Visiškai automatinio saulės sekiklio esmė – tikslus saulės padėties suvokimas ir jos reguliavimas. Apjungsiu jo pritaikymą skirtingais atvejais ir išsamiai aptarsiu veikimo principą, remdamasis trimis pagrindinėmis grandimis: jutiklių aptikimu, valdymo sistemos analize ir sprendimų priėmimu bei mechanine transmisijos reguliavimu.
Visiškai automatinio saulės sekiklio veikimo principas daugiausia pagrįstas saulės padėties stebėjimu realiuoju laiku ir tiksliu valdymu. Koordinuotai veikiant jutikliams, valdymo sistemoms ir mechaniniams perdavimo įtaisams, jis automatiškai seka saulę taip:
Saulės padėties aptikimas: Visiškai automatinis saulės sekiklis naudoja kelis jutiklius, kad realiuoju laiku nustatytų Saulės padėtį. Įprasti metodai apima fotoelektrinių jutiklių ir astronominio kalendoriaus skaičiavimo metodų derinį. Fotoelektriniai jutikliai paprastai sudaryti iš kelių skirtingomis kryptimis paskirstytų fotovoltinių elementų. Kai šviečia saulės šviesa, kiekvieno fotovoltinio elemento gaunamos šviesos intensyvumas yra skirtingas. Lyginant skirtingų fotovoltinių elementų išėjimo signalus, galima nustatyti Saulės azimuto ir aukščio kampus. Astronominio kalendoriaus skaičiavimo taisyklės pagrįstos Žemės sukimosi aplink Saulę dėsniais, kartu su tokia informacija kaip data, laikas ir geografinė padėtis, siekiant apskaičiuoti teorinę Saulės padėtį danguje naudojant iš anksto nustatytus matematinius modelius. Didelių saulės elektrinių atveju didelio tikslumo saulės padėties jutikliai teikia duomenų paramą vėlesniems koregavimams, stebėdami Saulės azimuto ir aukščio kampus.
Signalo apdorojimas ir valdymo sprendimų priėmimas: Jutiklio aptiktas saulės padėties signalas perduodamas į valdymo sistemą, kuri paprastai yra įterptinis mikroprocesorius arba kompiuterinė valdymo sistema. Valdymo sistema analizuoja ir apdoroja signalus, palygina jutiklio aptiktą tikrąją saulės padėtį su dabartiniu fotovoltinės plokštės arba stebėjimo įrangos kampu ir apskaičiuoja kampo skirtumą, kurį reikia reguliuoti. Tada, remiantis iš anksto nustatyta valdymo strategija ir algoritmu, generuojamos atitinkamos valdymo instrukcijos, skirtos mechaniniam perdavimo įrenginiui valdyti kampo reguliavimui. Astronominių mokslinių tyrimų stebėjimo atvejais, nustačius stebėjimo parametrus per kompiuterinę programinę įrangą, valdymo sistema gali automatiškai analizuoti ir nuspręsti, kaip reguliuoti stebėjimo įrangos kampą pagal iš anksto nustatytą programą.
Mechaninė transmisija ir kampo reguliavimas: valdymo sistemos duotos instrukcijos perduodamos mechaniniam perdavimo įtaisui. Įprasti mechaninio perdavimo metodai apima elektrinius stūmiklius, žingsninius variklius kartu su krumpliaračiais arba švininiais varžtais ir kt. Gavęs nurodymą, mechaninio perdavimo įtaisas valdo fotovoltinės plokštės laikiklį arba stebėjimo įrangos laikiklį, kad jis pasisuktų arba pakreiptų pagal poreikį, reguliuodamas fotovoltinę plokštę arba stebėjimo įrangą taip, kad ji būtų statmena saulės šviesai arba tam tikru kampu. Pavyzdžiui, žemės ūkio šiltnamių fotovoltinių sistemų atveju vienos ašies visiškai automatinis saulės sekiklis reguliuoja fotovoltinių plokščių kampą per mechaninius perdavimo įtaisus pagal valdymo sistemos instrukcijas, užtikrindamas, kad pasėliai gautų pakankamai šviesos, tuo pačiu metu efektyviai priimant saulės spindulius.
