Solarni paneli postižu optimalnu učinkovitost samo kada su smješteni u okomitoj ravnini u odnosu na izvor energije (sunčeve zrake). Kako bi poboljšali rad alternativnih izvora električne energije, instruktori stvaraju mnogo različitih uređaja. Jedan od njih je solarni tracker. Svrha ovog mehanizma je pratiti kretanje sunca po nebu i pomaknuti površinu fotonaponskog modula u položaj u kojem je moguće apsorbirati što više ultraljubičastog zračenja.

Instalacija trackera pruža sljedeće prednosti:

• povećanje učinkovitosti za 40-45%;
• povećanje proizvedene električne energije;
• financijske uštede.

Učinkovitost se povećava kada sunčeve zrake padaju na radnu površinu pod kutom od 90 0 . Učinkovitost se odmah višestruko povećava. Budući da učinak određenog solarnog polja postaje veći, nema potrebe za ugradnjom dodatnih panela. Samim time je smanjena cijena cijelog kompleta solarne elektrane, budući da nije potrebna ugradnja dodatnih fotonaponskih modula. Shema solarnog tragača:

Kao što je gore spomenuto, solarni tracker obavlja 2 funkcije - praćenje položaja Sunca i okretanje radne površine u pravom smjeru. USB prijemnik odgovoran je za postavljanje parametara putanje svjetiljke i prepoznavanje točke maksimalne koncentracije sunčeve svjetlosti. Uređaj prima signal sa GPS navigacijskog satelita. Ovisno o tome koje podatke je prijemnik primio, daje se naredba za pomicanje fotonaponskog modula. Sustav za rukovanje modulom opremljen je servomotorom. Njegov zadatak je promijeniti smjer vrtnje osovine. Zahvaljujući tome, ploča se pomiče na različite strane.

Vrste tragača

Po dizajnu, tragači sustava orijentacije solarnih nizova podijeljeni su u 2 glavne kategorije - s jednom i s dvije osi rotacije.

Uređaji s jednom osi rotacije imaju jedan stupanj slobode. Orijentacija - od sjevera prema jugu. Ovaj prikaz je podijeljen u sljedeće vrste prema položaju osi rotacije:

• vodoravna os - nalazi se u vodoravnom položaju u odnosu na površinu zemlje;
• okomita os - smještena okomito u odnosu na površinu zemlje;
• nagnuta os - nalazi se u razmaku između okomite i vodoravne putanje;
• polarno orijentirana os – njezin položaj ovisi o tome gdje se nalazi polarna zvijezda.

U dvoosnom solarnom trackeru oba dizajna rade neovisno jedan o drugom. Ali oni su povezani sa zajednički sustav, koji osigurava kretanje za tragač. Broj stupnjeva slobode je dva.

Zasebna podvrsta tragača s dvije osi rotacije su oni koji su opremljeni potpornim elementom. Postoje 2 opcije za takve uređaje. Prvi - ulogu potpore obavlja potporni stup. U gornjem dijelu nalazi se platforma na kojoj je ugrađen rotacijski mehanizam. Druga opcija - ulogu baze izvodi okrugla platforma ili prsten. Na takvoj ravnini bit će postavljeno nekoliko ploča odjednom.

Za rad će vam trebati:

1. Šest dugih obrađenih ploča i 4 kratke.
2. Dva kotača od bicikla.
3. Željezni dijelovi za pričvršćivanje male veličine s rupama na rubovima.
4. 12 voltni linearni aktuator.
5. LED senzor za praćenje.
6. Matice, vijci, vijci, kabel i žica.

Prvo morate pripremiti bazu stabla. Potrebno je izmjeriti duljinu i širinu ploča, obraditi ih, sastaviti 2 polovice s trokutom. Zatim ih pričvrstite križnim daskama. Zatim trebate odabrati odgovarajuće željezne dijelove (kao na slici) i napraviti 6 rupa u njima na istim udaljenostima. Zatim se pričvrsni elementi pričvrste na ploče vijcima.

Linearni pogon je pričvršćen kabelom. Kabel je pričvršćen metalnim nosačem. Za pričvršćivanje potrebno je koristiti fleksibilan materijal, tako da se u budućnosti radna površina može pomicati i okretati u pravom smjeru.

Zatim se LED senzor fiksira na vrhu. Kako biste ga zaštitili od oštećenja, potrebno ga je pokriti prozirnim predmetom (da propušta sunčeve zrake). To može biti, na primjer, prazna staklenka.

Domaći tragač za solarne ploče je spreman. Možete napraviti i, i čak

Postoje neki trikovi koji vam omogućuju da lagano modificirate glavni sustav kako biste dobili više energije od sunca. Prvi od njih je praćenje sunca, a drugi praćenje točke maksimalne snage solarnih panela. Praćenje sunca provedeno korištenjem solarnog tragača, s kojim ću započeti ovaj članak. Sljedeći video prikazuje kako radi solarni tracker.

