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Controles de rastreamento solar

2022-02-09 14:40:26

Controle de rastreamento solar significa que, controlando a direção de rotação do painel solar, o painel solar está sempre voltado para o sol, absorvendo assim mais energia solar para melhorar a eficiência de geração de energia do módulo solar fotovoltaico.

Devido à rotação da terra, o ângulo da luz do sol muda de tempos em tempos durante as estações de primavera, verão, outono e inverno do ano, bem como ao nascer e ao pôr do sol todos os dias, Portanto, a eficiência do sistema de geração de energia fotovoltaica será ideal se os painéis solares forem efetivamente orientados para o sol em todos os momentos em relação a um local fixo.

Métodos de controle de rastreamento solar

Atualmente, vários tipos de sistemas de controle de rastreamento solar podem ser divididos em duas categorias: sistemas de rastreamento mecânico e sistemas de rastreamento controlados eletronicamente. Os sistemas de rastreamento mecânico são geralmente diferenciais de pressão, enquanto os sistemas de rastreamento controlados eletronicamente podem ser divididos em sistemas de controle de rastreamento de detecção fotoelétrica e sistemas de rastreamento de trilha de movimento solar. A seguir, uma breve introdução a esses sistemas, respectivamente:

(1) rastreamento de diferença de pressão

Rastreamento diferencial de pressão refere-se ao fato de que quando a luz solar irradiada pelo homem é desviada, os dois lados do recipiente fechado produzirão uma certa diferença de pressão devido à área de recepção de luz diferente, e sob a ação da diferença de pressão, o dispositivo de rastreamento será re-alinhado com o sol. De acordo com os diferentes meios contidos no recipiente fechado, o rastreamento diferencial de pressão pode ser dividido em diferencial de gravidade, diferencial de ar e tipo hidráulico.

O princípio básico de funcionamento do sistema é: quando o sistema de rastreamento não está alinhado com o sol, ou seja, a luz solar não brilha verticalmente no sistema, os dois lados do recipiente fechado dentro do sistema estão sujeitos a diferentes áreas de luz, E a mídia sofrerá mudanças físicas correspondentes devido à luz diferente, resultando em pressão diferente, formando assim uma diferença de pressão em ambos os lados. Sob a ação dessa diferença de pressão, o sistema de controle de rastreamento faz a direção correspondente de movimento e reajuste até que a pressão em ambos os lados seja a mesma. Neste ponto, ambos os lados do recipiente estão sujeitos à mesma luz e o sistema está alinhado ao sol. De acordo com o meio armazenado no recipiente fechado, o sistema de rastreamento solar diferencial de pressão pode ser dividido em diferencial hidráulico, diferencial de ar, diferencial de gravidade, etc. Este tipo de sistema de controle de rastreamento é simples na estrutura, baixo custo, sem peças de controle eletrônico e fonte de alimentação externa, e é um sistema de controle mecânico puro. No entanto, este sistema tem limitações, geralmente só pode ser usado para sistema de rastreamento de eixo único, a precisão de rastreamento é muito baixa. Portanto, este sistema é usado apenas na baixa demanda de usuários em geral.

Controles de rastreamento solar 1

(2) controle de rastreamento solar de detecção fotoelétrica

O sistema de controle de rastreamento solar de detecção fotoelétrica usa fototubos de silício fotossensíveis, fotocélulas de silício e outros componentes, dispositivos fotoelétricos comuns são células fotoelétricas, fotodiodos e foto-triodos. Atualmente, os sistemas de rastreamento fotoelétrico doméstico mais comumente usados são elétricos, gravidade, tipo eletromagnético. Esses sistemas de controle de rastreamento fotoelétrico estão usando componentes fotossensíveis como sensores. Neste tipo de sistema de controle de rastreamento, o sensor é geralmente instalado na placa de luz ou posição fixa, através da rotação do motor para ajustar a posição da placa de luz para que a placa de luz esteja voltada para o sol. Quando o sol se move para o oeste, a placa de luz também segue o deslocamento, o sensor fotoelétrico emitirá um certo valor de tensão ou corrente por causa da luz solar, como o sinal de entrada, amplificado pelo circuito amplificador, A rotação do motor para ajustar o ângulo da placa de luz solar para que o sistema de rastreamento alinhado com o sol. O rastreamento do tipo de sensor fotoelétrico tem as vantagens de alta sensibilidade e resposta rápida, e o design da estrutura mecânica é relativamente simples, mas é fácil de ser afetado pelo clima. Se houver um dia nublado ou nuvens cobrem o sol, os raios do sol serão espalhados, o que levará ao sistema de controle de rastreamento não pode ser alinhado com a posição real do sol, e até mesmo causar a ação errada do atuador, então que o rastreamento falha.

(3) controle de rastreamento de trajetória de movimento do dia de visão

De acordo com o número de eixos do sistema de rastreamento, existem dois tipos de rastreamento de eixo único e eixo duplo. Rastreamento de eixo único: Rastreamento de arranjo de inclinação leste-oeste; Mon linha focal arranjo horizontal norte-sul, rastreamento leste-oeste; Rastreio de arranjo horizontal leste-oeste da linha focal de fcidade Essas três maneiras são a rotação de eixo único de rastreamento norte-sul ou leste-oeste, o princípio de funcionamento é basicamente semelhante. O eixo (ou linha focal) do sistema de rastreamento é organizado de norte a sul e, de acordo com a mudança do ângulo de declinação solar calculada antecipadamente, o espelho parabólico da coluna é girado em torno do eixo para inclinar e inclinar para rastrear o sol. Com rastreamento de eixo único, apenas a luz do sol do meio-dia é perpendicular ao barramento do parabolóide da coluna, quando o fluxo de calor é máximo; e a luz do sol é oblíqua pela manhã ou à tarde. A vantagem do rastreamento de eixo único é a simplicidade da estrutura, mas o efeito da coleta de energia solar não é muito satisfatório porque os raios emitidos pelo homem nem sempre podem ser paralelos ao eixo óptico principal.