Grįžtamasis ryšys ir korekcija: Siekiant užtikrinti sekimo tikslumą, sistemoje taip pat bus įdiegtas grįžtamojo ryšio mechanizmas. Kampo jutikliai paprastai montuojami ant mechaninių transmisijų įtaisų, kad realiuoju laiku stebėtų faktinį fotovoltinių plokščių arba stebėjimo įrangos kampą ir pateiktų šią kampo informaciją valdymo sistemai. Valdymo sistema palygina faktinį kampą su tiksliniu kampu. Jei yra nukrypimas, ji dar kartą duos reguliavimo instrukciją, kad ištaisytų kampą ir užtikrintų sekimo tikslumą. Nuolatinio aptikimo, skaičiavimo, reguliavimo ir grįžtamojo ryšio dėka visiškai automatinis saulės sekiklis gali nuolat ir tiksliai sekti saulės padėties pokyčius.
Didelio masto saulės elektrinių energijos gamybos efektyvumo gerinimo atvejis
(1) Projekto aplinkybės
Didelė antžeminė saulės elektrinė Jungtinėse Valstijose turi 50 megavatų įrengtąją galią. Iš pradžių joje buvo naudojami stacionarūs laikikliai fotovoltinėms plokštėms montuoti. Dėl nesugebėjimo realiuoju laiku sekti saulės padėties pokyčių, fotovoltinių plokščių gaunamas saulės spinduliuotės kiekis buvo ribotas, todėl energijos gamybos efektyvumas buvo santykinai mažas. Ypač ankstyvą rytą, vėlyvą vakarą ir keičiantis metų laikams, energijos gamybos nuostoliai buvo dideli. Siekdamas padidinti elektrinės energijos gamybos efektyvumą, jos operatorius nusprendė įdiegti automatinį saulės energijos sekiklį.
(2) Sprendimai
Jėgainėje partijomis keiskite fotovoltinių plokščių laikiklius ir sumontuokite dviašius visiškai automatinius saulės sekiklius. Šis sekiklis realiuoju laiku stebi saulės azimuto ir aukščio kampus naudodamas didelio tikslumo saulės padėties jutiklius. Kartu su pažangia valdymo sistema jis valdo laikiklį, kad automatiškai reguliuotų fotovoltinių plokščių kampą, užtikrindamas, kad fotovoltinės plokštės visada būtų statmenos saulės šviesai. Tuo tarpu sekiklis yra prijungtas prie išmaniosios elektrinės valdymo sistemos, kad būtų galima nuotoliniu būdu stebėti ir iš anksto įspėti apie gedimus.
(3) Įgyvendinimo poveikis
Įdiegus visiškai automatinį saulės energijos sekiklį, saulės elektrinės energijos gamybos efektyvumas gerokai pagerėjo. Remiantis statistika, metinė energijos gamyba padidėjo 25–30 %, palyginti su ankstesniu laikotarpiu, o vidutinė paros energijos gamyba gerokai išaugo. Prasto apšvietimo laikotarpiais, pavyzdžiui, žiemą ir lietingomis dienomis, energijos gamybos pranašumas yra dar didesnis. Elektrinės investicijų grąža gerokai padidėjo, ir tikimasi, kad įrangos atnaujinimo išlaidos bus atsipirktos 2–3 metais anksčiau nei planuota.
Tikslaus padėties nustatymo atvejis astronominių mokslinių tyrimų stebėjimuose
(1) Projekto aplinkybės
Kai tam tikra Rusijos astronomijos tyrimų įstaiga atliko Saulės stebėjimo tyrimus, tradicinis rankinis stebėjimo įrangos reguliavimas negalėjo patenkinti didelio tikslumo ir ilgalaikio Saulės sekimo bei stebėjimo poreikio, todėl buvo sunku gauti nuolatinius ir tikslius Saulės duomenis. Siekdama pakelti mokslinių tyrimų ir stebėjimo lygį, įstaiga nusprendė stebėjimams naudoti visiškai automatinius saulės sekiklius.