Nakon ugradnje solarnog trackera proizvodnja energije će se povećati za 1,6 puta zbog duljeg izlaganja suncu na panelima, kao i optimizacije kuta postavljanja solarnih panela u odnosu na sunce. Trošak gotovog solarnog tragača bit će oko 52.000 rubalja. Budući da u njega stane svega par panela ukupne snage do 600W, takav sustav se neće skoro isplatiti. Ali takav uređaj možete napraviti sami, a domaći tragači su prilično popularni. Pri praćenju sunca postoje sljedeći glavni zadaci: 1. Stvaranje snažne platforme koja može izdržati i težinu samih ploča i nalete vjetra.2. Izrada mehanike okretanja teške platforme s velikim vjetrom.3. Razvoj mehanike upravljačke logike za praćenje sunca Dakle, prva točka. Bolje je postaviti nizove baterija u višestruke potrebne napone, dok se ne bi smjele zaklanjati jedna drugu.

Tragač će zahtijevati snažan hardver i jak temelj. Aktuatori su idealni za upravljanje gramofonom. Na sljedećoj slici možete vidjeti mehaniku upravljanja.

Takav tracker omogućit će vam kontrolu položaja solarnih panela u dvije ravnine odjednom. Ali ako želite, možete podesiti kontrolu samo vodoravno, a okomito promijeniti kut nekoliko puta godišnje (u jesen i proljeće). Prilikom izrade logike cijelog sustava možete odabrati jednu od nekoliko opcija: 1. Slijedite najsvjetliju točku.2. Postavite nagib i uključite mjerač vremena (za svaki dan uvijek je poznato vrijeme izlaska i zalaska sunca).3. Kombinirana opcija koja osigurava konstantan kut rotacije i traženje maksimalne svjetline. Za prvu metodu postoje dva rješenja: sami napravite tracker ili kupite gotov kineski, koji košta oko 100 dolara.

Ali budući da je izrada takvog uređaja prilično jednostavna za svakoga tko razumije kako kontroleri rade, mnogi ljudi radije rade sve sami, dok će kućni tracker koštati 10 puta manje.

Detalji o proizvodnji solarnog trackera mogu se pronaći na forumu profila, gdje su već izračunati optimalni dizajni i odabrana najbolja oprema. MRPT (solarna maksimalna snaga) praćenje Za tu svrhu postoje dvije vrste solarnih regulatora. MPPT (Maximum Power Point Tracking) kontroler prati sunce s drugog položaja u sustavu. Radi pojašnjenja, ovdje je sljedeći grafikon.

Kao što je vidljivo iz grafikona, maksimalna izlazna snaga će se dobiti u točki maksimalne snage, koja će svakako biti na zelenoj liniji. To nije moguće za konvencionalni PWM kontroler. Pomoću MPPT kontrolera možete spojiti i serijski spojene solarne panele. Ova metoda značajno će smanjiti gubitke energije tijekom transporta od solarnih panela do baterija. Ekonomski je isplativo instalirati MRPT regulatore sa snagom JV većom od 300-400 W. Kupnja prevelikog solarnog regulatora savršeno je razumna, osim ako ne stvarate snažan sustav napajanja koji će pretjerano nadjačati potrebe kuće. Konzistentno povećavajući broj solarnih panela, dobio sam snagu od 800 W, što je sasvim dovoljno za seosku kućicu ljeti.U mom primjeru, od travnja se iz elektroenergetskog sustava dnevno očekuje prosječno 4 kWh električne energije. do kolovoza. Ova količina energije sasvim je dovoljna za udobnost četveročlane obitelji, uz uvjet da se ne koristi električni štednjak i mikrovalna pećnica. Snažan potrošač energije je bojler za grijanje vode. Za kotao od 80 litara u privatnoj kući bit će potrebno oko 4,5 kWh energije. Dakle, autonomni sustav koji se stvara isplatit će se barem kada se voda zagrije.Prethodni članak bio je posvećen hibridnom pretvaraču koji vam omogućuje da uzimate energiju uglavnom iz solarnih panela, primajući samo nedostajuću količinu iz mreže. Tvrtka MicroArt već je pokrenula proizvodnju MPPT kontrolera koji se putem zajedničke sabirnice mogu spojiti na pretvarače iste tvrtke. Budući da sam već instalirao hibridni pretvarač MicroArt, ova je opcija posebno prikladna za mene.Glavna prednost ovog kontrolera za mene bila je mogućnost pumpanja prave količine električne energije kako ne bi posuđivala energiju iz baterije, smanjujući njezin resurs. Najpopularniji i ujedno optimalan u smislu omjera napona i struje je ECO Energy MPPT Pro 200/100 Controller. Može podržati ulazni napon do 200 V i izlaznu struju od 100 A. Moje baterije su izrađene za 24 V (napon baterije je 12/24/48/96 V), tako da će maksimalna snaga kontrolera biti 2400 W, tako da dobivam dvostruko više snage pri izgradnji solarnih panela. Maksimalna snaga regulatora je 11 kW na 110 V na baterije (buffer napon) Povezivanje regulatora sa hibridnim inverterom MAC SIN Energy Pro HYBRID v.1 24V podržano je preko 12C sabirnice. U ovom slučaju moguć je trenutni dodatak snage u slučaju kada pretvarač daje informaciju o povećanoj potrošnji energije. Budući da su oba uređaja istog proizvođača, bilo je potrebno samo utaknuti vezice u potrebne konektore uređaja i aktivirati potrebne parametre.Nastavljajući istraživati ​​mogućnosti kontrolera, pronašao sam tri releja koja se mogu programirati. Na primjer, za sunčanog vremena, ako kuća ne troši struju, možete zagrijati dodatni kotao ili bazen. Druga mogućnost - vrijeme je oblačno i napon baterije je smanjen na kritičnu razinu, pretvarač se može potpuno isključiti, a energija se troši. U ovom slučaju moguće je pokrenuti zasebni benzo / diesel generator, za što je dovoljno samo zatvoriti relej. U tom slučaju generator mora imati kontakt za suho pokretanje ili zasebni sustav za automatsko pokretanje - SAP (drugi naziv je ATS, Automatic Transfer of Reserve). Imam jednostavan kineski generator, ali postoji starter. Budući da sam se zainteresirao za automatizaciju njegovog lansiranja i saznavši da MicroArt već duže vrijeme proizvodi vlastitu automatiku, bio sam vrlo zadovoljan time.Vratimo se na instalaciju kontrolera. Ovdje je sve standardno: prvo morate spojiti terminale baterije, zatim terminale solarne ploče, nakon čega se konfiguriraju parametri. Spajanjem vanjskog strujnog senzora možete detektirati snagu koju pretvarač troši u stvarnom vremenu. Na sljedećoj fotografiji možete vidjeti kako pretvarač radi u hibridni način rada(primanje dijela energije - iz mreže, glavni dio - iz solarnih panela).

