Contrôles de suivi solaire

Le contrôle de suivi solaire signifie qu'en contrôlant le sens de rotation du panneau solaire, le panneau solaire fait toujours face au soleil, absorbant ainsi plus d'énergie solaire pour améliorer l'efficacité de la production d'énergie du module solaire photovoltaïque.

En raison de la rotation de la terre, l'angle de la lumière du soleil change de temps en temps pendant les saisons de printemps, d'été, d'automne et d'hiver de l'année, ainsi qu'au lever et au coucher du soleil tous les jours, De sorte que l'efficacité du système de production d'énergie photovoltaïque sera optimale si les panneaux solaires sont effectivement orientés vers le soleil à tout moment par rapport à un emplacement fixe.

Méthodes de contrôle de suivi solaire

Actuellement, divers types de systèmes de contrôle de suivi solaire peuvent être divisés en deux catégories: les systèmes de suivi mécanique et les systèmes de suivi à commande électronique. Les systèmes de suivi mécanique sont généralement différentiels de pression, tandis que les systèmes de suivi à commande électronique peuvent être divisés en systèmes de contrôle de suivi de détection photoélectrique et systèmes de suivi de voie de mouvement solaire. Ce qui suit est une brève introduction à ces systèmes respectivement:

(1) Suivi des différences de pression

Le suivi différentiel de pression fait référence au fait que lorsque la lumière du soleil rayonnée par l'homme est déviée, les deux côtés du récipient fermé produisent une certaine différence de pression en raison de la zone de réception de la lumière différente, et sous l'action de la différence de pression, le dispositif de suivi sera réaligné avec le soleil. Selon les différents supports contenus dans le conteneur fermé, le suivi différentiel de pression peut être divisé en différentiel de gravité, différentiel d'air et type hydraulique.

Le principe de fonctionnement de base du système est le suivant: lorsque le système de suivi n'est pas aligné avec le soleil, c'est-à-dire que la lumière solaire ne brille pas verticalement dans le système, les deux côtés du récipient fermé à l'intérieur du système sont soumis à différentes zones lumineuses, Et les médias subiront des changements physiques correspondants en raison de la lumière différente, entraînant une pression différente, formant ainsi une différence de pression des deux côtés. Sous l'action de cette différence de pression, le système de contrôle de suivi effectue la direction correspondante du mouvement et du réajustement jusqu'à ce que la pression des deux côtés soit la même. À ce stade, les deux côtés du conteneur sont soumis à la même lumière et le système est aligné sur le soleil. Selon le support stocké dans le conteneur fermé, le système de suivi solaire différentiel de pression peut être divisé en différentiel hydraulique, différentiel d'air, différentiel de gravité, etc. Ce type de système de contrôle de suivi est simple dans la structure, peu coûteux, sans pièces de contrôle électronique et alimentation externe, et est un système de contrôle mécanique pur. Cependant, ce système a des limites, ne peut généralement être utilisé que pour le système de suivi à un seul axe, la précision de suivi est très faible. Par conséquent, ce système n'est utilisé que dans la faible demande des utilisateurs généraux.

(2) contrôle de suivi solaire de détection photoélectrique

Le système de contrôle de suivi solaire à détection photoélectrique utilise des phototubes de silicium photosensibles, des cellules photoélectriques au silicium et d'autres composants, les dispositifs photoélectriques courants sont les cellules photoélectriques, les photodiodes et les phototriodes. À l'heure actuelle, les systèmes de suivi photoélectriques domestiques les plus couramment utilisés sont de type électrique, gravitaire, électromagnétique. Ces systèmes de contrôle de suivi photoélectriques utilisent des composants photosensibles comme capteurs. Dans ce type de système de contrôle de suivi, le capteur est généralement installé dans le panneau lumineux ou en position fixe, par la rotation du moteur pour ajuster la position du panneau lumineux de sorte que le panneau lumineux soit face au soleil. Lorsque le soleil se déplace vers l'ouest, le panneau lumineux suit également le décalage, le capteur photoélectrique produira une certaine valeur de tension ou de courant en raison de la lumière du soleil, comme le signal d'entrée, amplifié par le circuit amplificateur, La rotation du moteur pour ajuster l'angle du panneau de lumière solaire de sorte que le système de suivi soit aligné avec le soleil. Le suivi de type capteur photoélectrique présente les avantages d'une sensibilité élevée et d'une réponse rapide, et la conception de la structure mécanique est relativement simple, mais il est facile d'être affecté par les conditions météorologiques. S'il y a un jour nuageux ou que les nuages couvrent le soleil, les rayons du soleil seront dispersés, ce qui conduira au système de contrôle de suivi ne peut pas être aligné avec la position réelle du soleil, et même provoquer une mauvaise action de l'actionneur, de sorte que le suivi échoue.

(3) Contrôle de suivi de la trajectoire du mouvement du jour de la vue

Selon le nombre d'axes du système de suivi, il existe deux types de suivi à axe unique et à double axe. Suivi à axe unique: ① arrangement d'inclinaison est-ouest; ② disposition horizontale nord-sud de la ligne focale, suivi est-ouest; ③ ligne focale horizontale est-ouest tracée nord-sud. Ces trois manières sont la rotation à un axe du suivi nord-sud ou est-ouest, le principe de fonctionnement est fondamentalement similaire. L'axe (ou ligne focale) du système de suivi est disposé nord-sud, et en fonction du changement de l'angle de déclinaison solaire calculé à l'avance, le miroir parabolique de la colonne est tourné autour de l'axe pour le tangage et l'inclinaison pour suivre le soleil. Avec le suivi à un seul axe, seule la lumière du soleil de midi est perpendiculaire au bus de la colonne paraboloïde, lorsque le flux de chaleur est maximal; et la lumière du soleil est oblique le matin ou l'après-midi. L'avantage du suivi à un seul axe est la simplicité de la structure, mais l'effet de la collecte de l'énergie solaire n'est pas très satisfaisant car les rayons émis par l'homme ne peuvent pas toujours être parallèles à l'axe optique principal.