(2) Sprendimai
Pasirinktas didelio tikslumo, visiškai automatinis saulės sekiklis, specialiai sukurtas moksliniams tyrimams. Šio sekiklio padėties nustatymo tikslumas gali siekti 0,1°, jis pasižymi dideliu stabilumu ir apsauga nuo trukdžių. Sekiklis yra tvirtai prijungtas ir tiksliai sukalibruotas su mokslinių tyrimų stebėjimo įranga, pavyzdžiui, saulės teleskopais ir spektrometrais. Stebėjimo parametrai nustatomi naudojant kompiuterinę programinę įrangą, todėl sekiklis automatiškai reguliuoja stebėjimo įrangos kampą pagal iš anksto nustatytą programą ir realiuoju laiku seka saulės trajektoriją.
(3) Įgyvendinimo poveikis
Pradėjus naudoti visiškai automatinį saulės sekiklį, tyrėjai gali lengvai pasiekti ilgalaikį ir didelio tikslumo saulės sekimą bei stebėjimą. Stebėjimo duomenų tęstinumas ir tikslumas buvo gerokai pagerinti, efektyviai sumažinant duomenų praradimą ir klaidas, atsirandančias dėl nesavalaikio įrangos reguliavimo. Pasitelkusi šį sekiklį, tyrėjų komanda sėkmingai surinko daugiau saulės aktyvumo duomenų ir pasiekė daug svarbių mokslinių tyrimų rezultatų tokiose srityse kaip saulės dėmių tyrimai ir vainikėlių stebėjimas.
Bendradarbiavimo su fotovoltinėmis sistemomis optimizavimo žemės ūkio šiltnamiuose atvejis
(1) Projekto aplinkybės
Brazilijoje esančiame žemės ūkio fotovoltiniame integruotame šiltnamyje fotovoltinės plokštės yra sumontuotos stacionariai. Nors šiltnamis patenkina augalų šviesos poreikį, saulės energija negali būti pilnai panaudojama elektros energijai gaminti. Siekdamas suderintai optimizuoti žemės ūkio produkciją ir fotovoltinės energijos gamybą bei padidinti bendras šiltnamių pajamas, operatorius nusprendė įrengti visiškai automatinius saulės energijos sekiklius.
(2) Sprendimai
Įdiekite vienos ašies visiškai automatinį saulės energijos sekiklį. Šis sekiklis gali reguliuoti fotovoltinių plokščių kampą pagal saulės padėtį. Siekiant užtikrinti saulės šviesos trukmę ir intensyvumą šiltnamyje esantiems augalams, jis gali gauti kuo daugiau saulės spindulių. Dėl išmaniosios valdymo sistemos galima nustatyti fotovoltinių plokščių kampo reguliavimo diapazoną, kad per didelis saulės šviesos blokavimas nuo fotovoltinių plokščių neturėtų įtakos augalų augimui. Tuo tarpu sekiklis yra sujungtas su šiltnamio aplinkos stebėjimo sistema, kad realiuoju laiku būtų galima reguliuoti fotovoltinių plokščių kampą pagal augalų augimo poreikius.
(3) Įgyvendinimo poveikis
Įdiegus visiškai automatinį saulės energijos sekiklį, žemės ūkio šiltnamių fotovoltinės energijos gamyba padidėjo apie 20 %, todėl saulės energijos ištekliai buvo efektyviai panaudoti nepaveikiant normalaus augalų augimo. Dėl vienodesnių apšvietimo sąlygų augalai šiltnamyje gerai auga, pagerėjo tiek derlius, tiek kokybė. Žemės ūkio ir fotovoltinės pramonės sinergija yra įspūdinga, o bendros šiltnamių pajamos, palyginti su ankstesniu laikotarpiu, padidėjo 15–20 %.
Aukščiau pateikti atvejai iliustruoja pilnai automatinių saulės energijos sekiklių taikymo pasiekimus įvairiose srityse. Jei norite sužinoti daugiau apie konkrečius scenarijus arba turite nurodymų, kaip modifikuoti turinį, nedvejodami praneškite man bet kuriuo metu.
Prašome susisiekti su „Honde Technology Co., LTD.“
Tel.: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Įmonės svetainė:www.hondetechco.com
Įrašo laikas: 2025 m. birželio 18 d.