Kako bi se pokazalo kako solarni regulator radi s bilo kojim drugim pretvaračem iz treći proizvođač, regulator je posebno povezan s vanjskim senzorom struje.

Rezultati Stvarne karakteristike regulatora u potpunosti su u skladu s deklariranim. Stvarno pumpa energiju, čak i kada je spojen na "strani" pretvarač preko strujnog senzora. Hibridni inverter, kako je planirano, pumpa solarnu energiju u mrežu (na fotografiji se vidi da 100 W, a to je polovica potrošenih 200 W, dolazi iz solarnih panela. Odnosno, minimalno 100 W kontroler će uzimati od mrežu, a oni koji nedostaju doći će od sunca. To je značajka uređaja). Tako je komplet počeo sam sebe plaćati od trenutka povezivanja. A počevši od svibnja, možete računati na potpunu pokrivenost energetskih potreba sa solarnim panelima.Sljedeći članak će biti posljednji, on će usporediti tri solarna regulatora koja već imam.

Do sada, kada smo radili sa solarnim panelima, bili smo zadovoljni potpunom disperzijom sunčeve svjetlosti. Istina, uzete su u obzir neke sezonske promjene, kao i doba dana (orijentacija u smjeru istok-zapad). Unatoč tome, solarni paneli ostali su više-manje fiksirani u radnom položaju nakon što su pronađeni. U nizu slučajeva tome nismo ni pridavali veliku važnost, otprilike izlažući bateriju u smjeru sunca.

No, iz iskustva je poznato da solarne ćelije generiraju maksimalnu energiju samo kada su točno okomite na smjer sunčevih zraka, a to se može dogoditi samo jednom dnevno. Ostatak vremena, učinkovitost solarnih ćelija je manja od 10%.

Pretpostavimo da ste mogli pratiti položaj Sunca na nebu? Drugim riječima, što bi se dogodilo kada biste tijekom dana zakrenuli solarni niz tako da uvijek bude usmjeren ravno prema suncu? Samo promjenom ovog parametra povećali biste ukupnu učinkovitost solarnih ćelija za otprilike 40%, što je gotovo polovica proizvedene energije. To znači da se 4 sata korisnog sunčevog intenziteta automatski pretvara u gotovo 6 sati. Praćenje sunca uopće nije teško.

Princip rada uređaja za praćenje

Uređaj za praćenje sastoji se od dva dijela. Jedan od njih kombinira mehanizam koji pokreće prijemnik sunčevog zračenja, drugi - elektronički sklop koji kontrolira ovaj mehanizam.

Razvijen je niz metoda solarnog praćenja. Jedan od njih temelji se na montaži solarnih ćelija na držač paralelan s polarnom osi. Možda ste čuli za slične uređaje koji se nazivaju ekvatorijalni sustavi praćenja. Ovo je popularan izraz koji koriste astronomi.

Zbog rotacije Zemlje čini nam se da se Sunce kreće po nebu. Kada bismo uzeli u obzir ovu rotaciju Zemlje, Sunce bi, slikovito rečeno, „stalo“.

Ekvatorijalni sustav praćenja radi na sličan način. Ima rotirajuću os paralelnu sa Zemljinom polarnom osi.

Ako na njega pričvrstite solarne ćelije i okrećete ih naprijed-natrag, dobit ćete imitaciju rotacije Zemlje (slika 1). Os susmjerna s osi rotacije Zemlje.

Kut nagiba (polarni kut) određen je geografskim položajem i odgovara geografskoj širini mjesta na kojem je uređaj montiran. Pretpostavimo da živite u području koje odgovara 40°N. Tada će se os uređaja za praćenje zakrenuti pod kutom od 40° u odnosu na horizont (na sjevernom polu je okomita na površinu Zemlje (slika 2).

sl.2

Rotacija solarnih ćelija prema istoku ili zapadu oko ove nagnute osi oponašat će kretanje sunca po nebu. Ako Sunčeve ćelije vrtimo kutnom brzinom Zemljine rotacije, možemo potpuno “zaustaviti” Sunce.

