynov riadiaceho systému, čím sa zabezpečí, že plodiny dostanú dostatok svetla a zároveň sa dosiahne efektívny príjem slnečného žiarenia.
Spätná väzba a korekcia: Na zabezpečenie presnosti sledovania systém zavedie aj mechanizmus spätnej väzby. Uhlové senzory sú zvyčajne inštalované na mechanických prenosových zariadeniach, aby monitorovali skutočný uhol fotovoltaických panelov alebo pozorovacích zariadení v reálnom čase a spätne odovzdávali tieto informácie o uhle do riadiaceho systému. Riadiaci systém porovnáva skutočný uhol s cieľovým uhlom. Ak dôjde k odchýlke, vydá opätovný pokyn na úpravu uhla a zabezpečenie presnosti sledovania. Vďaka neustálej detekcii, výpočtu, nastavovaniu a spätnej väzbe dokáže plne automatický solárny sledovač nepretržite a presne sledovať zmeny polohy slnka.
Prípadová štúdia zlepšenia účinnosti výroby energie vo veľkých solárnych elektrárňach
(1) Pozadie projektu
Veľká pozemná solárna elektráreň v Spojených štátoch má inštalovaný výkon 50 megawattov. Pôvodne sa na inštaláciu fotovoltaických panelov používali pevné konzoly. Vzhľadom na neschopnosť sledovať zmeny polohy slnka v reálnom čase bolo množstvo slnečného žiarenia prijímaného fotovoltaickými panelmi obmedzené, čo malo za následok relatívne nízku účinnosť výroby energie. Najmä skoro ráno a neskoro večer a počas prechodu ročných období boli straty výroby energie značné. Na zvýšenie účinnosti výroby energie v elektrárni sa prevádzkovateľ elektrárne rozhodol zaviesť automatický sledovač slnečnej energie.
(2) Riešenia
V elektrárni postupne vymieňajte držiaky fotovoltaických panelov a nainštalujte dvojosové plne automatické solárne sledovače. Tento sledovač monitoruje azimut a výškový uhol slnka v reálnom čase pomocou vysoko presných senzorov polohy slnečnej energie. V kombinácii s pokročilým riadiacim systémom poháňa držiak a automaticky nastavuje uhol fotovoltaických panelov, čím zabezpečuje, že fotovoltaické panely sú vždy kolmé na slnečné svetlo. Sledovač je zároveň pripojený k inteligentnému systému riadenia elektrárne, aby sa dosiahlo diaľkové monitorovanie a včasné varovanie pred poruchami.
(3) Implementačný účinok
Po inštalácii plne automatického sledovania slnečnej energie sa výrazne zlepšila účinnosť výroby energie solárnej elektrárne. Podľa štatistík sa ročná výroba energie zvýšila o 25 % až 30 % v porovnaní s predchádzajúcim obdobím, pričom sa výrazne zvýšila priemerná denná výroba energie. Počas období so zlými svetelnými podmienkami, ako sú zima a daždivé dni, je výhoda výroby energie ešte výraznejšia. Návratnosť investícií do elektrárne sa výrazne zvýšila a očakáva sa, že náklady na renováciu zariadenia sa vrátia o 2 až 3 roky skôr, ako bolo plánované.
Prípad presného určovania polohy pri astronomických vedeckých výskumných pozorovaniach
(1) Pozadie projektu
Keď istá astronomická výskumná inštitúcia v Rusku vykonávala výskum slnečného pozorovania, tradičné manuálne nastavovanie pozorovacích zariadení nedokázalo uspokojiť požiadavky na vysoko presné a dlhodobé sledovanie a pozorovanie Slnka, čo sťažovalo získavanie nepretržitých a presných údajov o Slnku. Na zvýšenie úrovne vedeckého výskumu a pozorovania sa inštitúcia rozhodla použiť plne automatické sledovače Slnka, ktoré pomôžu pri pozorovaní.