Le suivi à deux axes est la capacité de suivre le soleil à la fois sur les changements d'altitude solaire et d'angle de déclinaison. Le suivi à deux axes peut être divisé en deux manières: suivi complet de l'axe polaire et suivi complet de l'angle d'altitude-angle d'azimut.

Le suivi complet de l'axe polaire signifie qu'un axe du miroir pointe vers le pôle nord de la terre, qui est parallèle à l'axe de rotation de la Terre, il est donc appelé axe polaire; l'autre axe est perpendiculaire à l'axe polaire, appelé axe de déclinaison. Lors du travail, le miroir réfléchissant orbite autour de l'axe polaire, et sa vitesse de rotation est réglée à la même taille et dans la même direction opposée que la rotation de la Terre, qui est utilisée pour suivre le mouvement solaire apparent du soleil; Le miroir réfléchissant tourne autour de l'axe de déclinaison pour le tangage et l'inclinaison afin de s'adapter au changement d'angle de déclinaison, qui est généralement ajusté périodiquement en fonction du changement de saison. La méthode de suivi complet de l'axe polaire n'est pas compliquée, mais le poids du réflecteur ne passe pas par l'axe polaire dans la structure, et la conception du dispositif de support d'axe polaire est difficile.

Le suivi solaire angle-azimut de hauteur est également connu sous le nom de suivi à deux axes dans le système de coordonnées du plan de sol. Lorsque l'axe d'azimut du collecteur est perpendiculaire au plan de masse, l'autre axe est perpendiculaire à l'axe d'azimut, appelé axe de tangage. Lorsque le système PV fonctionne, le collecteur tourne autour de l'axe azimutal pour changer l'angle d'azimut en fonction du mouvement solaire apparent du soleil, et modifie l'angle d'inclinaison du collecteur en tangeant autour de l'axe de tangage, de sorte que l'axe optique principal de la surface du miroir réfléchissant soit toujours parallèle aux rayons du soleil. Ce système de suivi est caractérisé par une précision de suivi élevée, et le poids du dispositif collecteur est maintenu dans le plan où se trouve l'axe vertical, et la conception de la structure de support est relativement facile.

Actuellement, la plupart des capteurs solaires existants ont un angle fixe vers le ciel, et les concepteurs de systèmes PV doivent calculer un angle local optimal afin d'obtenir le maximum possible de collecte d'énergie solaire. Étant donné que l'angle d'altitude du soleil varie dans le temps dans la pratique, l'utilisation de dispositifs de suivi solaire dans les systèmes photovoltaïques peut grandement améliorer l'utilisation de l'énergie solaire.

Types de contrôle de suivi solaire

Le contrôle de suivi solaire peut être divisé en plusieurs catégories en fonction du type de contrôle, une pour le contrôle en boucle ouverte, une autre pour le contrôle en boucle fermée, en plus d'une commande hybride qui combine les deux.

Le contrôle en boucle ouverte dans la théorie du contrôle fait référence à a. Une classe de contrôle sans rétroaction. Ce type de contrôle est une méthode de contrôle basée sur le temps qui ne nécessite pas l'utilisation de capteurs pour échantillonner l'intensité lumineuse, mais est basée sur les informations de longitude et de latitude locales, et ajuste le panneau solaire en fonction des différents moments de la journée afin de suivre le soleil. Le contrôle de suivi en boucle ouverte est basé sur le fait que la position du soleil à tout moment de la journée est déterminée. Ce type de timing suppose que la trajectoire de la Terre autour du soleil est un cercle standard pour faciliter les calculs temporels. Cependant, comme la trajectoire de la Terre autour du Soleil est elliptique et que la distance Terre-Soleil change constamment tout au long de l'année, le calcul en supposant que la trajectoire de la Terre autour du Soleil est un cercle standard est sujet à certaines erreurs.

Le contrôle en boucle fermée est une méthode de contrôle avec rétroaction par rapport au contrôle en boucle ouverte, qui est basé sur le contrôle du capteur photosensible. Le système de contrôle détecte l'intensité de la lumière du soleil à un certain moment à travers le capteur, puis ajuste la direction du panneau solaire en fonction des différentes conditions météorologiques afin d'atteindre l'alignement cible souhaité. Une simple méthode de contrôle en boucle fermée pour le suivi solaire consiste à tester l'intensité de la lumière sur la face avant avec un élément photosensible, et à ajuster constamment l'angle du panneau dans une direction (est-ouest ou nord-sud), en le faisant tourner par un petit angle dans le même sens à chaque fois, Et la faire tourner dans la bonne direction lorsque l'intensité lumineuse mesurée continue de se renforcer. Lorsque l'intensité de la lumière mesurée a soudainement changé de l'augmentation à la diminution, la direction opposée est revenue pour faire pivoter le même angle, lorsque le panneau dans la direction du soleil. Un inconvénient majeur de ce contrôle de suivi est que s'il y a un objet occultant pendant le cycle de suivi, cela peut conduire à une erreur de positionnement, ce qui affecte la précision du suivi et du positionnement ultérieurs. Pour surmonter ce problème, un suivi bidirectionnel est nécessaire, c'est-à-dire non seulement une recherche dans une direction mais également dans la direction opposée, ce qui augmente la complexité de calcul et nécessite une consommation d'énergie supplémentaire.