O rastreamento de eixo duplo é a capacidade de rastrear o sol em ambas as mudanças na altitude solar e no ângulo de declinação. O rastreamento de eixo duplo pode ser dividido em duas maneiras: rastreamento total do eixo polar e rastreamento total do ângulo de altitude-ângulo de azimute.

Controles de rastreamento solar 2

O rastreamento completo do eixo polar significa que um eixo do espelho aponta para o pólo norte da Terra, que é paralelo ao eixo de rotação da Terra, por isso é chamado de eixo polar; o outro eixo é perpendicular ao eixo polar, que é chamado de eixo de declinação. Ao trabalhar, o espelho refletor orbita o eixo polar e sua velocidade de rotação é definida no mesmo tamanho e direção oposta à rotação da Terra, que é usada para rastrear o movimento solar aparente do sol; O espelho refletor gira em torno do eixo de declinação para inclinação e inclinação, a fim de se adaptar à mudança do ângulo de declinação, que geralmente é ajustado periodicamente de acordo com a mudança das estações. O método de rastreamento completo do eixo polar não é complicado, mas o peso do refletor não passa pelo eixo polar na estrutura, e o design do dispositivo de suporte do eixo polar é difícil.

O rastreamento solar de ângulo de altura-azimute também é conhecido como rastreamento de dois eixos no sistema de coordenadas do plano de solo. Quando o eixo azimute do coletor é perpendicular ao plano do solo, o outro eixo é perpendicular ao eixo do azimute, chamado de eixo do pitch. Quando o sistema fotovoltaico funciona, o coletor gira em torno do eixo do azimute para alterar o ângulo do azimute de acordo com o movimento solar aparente do sol e muda o ângulo de inclinação do coletor, lançando em torno do eixo de inclinação, de modo que o eixo óptico principal da superfície do espelho refletor seja sempre paralelo aos raios do sol. Este sistema de rastreamento é caracterizado por alta precisão de rastreamento, e o peso do dispositivo coletor é mantido no plano onde o eixo vertical está localizado, e o design da estrutura de suporte é relativamente fácil.

Atualmente, a maioria dos coletores solares existentes tem um ângulo fixo em direção ao céu, e os projetistas do sistema PV precisam calcular um ângulo local ideal para atingir o máximo possível de coleta de energia solar. Como o ângulo de altitude do sol varia com o tempo na prática, o uso de dispositivos de rastreamento solar em sistemas fotovoltaicos pode melhorar muito a utilização da energia solar.

Controles de rastreamento solar 3

Tipos de controle de rastreamento solar

O controle de rastreamento solar pode ser dividido em várias categorias com base no tipo de controle, um para controle de malha aberta, outro para controle de malha fechada, além de um controle híbrido que combina os dois.

Controle de circuito aberto na teoria de controle refere-se a. Uma classe de controle sem feedback. Este tipo de controle é um método de controle baseado no tempo que não requer o uso de sensores para amostrar a intensidade da luz, mas é baseado nas informações de longitude e latitude locais e ajusta o painel solar de acordo com diferentes horários do dia em a fim de rastrear o sol. O controle de rastreamento de circuito aberto é baseado no fato de que a posição do sol a qualquer hora do dia é determinada. Este tipo de tempo pressupõe que a trajetória da Terra em torno do Sol é um círculo padrão para facilitar os cálculos de tempo. No entanto, como a trajetória da Terra em torno do Sol é elíptica e a distância Terra-Sol está mudando constantemente ao longo do ano, o cálculo assumindo que a trajetória da Terra em torno do Sol é um círculo padrão está sujeito a certos erros.

O controle de malha fechada é um método de controle com feedback em comparação com o controle de malha aberta, que é baseado no controle fotossensível do sensor. O sistema de controle detecta a intensidade da luz solar em um determinado momento através do sensor e, em seguida, ajusta a direção do painel solar de acordo com diferentes condições climáticas, a fim de alcançar o alinhamento desejado. Um método de controle de circuito fechado simples para rastreamento solar é testar a intensidade da luz na parte frontal com um elemento fotossensível e ajustar constantemente o ângulo do painel em uma direção (leste-oeste ou norte-sul), girando-o por um pequeno ângulo na mesma direção a cada vez, E girando-o na direção correta quando a intensidade da luz medida continua se fortalecendo. Quando a intensidade da luz medida mudou repentinamente de aumentar para diminuir, a direção oposta de volta para girar o mesmo ângulo, quando o painel na direção do sol. Uma grande desvantagem desse controle de rastreamento é que, se houver um objeto de oclusão durante o ciclo de rastreamento, ele pode levar a um erro de posicionamento, que afeta a precisão do rastreamento e posicionamento subsequentes. Para superar esse problema, o rastreamento bidirecional é necessário, ou seja, não apenas pesquisar em uma direção, mas também na direção oposta, o que aumenta a complexidade computacional e requer consumo adicional de energia.

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