(2) Riešenia
Bol vybraný vysoko presný, plne automatický solárny sledovač špeciálne navrhnutý pre vedecký výskum. Presnosť polohovania tohto sledovača môže dosiahnuť 0,1° a má vysokú stabilitu a odolnosť voči rušeniu. Sledovač je riadne prepojený a presne kalibrovaný s vedeckým výskumným pozorovacím zariadením, ako sú slnečné teleskopy a spektrometre. Parametre pozorovania sa nastavujú pomocou počítačového softvéru, čo umožňuje sledovaču automaticky upravovať uhol pozorovacieho zariadenia podľa prednastaveného programu a sledovať trajektóriu Slnka v reálnom čase.
(3) Implementačný účinok
Po uvedení plne automatického sledovača slnečnej aktivity do prevádzky môžu výskumníci ľahko dosiahnuť dlhodobé a vysoko presné sledovanie a pozorovanie Slnka. Kontinuita a presnosť pozorovaných údajov sa výrazne zlepšili, čím sa efektívne znížila strata údajov a chyby spôsobené predčasným nastavením zariadenia. S pomocou tohto sledovača výskumný tím úspešne získal rozsiahlejšie údaje o slnečnej aktivite a dosiahol mnoho dôležitých vedeckých výskumných výsledkov v oblastiach, ako je výskum slnečných škvŕn a pozorovanie korony.
Prípadová štúdia kolaboratívnej optimalizácie fotovoltaických systémov v poľnohospodárskych skleníkoch
(1) Pozadie projektu
V jednom poľnohospodárskom fotovoltaickom integrovanom skleníku v Brazílii sú fotovoltaické panely nainštalované pevne. Hoci spĺňajú svetelné požiadavky plodín vo vnútri skleníka, nie sú schopné plne využiť slnečnú energiu na výrobu energie. Aby sa dosiahla koordinovaná optimalizácia poľnohospodárskej produkcie a výroby fotovoltaickej energie a zvýšil sa komplexný príjem skleníkov, prevádzkovateľ sa rozhodol nainštalovať plne automatické sledovače slnečnej energie.
(2) Riešenia
Nainštalujte si plne automatický jednoosový solárny sledovač. Tento sledovač dokáže nastaviť uhol fotovoltaických panelov podľa polohy slnka. Za predpokladu zabezpečenia trvania a intenzity slnečného žiarenia pre plodiny vo vnútri skleníka môže skleník prijímať slnečné žiarenie v čo najväčšej miere. Prostredníctvom inteligentného riadiaceho systému je možné nastaviť rozsah nastavenia uhla fotovoltaických panelov, aby sa zabránilo nadmernému blokovaniu slnečného žiarenia z fotovoltaických panelov a ovplyvneniu rastu plodín. Sledovač je zároveň prepojený so systémom monitorovania prostredia skleníka, aby sa uhol fotovoltaických panelov v reálnom čase nastavoval podľa potrieb rastu plodín.
(3) Implementačný účinok
Po inštalácii plne automatického sledovania slnečnej energie sa výroba fotovoltaickej energie v poľnohospodárskych skleníkoch zvýšila približne o 20 %, čím sa dosiahlo efektívne využitie zdrojov slnečnej energie bez ovplyvnenia normálneho rastu plodín. Plodiny v skleníku rastú dobre vďaka rovnomernejším svetelným podmienkam a zlepšila sa výnosnosť aj kvalita. Synergia medzi poľnohospodárstvom a fotovoltaickým priemyslom je pozoruhodná a celkový príjem skleníkov sa v porovnaní s predchádzajúcim obdobím zvýšil o 15 % až 20 %.
Vyššie uvedené prípady demonštrujú úspechy aplikácie plne automatických sledovačov slnečnej energie v rôznych oblastiach. Ak sa chcete dozvedieť viac o konkrétnych scenároch alebo máte akékoľvek pokyny na úpravu obsahu, neváhajte mi kedykoľvek dať vedieť.
Kontaktujte, prosím, spoločnosť Honde Technology Co., LTD.
Tel.: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Webová stránka spoločnosti:www.hondetechco.com
Čas uverejnenia: 18. júna 2025