Tu rotaciju izvodi mehanički sustav za praćenje. Za rotaciju solarnih ćelija oko osi potreban je motor. U bilo kojem trenutku dnevnog kretanja sunca, ravnina solarnih panela sada će biti okomita na smjer sunčevih zraka.

Elektronički dio uređaja za praćenje daje vodeći mehanizam informaciju o položaju Sunca. Elektronskom komandom panel se postavlja u željenom smjeru. Čim se sunce pomakne prema zapadu, elektronički upravljač će pokrenuti elektromotor sve dok se ponovno ne uspostavi pravilan smjer panela prema suncu.

Karakteristike tragača

Novost našeg uređaja za praćenje nije samo u implementaciji orijentacije solarnih ćelija prema suncu, već iu činjenici da one hrane kontrolni elektronički "mozak". To se postiže jedinstvenom kombinacijom strukturnih i električnih karakteristika uređaja.

Prvo razmotrimo značajke dizajna uređaja, pozivajući se na sl. 3.

sl.3

Solarna baterija sastoji se od dvije ploče od po tri elementa, spojene u seriju i smještene na ravninama prozirnog plastičnog kućišta. Ploče su spojene paralelno.

Ove ploče su postavljene pod pravim kutom jedna prema drugoj. Kao rezultat toga, barem će jedan od modula biti stalno osvijetljen suncem (podložno ograničenjima koja su navedena u nastavku).

Prvo razmotrite slučaj kada je cijeli uređaj postavljen tako da je simetrala kuta koje čine paneli usmjerena točno prema suncu. Osim toga, svaka ploča je nagnuta pod kutom od 45° prema suncu (slika 4) i stvara električnu energiju.

sl.4

Ako zakrenete uređaj za 45° udesno, desna ploča će biti paralelna, a lijeva ploča će biti okomita na sunčeve zrake. Sada samo lijeva ploča stvara energiju, desna je u stanju mirovanja.

Okrenite uređaj za još 45°. Svjetlo i dalje pada u lijevu ploču, ali pod kutom od 45°. Kao i prije, desna strana nije osvijetljena i stoga ne proizvodi nikakvu struju.

Možete ponoviti sličnu rotaciju na lijevu stranu, dok će desna ploča generirati energiju, a lijeva ploča će biti u stanju mirovanja. U svakom slučaju, barem jedna baterija proizvodi električnu energiju. Budući da su ploče spojene paralelno, uređaj će uvijek proizvoditi električnu energiju. Tijekom našeg eksperimenta modul se zarotirao za 180°.

Dakle, ako određeni uređaj pričvrstite tako da spoj panela bude usmjeren prema podnevnom suncu, snaga solarne baterije uvijek će biti generirana električni napon bez obzira na položaj sunca na nebu. Od zore do sumraka neki će dijelovi uređaja biti obasjani suncem.

Super, ali čemu sve to? Sad ćeš znati.

Elektronički sustav za praćenje sunca

Kako bi pratio kretanje sunca preko neba, elektronički upravljački krug mora obavljati dvije funkcije. Prije svega mora odlučiti ima li uopće potrebe za praćenjem. Nema smisla trošiti energiju na rad elektromotora ako nema dovoljno sunčeve svjetlosti, na primjer, uz maglu ili oblake. Ovo je svrha za koju je gornji uređaj prije svega potreban!

Da bismo razumjeli princip njegovog rada, okrenimo se elektroničkom krugu prikazanom na sl. 3. Prvo se usredotočimo na RL1 relej. Kako bismo pojednostavili raspravu u nastavku, pretpostavimo da je tranzistor Q1 zasićen (vodi) i da tranzistor Q2 nije prisutan.

Relej RL1 je element kruga koji reagira na struju koja teče kroz njega. Relej ima žičani svitak u kojem se energija električna struja pretvara u energiju magnetskog polja. Jačina polja izravno je proporcionalna jakosti struje koja teče kroz zavojnicu.

S povećanjem struje dolazi trenutak kada jakost polja toliko poraste da armatura releja privuče jezgru namota i kontakti releja se zatvore. Ovaj trenutak odgovara takozvanom relejnom pragu.

Sada je jasno zašto se relej koristi kod mjerenja praga intenziteta sunčevog zračenja pomoću solarnih ćelija. Kao što se sjećate, struja solarne ćelije ovisi o intenzitetu svjetlosti. U našem krugu, dvije solarne ploče su zapravo spojene na relej, i sve dok ne generiraju struju koja premašuje prag okidanja, relej se ne uključuje. Stoga je količina upadne svjetlosti ta koja određuje prag odziva.

Ako je strujna snaga nešto manja od minimalne vrijednosti, tada krug ne radi. Relej i solarni panel su usklađeni tako da se relej aktivira kada intenzitet svjetla dosegne 60% maksimalne vrijednosti.

Tako se rješava prvi zadatak sustava za praćenje - određivanje razine intenziteta sunčevog zračenja. Zatvoreni kontakti releja uključuju elektromotor, a sustav počinje tražiti orijentaciju prema suncu.

Tako dolazimo do sljedećeg zadatka, naime, pronaći točnu orijentaciju solarne baterije prema suncu. Da bismo to učinili, vratimo se na tranzistore Q1 i Q2.

U kolektorskom krugu tranzistora Q1 nalazi se relej. Za uključivanje releja potrebno je kratko spojiti tranzistor Q1. Otpornik /?1 postavlja prednaponsku struju, koja otvara tranzistor Q1.

