Pregled opreme
Potpuno automatski solarni tracker je inteligentan sustav koji u stvarnom vremenu osjeća azimut i visinu sunca, pokrećući fotonaponske panele, koncentratore ili opremu za promatranje kako bi uvijek održavao najbolji kut sa sunčevim zrakama. U usporedbi s fiksnim solarnim uređajima, može povećati učinkovitost prijema energije za 20%-40% i ima važnu vrijednost u proizvodnji fotonaponske energije, regulaciji poljoprivredne rasvjete, astronomskom promatranju i drugim područjima.
Sastav osnovne tehnologije
Sustav percepcije
Fotoelektrični senzorski niz: Koristite četverokvadrantnu fotodiodu ili CCD senzor slike za detekciju razlike u raspodjeli 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: Kombinirajte senzore intenziteta svjetlosti, temperature i brzine vjetra kako biste postigli pozicioniranje bez interferencije (kao što je razlikovanje sunčeve svjetlosti od svjetlosne interferencije)
Upravljački sustav
Struktura pogona s dvije osi:
Horizontalna os rotacije (azimut): Koračni motor kontrolira rotaciju od 0-360°, točnost ±0,1°
Os podešavanja nagiba (kut 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 zatvorene petlje za dinamičko podešavanje brzine motora radi smanjenja potrošnje energije
Mehanička struktura
Lagani kompozitni nosač: Materijal od karbonskih vlakana postiže omjer čvrstoće i težine od 10:1 i razinu otpornosti na vjetar od 10
Samočisteći sustav ležajeva: IP68 razina zaštite, ugrađeni sloj grafitnog podmazivanja i kontinuirani vijek trajanja u pustinjskom okruženju prelazi 5 godina
Tipični slučajevi primjene
1. Koncentrirana fotonaponska elektrana velike snage (CPV)
Sustav za praćenje Array Technologies DuraTrack HZ v3 postavljen je u solarnom parku u Dubaiju, UAE, s višespojnim solarnim ćelijama III-V klase:
Dvoosno praćenje omogućuje učinkovitost pretvorbe svjetlosne energije od 41% (fiksni nosači su samo 32%)
Opremljen načinom rada za uragane: kada brzina vjetra prijeđe 25 m/s, fotonaponski panel se automatski podešava na kut otporan na vjetar kako bi se smanjio rizik od strukturnih oštećenja
2. Pametni poljoprivredni solarni staklenik
Sveučilište Wageningen u Nizozemskoj integrira sustav za praćenje suncokreta SolarEdge u staklenik rajčice:
Kut upada sunčeve svjetlosti dinamički se podešava kroz niz reflektora kako bi se poboljšala ujednačenost svjetlosti za 65%.
U kombinaciji s modelom rasta biljaka, automatski se skreće za 15° tijekom razdoblja jakog svjetla u podne kako bi se izbjeglo opekline lišća.
3. Platforma za svemirsko astronomsko promatranje
Opservatorij Yunnan Kineske akademije znanosti koristi ASA DDM85 ekvatorijalni sustav praćenja:
U načinu praćenja zvijezda, kutna rezolucija doseže 0,05 lučnih sekundi, zadovoljavajući potrebe dugotrajne ekspozicije objekata dubokog svemira.
Korištenjem kvarcnih žiroskopa za kompenzaciju rotacije Zemlje, 24-satna pogreška praćenja je manja od 3 lučne minute.
4. Pametni gradski sustav ulične rasvjete
Pilotni projekt solarne ulične rasvjete SolarTree u području Shenzhen Qianhai:
Dvoosno praćenje + monokristalne silicijske ćelije omogućuju prosječnu dnevnu proizvodnju energije od 4,2 kWh, što podržava 72 sata trajanja baterije u kišnim i oblačnim uvjetima
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 solarnu desalinizaciju
Projekt "SolarSailor" na Maldivima:
Fleksibilna fotonaponska folija postavljena je na palubu trupa, a praćenje kompenzacije valova postiže se hidrauličkim pogonskim sustavom
U usporedbi s fiksnim sustavima, dnevna proizvodnja slatke vode povećana je za 28%, zadovoljavajući dnevne potrebe zajednice od 200 ljudi.
Trendovi razvoja tehnologije
Pozicioniranje fuzijom više senzora: Kombinirajte vizualni SLAM i lidar za postizanje točnosti praćenja na centimetarskoj razini na složenom terenu
Optimizacija strategije upravljanja umjetnom inteligencijom: Koristite duboko učenje za predviđanje putanje kretanja oblaka i unaprijed planirajte optimalnu putanju praćenja (MIT eksperimenti pokazuju da to može povećati dnevnu proizvodnju energije za 8%)
Dizajn bioničke strukture: Imitirati mehanizam rasta suncokreta i razviti uređaj za samostalno upravljanje od tekućeg kristala elastomera bez motornog pogona (prototip njemačkog KIT laboratorija postigao je upravljanje od ±30°)
Svemirski fotonaponski niz: SSPS sustav koji je razvila japanska JAXA ostvaruje prijenos mikrovalne energije putem fazne antene, a pogreška sinkronog praćenja orbite je <0,001°
Prijedlozi za odabir i provedbu
Pustinjska fotonaponska elektrana, otporna na pijesak i prašinu, rad na visokim temperaturama od 50℃, zatvoreni motor za smanjenje harmonika + modul za odvođenje topline zračnim hlađenjem
Polarna istraživačka stanica, pokretanje na niskoj temperaturi od -60℃, zaštita od leda i snijega, grijaći ležaj + nosač od legure titana
Kućni distribuirani fotonaponski sustavi, tihi dizajn (<40dB), lagana krovna instalacija, sustav praćenja jedne osi + bezčetkični istosmjerni motor
Zaključak
S tehnološkim napretkom poput perovskitnih fotonaponskih materijala i platformi za rad i održavanje digitalnih blizanaca, potpuno automatski solarni tragači evoluiraju od „pasivnog praćenja“ do „prediktivne suradnje“. U budućnosti će pokazati veći potencijal primjene u područjima svemirskih solarnih elektrana, umjetnih izvora svjetlosti za fotosintezu i međuzvjezdanih istraživačkih vozila.
Vrijeme objave: 11. veljače 2025.