Sončni sistem za sledenje soncu

Uvod

Viri energije

Z naraščajočim razvojem se posledično pojavlja potreba po energiji za vsak del človeškega življenja. Glavni vir energije je narava, ki zagotavlja več virov, kot so fosilna goriva. Naravne vire lahko razvrstimo na neobnovljive in obnovljive vire energije.

V glavnem se uporabljajo neobnovljivi viri energije, kot so premog, nafta in zemeljski plin, ki pa jih ni mogoče obnoviti. Tudi dejavniki, kot so globalno segrevanje, stalno naraščanje goriva, ovirajo uporabo teh virov energije.

Od zdaj naprej je edini način uporaba obnovljivih virov energije, ki jih je mogoče obnoviti in nadomestiti. Primeri so energija vetra, sončna energija, toplotna energija.

Iz te sončne energije je najbolj primarna.

Oglejte si projekt v živo Sončna plošča za sledenje soncu

Sonce kot vir energije

Jedrska fuzija v aktivnem jedru sonca povzroči notranjo temperaturo 10 ° C^7.K in notranji tok sevanja neenakomerne spektralne porazdelitve. To notranje sevanje se absorbira v zunanjih pasivnih plasteh, ki so segrete na približno 5800K. To sevanje ustvarja svetlobno energijo v obliki fotonov, ki nosijo veliko količino energije in zagona. Ti fotoni se lahko odbijejo ali absorbirajo med potovanjem od sonca do zemlje.

Zemlja prejme moč sončnega sevanja približno 1,73 * 10^14.KW Ta neprekinjeno sprejeta moč se integrira v skupno energijo 5,46 * 10^enaindvajsetMJ na leto. Tako je sončna energija najpomembnejši vir energije, potreben za zadovoljevanje naraščajočih potreb človeštva.

Obstajajo trije različni načini zbiranja te energije glede na vrsto kolektorja:

• Ploščati kolektorji so danes najpogosteje uporabljeni tipi kolektorjev. So nizi sončnih kolektorjev, razporejenih v preprosti ravnini.
• Fokusni kolektorji so v bistvu ravninski kolektorji z optičnimi napravami, razporejenimi tako, da maksimizirajo sevanje, ki pada na žarišče kolektorja. Trenutno se uporabljajo le na nekaj razpršenih območjih. Sončne peči so primeri te vrste kolektorja.
• Pasivni kolektorji se popolnoma razlikujejo od drugih dveh vrst kolektorjev. Pasivni kolektorji absorbirajo sevanje in ga naravno pretvarjajo v toploto, ne da bi bili za to zasnovani in izdelani.

Sončni kolektorji

Od teh ravnih plošč so kolektorji najpogosteje uporabljeni. Primer je sončna plošča.

Sončna plošča je skupek sončnih celic, razporejenih v matriki. Te plošče lahko zberejo moč med 10 in 300 W.

Sončna celica je dvoslojna polprevodniška naprava, ki se uporablja za absorpcijo sevanja. Deluje po principu fotovoltaike, kar pomeni ustvarjanje napetosti skozi padajočo svetlobo. Ko svetloba pade na plasti, vzbudi elektrone, zaradi česar skočijo iz ene plasti v drugo in tvorijo električni naboj.

Vir slike - etap - etap

Tipični sistem za sprejem sončne energije je sestavljen iz naslednjih delov

1. Solarna plošča - za zbiranje moči.
2. Inverter - za pretvorbo prejete enosmerne moči v izmenično.
3. Baterija - za shranjevanje prejete enosmerne energije.

Montaža sončnih kolektorjev

Ena glavnih ovir pri uporabi sončnih kolektorjev je način njihove namestitve, da prejmejo največ sončne energije od sonca.

Dejavniki, ki vplivajo na izhod ali izkoristek sončne celice, so naslednji:

• Smer: Če je lokacija severna polobla, naj bodo plošče obrnjene proti severu, lokacije pa proti južni polobli, plošče pa proti jugu.
• Nagib ali usmerjenost : Sončni paneli morajo imeti nagib, enak zemljepisni širini njihove lokacije. Ko se nagib zemeljskega vrtenja spreminja, je treba sončne celice prilagoditi, da dobijo največjo možno svetlobo.
• Vrsta površine : Zaželena je širša površina, saj prejme največ sončne svetlobe.

Za učinkovito pritrditev plošč, tako da prejmejo primerno sončno svetlobo, se uporabljajo naprave, imenovane sledilci, ki usmerjajo plošče proti zemlji.

Obstajata dve vrsti sledilcev:

a. Pasivni sledilnik :

Pasivni sledilci uporabljajo sistem, pri katerem se tekočina premika, ko jo segreva sonce, in se uporablja za premikanje plošče ter se samodejno vrne v pravi položaj za jutro. Sestavljen je iz dveh cevnih rezervoarjev, nameščenih ob straneh sončne celice, tako da se tekočina v rezervoarjih, če plošča ni poravnana s soncem, neenakomerno segreje, kar povzroči razliko v tlaku. Ta razlika tlaka pa povzroči, da se tekočina premakne proti rezervoarju z nizkimi temperaturami. Medtem ko nivo tekočine niha med obema rezervoarjema, premik teže povzroči, da gravitacija zasuka sledilnik skupaj z usmeritvijo Sonca. So cenejši, ne potrebujejo električnih naprav in zahtevajo manj vzdrževanja. Vendar se običajni mehanizmi za zaznavanje svetlobe v oblačnih dneh morda ne bodo izkazali za točne in tudi ne bodo učinkoviti.

b. Aktivni sledilnik :

Active Tracker je običajno sestavljen iz motorjev, kot sta servo motor ali a Koračni motor za zasuk plošče. V idealnem primeru sončno sevanje na ploščo udari pod kotom 90⁰. Motor vzdržuje ploščo pod tem kotom, da sprejme največje sevanje. Krmiljenje motorja je mogoče izvajati na enega od obeh načinov. Eden od načinov je uporaba elektronskega sistema za izračun astronomskega položaja sonca na določeni lokaciji in temu primerno zasukanje sončne plošče v orientaciji pravokotno na sonce v prednastavljenih časovnih intervalih. Drugi nadzor je uporaba senzorske ureditve za zaznavanje svetlosti na nebu in temu primerno zasukanje plošče pod pravim kotom proti sončni usmeritvi.

Uporaba zgornje metode

Uporaba pritrditve sončnih panelov

Koračni motor se krmili s pomočjo mikrokrmilnik 8051 , preko relejskega gonilnika IC ULN2003A. Sestavljen je iz plošče z nizko močjo na svoji gredi in omogoča vrtenje od 0 do 180⁰ rotacij v korakih po 5 sekund. To vrtenje koračnega motorja ustreza vrtenju Zemlje okoli sonca, ki predstavlja 180 accounts sprememb v smeri Zemlje glede sonca. Koračni motor je programiran tako, da večino časa omogoča vrtenje za 90⁰.