Tranzistor Q2 je fototranzistor, njegovo područje baze je osvijetljeno svjetlom (u konvencionalnim tranzistorima, električni signal se primjenjuje na bazu). Struja kolektora fototranzistora izravno je proporcionalna intenzitetu svjetlosti.

Otpornik R1, osim za podešavanje prednaponske struje tranzistora Q1, također se koristi kao opterećenje za tranzistor Q2. Kada baza tranzistora Q2 nije osvijetljena, nema struje kolektora i sva struja kroz otpornik R1 teče kroz bazu, zasićujući tranzistor Q1.

Povećanjem osvjetljenja fototranzistora počinje teći kolektorska struja koja teče samo kroz otpornik R1. Prema Ohmovom zakonu, povećanje struje kroz fiksni otpornik R1 dovodi do povećanja pada napona na njemu. Stoga se mijenja i napon na kolektoru Q2.

Kada ovaj napon padne ispod 0,7 V, dogodit će se predviđeni fenomen: tranzistor Q1 će izgubiti prednapon zbog činjenice da mu je potrebno najmanje 0,7 V da prenese baznu struju. Tranzistor Q1 će prestati provoditi struju, relej RL1 će se isključiti i njegovi kontakti će se otvoriti.

Ovaj način rada će se odvijati samo kada je tranzistor Q2 usmjeren izravno prema suncu. U tom slučaju, traženje točne orijentacije prema suncu prekinuto je zbog otvaranja kruga napajanja motora kontaktima releja. Solarni niz sada je usmjeren točno prema suncu.

Kada sunce napusti vidno polje tranzistora Q2, tranzistor

Q1 uključuje relej i mehanizam se ponovno pokreće. I opet nađe sunce. Pretraga se ponavlja mnogo puta kako se sunce kreće nebom tijekom dana.

Do večeri se intenzitet osvjetljenja smanjuje. Solarna ploča više ne može generirati dovoljno energije za napajanje elektroničkog sustava, a kontakti releja otvaraju se posljednji put. U rano jutro idućeg dana sunce obasjava bateriju sustava za praćenje, usmjerenu prema istoku, i rad kruga ponovno počinje.

Slično, kontakti releja se otvaraju ako se osvjetljenje smanji zbog lošeg vremena. Pretpostavimo, na primjer, da je ujutro lijepo vrijeme i da je sustav za praćenje počeo raditi. Međutim, u podne se nebo počelo mrštiti, a smanjenje osvjetljenja uzrokovalo je prestanak rada sustava za praćenje sve dok se nebo ponovno ne razvedri poslijepodne, ili možda sljedeći dan. Kad god se to dogodi, sustav za praćenje uvijek je spreman za nastavak rada.

Oblikovati

Izrada uređaja za praćenje prilično je jednostavna, budući da je značajan dio dijelova izrađen od organskog stakla.

Međutim, vrlo važna točka je uskladiti karakteristike solarnih panela i releja. Potrebno je odabrati elemente koji generiraju struju od 80 mA pri maksimalnom intenzitetu sunčevog zračenja. Odabir se može izvršiti testiranjem. U tu svrhu ovaj tester je sasvim prikladan.

Otkrio sam da polumjesečaste ćelije u prosjeku ispuštaju oko 80 mA. Dakle, od svih vrsta elemenata koji su na akciji, ja sam koristio ove elemente za svoj uređaj.

Oba solarna panela su sličnog dizajna. Svaki sadrži tri elementa koji su spojeni u seriju i pričvršćeni na ploče od pleksiglasa dimenzija 10x10 cm2. Elementi će biti stalno izloženi okolišu, pa se za njih moraju osigurati mjere zaštite.

Bilo bi lijepo učiniti sljedeće. Stavite gotovu bateriju na ploču od pleksiglasa postavljenu na ravnu metalnu površinu. Odozgo pokrijte bateriju relativno debelim (0,05-0,1 mm) slojem lavsan filma. Temeljito zagrijte dobivenu strukturu puhaljkom tako da se plastični dijelovi rastope i leme zajedno.

U isto vrijeme, budite oprezni. Ako ploču od pleksiglasa postavite na površinu koja nije dovoljno ravna ili ako je pregrijana, može se iskriviti. Sve bi trebalo biti slično kuhanju sendviča sa sirom na žaru.

sl.5

Kada završite, provjerite nepropusnost brtve, posebno oko rubova solarnih ćelija. Možda ćete trebati lagano naborati rubove Dacrona dok je još vruć.

Nakon što se ploče dovoljno ohlade, zalijepite ih zajedno kao što je prikazano na sl. 5 i povežite ih paralelno. Ne zaboravite zalemiti izvode na baterije prije sastavljanja uređaja.

elektronički mozak

Sljedeći važan element dizajn je relej. U praksi, relej je zavojnica omotana oko malog reed kontakta.

Namot releja sastoji se od 420 zavoja emajlirane bakrene žice br. 36 omotane oko okvira dovoljno malog da pristane na kontakt s reedom sa smetnjama. Koristio sam slamku za koktel kao okvir. Ako krajeve slamke dodirnete vrućom oštricom noža, formiraju se obrazi okvira, takoreći, štiteći namotaj od klizanja preko rubova. Impedancija namota trebala bi biti 20-30 ohma. Umetnite reed prekidač u okvir i pričvrstite ga kapljicom ljepila.

