Sun Tracking Solar Power System

Introducere

Surse de energie

Odată cu dezvoltarea tot mai mare, apare nevoia ulterioară de energie pentru fiecare parte a vieții umane. Principala sursă de energie este natura, care furnizează mai multe surse, cum ar fi combustibilii fosili. Resursele naturale pot fi clasificate în surse de energie neregenerabile și regenerabile.

Sursele de energie nereînnoibile, cum ar fi cărbunele, petrolul, gazele naturale, sunt utilizate în cea mai mare parte, dar nu pot fi completate. De asemenea, factori precum încălzirea globală, creșterea continuă a combustibilului creează piedici în utilizarea acestor surse de energie.

De acum, singura modalitate este utilizarea surselor regenerabile de energie, care pot fi completate și înlocuite. Exemple sunt energia eoliană, energia solară, energia termică.

Din această energie solară este cea mai primară.

Verificați proiectul live al Sun Tracking Solar Panel

Soarele ca sursă de energie

Fuziunea nucleară în nucleul activ al soarelui produce o temperatură interioară de 10⁷K și un flux interior de radiații cu distribuție spectrală inegală. Această radiație interioară este absorbită în straturile pasive exterioare care sunt încălzite la aproximativ 5800K. Această radiație generează energie luminoasă sub formă de fotoni care transportă o cantitate mare de energie și impuls. Acești fotoni pot fi fie deviați, fie pot fi absorbiți în timpul călătoriei lor de la soare la pământ.

Pământul primește o putere de radiație solară de aproximativ 1,73 * 10¹⁴KW. Această putere recepționată continuu se integrează la o energie totală de 5,46 * 10^{douăzeci și unu}MJ pe an. Astfel, energia solară este cea mai relevantă sursă de energie necesară pentru a satisface cerințele tot mai mari ale omenirii.

Există trei moduri diferite de a colecta această energie, pe baza tipului de colector:

• Colectoarele cu plăci plate sunt tipul cel mai frecvent utilizat de colectoare astăzi. Sunt tablouri de panouri solare dispuse într-un plan simplu.
• Colectoarele de focalizare sunt în esență colectoare plane cu dispozitive optice aranjate pentru a maximiza radiația care cade pe focul colectorului. Acestea sunt utilizate în prezent doar în câteva zone împrăștiate. Cuptoarele solare sunt exemple de acest tip de colector.
• Colectoarele pasive sunt complet diferite de celelalte două tipuri de colectoare. Colectoarele pasive absorb radiația și o transformă în căldură în mod natural, fără a fi proiectate și construite pentru a face acest lucru.

Panouri solare

Dintre aceste plăci plate, colectoarele sunt cele mai utilizate. Un exemplu este un panou solar.

Un panou solar este un grup de celule solare dispuse într-o matrice. Aceste panouri pot aduna putere între 10 și 300W.

O celulă solară este un dispozitiv semiconductor cu două straturi care este utilizat pentru a absorbi radiația. Funcționează pe principiul fotovoltaic, ceea ce implică generarea de tensiune prin lumina incidentă. Când lumina cade pe straturi, excită electronii, determinându-i să sară de la un strat la altul, formând o sarcină electrică.

Sursa imaginii - etap - etap

Sistemul tipic de recepție a energiei solare constă din următoarele părți

1. Panou solar - Pentru a aduna energie.
2. Invertor - Pentru a converti puterea continuă primită în c.a.
3. Baterie - Pentru a stoca puterea continuă primită.

Montarea panourilor solare

Una dintre constrângerile majore în utilizarea panourilor solare constă în modul în care acestea sunt montate pentru a primi energia maximă a luminii de la soare.

Factorii care afectează puterea sau eficiența panoului solar sunt după cum urmează:

• Direcţie: În cazul în care locația este emisfera nordică, panourile ar trebui să fie orientate spre nord și locația fiind emisfera sudică, panourile ar trebui să fie orientate spre sud.
• Înclinare sau orientare : Panourile solare trebuie să aibă o înclinare egală cu latitudinea locației lor. Pe măsură ce înclinarea rotației pământului se schimbă, panourile solare trebuie reglate pentru a obține lumina maximă.
• Tipul suprafeței : Este preferată o suprafață mai largă, deoarece primește o cantitate maximă de lumină solară.

Pentru a face montarea eficientă a panourilor, astfel încât acestea să primească lumina soarelui adecvată, se utilizează dispozitive numite Trackers care orientează panourile spre pământ.

Există două tipuri de trackere:

A. Tracker pasiv :

Trackerele pasive folosesc un sistem prin care un lichid se mișcă pe măsură ce este încălzit de soare și este folosit pentru a muta panoul, revenind automat la poziția corectă pentru dimineața. Se compune din două rezervoare de tuburi plasate pe părțile laterale ale panoului solar, astfel încât, în cazul în care panoul nu este aliniat cu soarele, lichidul din rezervoare se încălzește inegal, provocând o diferență de presiune. Această diferență de presiune, la rândul său, face ca lichidul să se deplaseze spre rezervor cu temperaturi scăzute. Astfel, pe măsură ce nivelul lichidului fluctuează între cele două tancuri, schimbarea greutății determină gravitația să rotească tracker-ul împreună cu orientarea Soarelui. Sunt mai puțin costisitoare și nu necesită aparate electrice și necesită mai puțină întreținere. Cu toate acestea, mecanismele convenționale de detectare a luminii pot să nu se dovedească exacte în zilele înnorate și, de asemenea, nu sunt eficiente.

b. Active Tracker :

Un Tracker activ constă de obicei din motoare precum un Servo Motor sau un Motor pas cu pas pentru a roti panoul. În mod ideal, radiația solară lovește panoul la unghiuri de 90⁰. Motorul menține panoul la acel unghi, pentru a primi radiația maximă. Controlul motorului se poate face în oricare dintre cele două moduri. O modalitate este utilizarea unui sistem electronic pentru a calcula poziția astronomică a soarelui în locația respectivă și, prin urmare, rotiți panoul solar la o orientare perpendiculară pe soare la intervale de timp prestabilite. Un alt control este utilizarea unui aranjament senzor pentru a detecta luminozitatea pe cer și, prin urmare, rotiți panoul în unghi drept față de orientarea soarelui.

Aplicarea metodei de mai sus

Aplicație de montare a panourilor solare

Motorul pas cu pas este controlat folosind microcontroler 8051 , prin intermediul driverului de releu IC ULN2003A. Se compune din panoul de putere redusă de pe arborele său și asigură o rotație de la 0 la 180⁰ rotații în trepte de 5 secunde interval fiecare. Această rotație a motorului pas cu pas corespunde rotației pământului în jurul soarelui, care reprezintă 180⁰ schimbări în direcția pământului cu privire la soare. Motorul pas cu pas este programat să ofere o rotație de 90⁰ de cele mai multe ori.