Zatim spojite tranzistor Q1 i otpornik R1 na relej. Bez povezivanja tranzistora Q2, uključite napajanje iz solarnih ćelija i provjerite rad kruga.

Ako sve radi ispravno, relej bi se trebao aktivirati kada je intenzitet sunčeve svjetlosti oko 60% punog intenziteta. Da biste to učinili, možete jednostavno prekriti 40% površine solarnih ćelija neprozirnim materijalom, poput kartona.

Ovisno o kvaliteti reed prekidača, može doći do odstupanja od idealne vrijednosti. Prihvatljivo je pokrenuti relej pri intenzitetu svjetla od 50-75% najveće moguće vrijednosti. S druge strane, ako ne zadovoljavate ta ograničenja, morate promijeniti ili broj zavoja namota releja ili struju solarnog polja.

Broj zavoja namota releja treba mijenjati u skladu sa sljedećim pravilom. Ako relej radi ranije, broj zavoja mora se smanjiti, ako kasnije - povećati. Ako želite eksperimentirati s promjenom struje solarnog polja, na njega spojite otpornik.

Sada spojite fototranzistor Q2 na krug. Mora se staviti u kućište koje ne propušta svjetlo, inače neće ispravno raditi. Da biste to učinili, uzmite bakrenu ili aluminijsku cijev duljine oko 2,5 cm i promjera koji odgovara promjeru kućišta tranzistora.

Jedan kraj cijevi treba spljoštiti tako da ostane razmak širine 0,8 mm. Pričvrstite cijev na tranzistor.

Gotov upravljački krug, koji sadrži elemente Q1, Q2, R1 i RL1, ispunjen je tekućom gumom u svrhu brtvljenja.

Iz uređaja izlaze četiri pogona: dva - iz relejnih kontakata, dva - iz solarnih panela. Za izlijevanje tekuće gume koristi se oblik od debelog papira (kao što je razglednica). Da biste ga izradili s listom papira, omotajte olovku i pričvrstite papir da se ne rasklopi. Nakon što se sloj polimera oko dijagrama osuši, uklonite papirnati obrazac.

Rad s uređajem

Rukovanje uređajem za praćenje vrlo je jednostavno. Prvo sastavite jednostavan mehanizam za praćenje.

Postavite bateriju na rotirajuću osovinu. Bateriju možete pričvrstiti na odgovarajući okvir, a zatim pričvrstiti okvir na cijev pomoću tarnih ili kotrljajućih ležajeva. Zatim ugradite motor s mjenjačem za okretanje okvira oko osi. To se može učiniti na mnogo načina.

Budući da relej obavlja samo funkcije uključivanja i isključivanja u elektroničkom krugu, potrebno je imati elemente koji bi prebacivali napon vrtnje elektromotora. Za to su potrebni granični prekidači smješteni u krajnjim položajima okvira. Spojeni su prema dijagramu prikazanom na sl. 6. Granični prekidač br. 1 uključen je u sl. 6 je netočan. Kako bi se osigurao ispravan rad kruga, stezaljke granične sklopke moraju biti spojene paralelno s kontaktima releja RL1, spojenim u seriju s relejem.

sl.6

Sa slike se vidi da je ovaj jednostavan sklop prekidač polariteta Kada se priključi napajanje, motor se počinje okretati. Smjer njegove rotacije ovisi o polaritetu napajanja.

U trenutku napajanja, relej za prebacivanje polariteta RL1 ne radi, jer je krug napajanja njegovog namota prekinut normalno otvorenim kontaktima. Elektromotor okreće okvir prema krajnjoj sklopki br. 1. Ova sklopka je smještena tako da okvir naliježe na nju samo u krajnjem položaju svoje rotacije. Autor ravnopravno označava različite releje u dijagramima slika 3 i 6. Kako bi se ubuduće izbjegla zabuna, relej RL1 na slici 3 naziva se relejni relej servo sustava, a njegovi kontakti na slici 6 nazivaju se reed prekidači. Relej RL1 na slici 6 je jači od reed releja, s tri grupe preklopnih kontakata.

Kada je ova sklopka zatvorena, aktivira se relej RL1, koji mijenja polaritet napona napajanja elektromotora, a ovaj se počinje okretati u suprotnom smjeru. Iako se granični kontakt #1 ponovno otvara, relej ostaje pod naponom jer su njegovi kontakti zatvoreni.

Kada se okvir pritisne na graničnu sklopku br. 2, strujni krug releja RL1 se otvara i relej se isključuje. Smjer vrtnje motora ponovno se mijenja i praćenje neba se nastavlja.

Ciklus prekida samo reed relej RL 1 iz kruga solarnog praćenja, koji upravlja strujnim krugom elektromotora. Međutim, relej RL 1 je uređaj niske struje i ne može izravno prebaciti struju motora. Dakle, reed relej prebacuje pomoćni relej, koji upravlja elektromotorom, kao što je prikazano na sl. 6.

Solarni nizovi sustava za praćenje moraju biti smješteni blizu rotacijskog mehanizma. Kut njihovog nagiba trebao bi se podudarati s kutom nagiba polarne osi, a spoj baterija usmjeren je na podnevno sunce.

Elektronički modul je spojen izravno na uređaj za rotaciju. Usmjerite utor na poklopcu fototranzistora paralelno s polarnom osi. Ovo uzima u obzir sezonske promjene položaja sunca iznad horizonta.

Kanal “bang-bang” pokazao je kako napraviti kućni solarni tracker za panele. Automatski će se okretati nakon sunca, povećavajući učinkovitost elektrane.

Trebat će vam dva solarna panela kapaciteta 3,5 vata svaki. Na izlazu, jedan ima više od 6 volti, što će, kada su dvije baterije spojene u seriju, dati više od 12 volti. USB utičnica na stražnjoj strani. Tri izlaza iz tri segmenta baterije. Svaki od njih stvara 2 volta. To jest, ako je potrebno, možete se spojiti u skladu s tim i dobiti 2, 4, 6 volti.

Sljedeći važan čvor su dva servo motora. Jedan će rotirati solarni niz vodoravno, a drugi okomito. Ovi pogoni nisu jednostavni, nije ih tako lako natjerati da se okreću. Potrebna su određena poboljšanja. U kompletu sa svakim motorom su plastični križevi, diskovi, vijci za pričvršćivanje. Kupljeni nosači za motor. Također su uključeni montažni vijci, ležaj i diskovi. regulator punjenja. Energiju će primati od solarnih panela i prenositi je na bateriju.

Počnimo raditi vlastitim rukama s elektroničkim punjenjem. Dijagram praćenja za solarni panel je ispod.

Dijagram ožičenja, ploča, program za uređivanje ploča: https://cloud.mail.ru/public/DbmZ/5NBCG4vsJ
Krug je vrlo jednostavan i lako se ponavlja. To je najuspješnija od nekoliko dokazanih opcija. Ali i njezin se autor morao malo promijeniti. Morao sam promijeniti vrijednosti promjenjivih i fiksnih otpornika, dizajniran je sklop tiskane ploče.

Za početak, isprintajmo tiskanu ploču trackera na poseban papir. Ovo je tehnologija laserskog glačanja. Papir ima sjajan izgled. Na poleđini je uobičajeni mat. Morate ispisati na laserskom pisaču na sjajnoj strani. Nakon kontakta s glačalom, potrebno ga je pustiti da se ohladi i papir se lako odvoji od sloja.

Prije prijenosa, tekstolit se mora odmastiti. Najbolje je koristiti fini brusni papir. Uzorak pričvrstimo na dasku i peglamo ga vrućim glačalom 2 minute.
Sada morate urezati ploču za praćenje. Može se koristiti amonijev persulfat. Prodaje se u radio trgovinama. Ista otopina može se koristiti više puta. Poželjno je tekućinu prije upotrebe zagrijati na 45 stupnjeva. To će znatno ubrzati proces jetkanja. Nakon 20 minuta ploča je uspješno završena. Sada morate ukloniti toner. Ponovno koristite brusni papir ili aceton.

Sada možete napraviti rupu u ploči. Možete početi lemiti dijelove.

Srce solarnog tragača je operacijsko pojačalo lm324n. Dva tranzistora tip 41c, tip 42c. Jedan keramički kondenzator 104. Autor razvoja zamijenio je mnoge detalje smd tipom. Umjesto 5408 dioda korišteni su njihovi analozi tipa smd. Glavna stvar je koristiti najmanje 3 ampera. Jedan otpornik za 15 kiloohma, 1 za 47 kiloohma. dva fotootpornika. 2 otpornika za podešavanje za 100 i 10 kilo-ohma. Potonji je odgovoran za osjetljivost foto senzora.

Solarni uređaj za praćenje solarnih panela - Heliostat

Heliostat, ili inače tracker, je uređaj za praćenje sunca, u našem slučaju za okretanje solarnih panela tako da uvijek budu okomiti na sunce. Nije tajna da u ovom slučaju solarna ploča daje maksimalnu snagu. Na gornjem dijagramu, solarni uređaj za praćenje (heliostat) koristi kontrolu pulsa i, bez ikakve ljudske pomoći, može usmjeriti solarni niz prema najboljem osvjetljenju.

Krug heliostata sastoji se od generatora takta (DD1.1, DD1.2), dva integrirajuća kruga (VD1R2C2, VD2R3C3), istog broja oblikovatelja (DD1.3, DD1.4), digitalnog komparatora (DD2), dva invertori (DD1. 5, DD1.6) i tranzistorski prekidač (VT1-VT6) za smjer vrtnje elektromotora M1, koji upravlja vrtnjom platforme na kojoj je postavljena solarna baterija. Uz uključeno napajanje, generator na elementima DD1.1, DD1.2 generira taktne impulse koji slijede na frekvenciji od oko 300 Hz. Kada je uređaj u radu, uspoređuju se trajanja impulsa koje generiraju pretvarači DD1.3, DD1.4 i integrirajući krugovi VD1R2C2, VD2R3C3. Njihova strmina varira ovisno o vremenskoj konstanti integracije, koja pak ovisi o osvjetljenju fotodioda VD1 i VD2 (struja punjenja kondenzatora C2 i C3 proporcionalna je njihovom osvjetljenju). Signali s izlaza integrirajućih krugova dovode se do oblikača razine DD1.3, DD1.4, a zatim do digitalnog komparatora izrađenog na elementima mikro kruga DD2. Ovisno o omjeru trajanja impulsa koji ulaze u komparator, na izlazu elementa DD2.3 (pin 11) ili DD2.4 (pin 4) pojavljuje se signal niske razine. Uz jednako osvjetljenje fotodioda, signali visoke razine prisutni su na oba izlaza komparatora. Za upravljanje tranzistorima VT1 i VT2 potrebni su pretvarači DD1.5 i DD1.6. Visoka razina signala na izlazu prvog pretvarača otvara tranzistor VT1, na izlazu drugog - VT2. Opterećenja ovih tranzistora su ključevi na snažnim tranzistorima VT3, VT6 i VT4, VT5, koji prebacuju napon napajanja elektromotora M1. Krugovi R4C4R6 i R5C5R7 izglađuju valove na bazama upravljačkih tranzistora VT1 HVT2. Smjer vrtnje motora mijenja se ovisno o polaritetu priključka na izvor napajanja. Digitalni komparator ne dopušta otvaranje svih ključnih tranzistori u isto vrijeme, čime se osigurava visoka pouzdanost sustava.

Ujutro s izlaskom sunca, osvjetljenje fotodioda VD1 i VD2 bit će drugačije, a električni motor će početi okretati solarnu ploču od zapada prema istoku. Kako se razlika u trajanju impulsa oblikovalnika smanjuje, trajanje rezultirajućeg impulsa će se smanjivati, a brzina rotacije solarne baterije postupno će se usporavati, što će osigurati njezino točno pozicioniranje na suncu. Tako se pomoću pulsnog upravljanja rotacija osovine motora može izravno prenijeti na platformu pomoću solarne baterije, bez upotrebe mjenjača. Tijekom dana, platforma solarne ploče će se okretati s kretanjem sunca. S početkom sumraka, trajanje impulsa na ulazu digitalnog komparatora bit će isto, a sustav će prijeći u stanje pripravnosti. U ovom stanju struja koju uređaj troši ne prelazi 1,2 mA (u orijentacijskom načinu rada ovisi o snazi ​​motora).

Ako je dizajn nadopunjen okomitim otklonskim blokom sastavljenim prema sličnoj shemi, moguće je potpuno automatizirati orijentaciju baterije u obje ravnine. Ako iznenada na dijagramu nije bilo mikro krugova, oni se mogu zamijeniti mikro krugovima serije K564, K176 (s naponom napajanja od 5 ... 12 V). Tranzistori KT315A mogu se zamijeniti s bilo kojom serijom KT201, KT315, KT342, KT3102 i KT814A - s bilo kojom serijom KT814, KT816, KT818, kao i germanijem P213-P215, P217. U potonjem slučaju, između emitera i baza tranzistora VT3-VT6 treba spojiti otpornike s otporom od 1 ... 10 kOhm kako bi se spriječilo njihovo slučajno otvaranje zbog značajne obrnute struje. Umjesto fotodioda FD256, možete staviti dijelove solarnih ćelija (povezanih s polaritetom), fototranzistore bez prednaponskih krugova, kao i fotootpornike, na primjer, SF2, SFZ ili FSK bilo koje modifikacije. Potrebno je samo odabrati (promjenom otpora otpornika R1) frekvenciju generatora takta prema pouzdanom radu digitalnog komparatora. Za zaštitu fotodioda od prekomjernog zračenja koristi se filter zelenog svjetla. Između foto senzora postavljena je neprozirna zavjesa. Učvršćena je okomito na ploču na način da pri promjeni kuta osvjetljenja zaklanja jednu od fotodioda.

Danas se solarne ćelije i solarni paneli često koriste kao izvori energije. Ali solarni paneli proizvode puno više energije kada su cijelo vrijeme usmjereni izravno prema suncu nego kada su u fiksnom položaju. Da biste to učinili, potreban vam je solarni tracker - rotacijski mehanizam koji mijenja položaj solarne baterije u skladu s položajem sunca.

Ovaj materijal je besplatan prijevod stranice Mikea Davisa o izradi DIY solarnog tragača. Mike Davis govori.

Možete napraviti solarni tragač vlastitim rukama. I ti to možeš.

Ovdje su moji solarni nizovi na solarnom tragaču za koji sam koristio stari rotator antene koji sam kupio za 15 dolara.

Ovdje je kutija ispod rotatora antene. Kutija je istrošena, ali rotator iznutra je još uvijek bio nov i zamotan u originalnu plastiku. Ovo je stari proizvod temeljen na tehnologiji iz 1960-ih. Osoba je kupila novi blok, ali ga nikada nije koristila. Desetljećima je stajao u kutiji u garaži dok ga se vlasnik konačno nije odlučio riješiti i dao ga u trgovinu rabljenom robom.

Uglavnom, bacio sam skoro svu elektroniku bloka, zadržao samo ono što ima veze s pogonom motora i spojio svoj sustav upravljanja. Više o tome bit će riječi u nastavku.

Prije svega, trebalo je osmisliti način montiranja pogonskog motora i solarne baterije. Odlučio sam napraviti sustav praćenja koji je jednostavan, jeftin i koji se lako rastavlja za transport. Ovo je prvenstveno napravljeno od 2x4 drvenih blokova i standardnih spojnih dijelova spojenih vijcima.

dizajn solarnog tragača

Ovaj je uređaj dizajniran da bude prenosiv: lako se rastavlja i ponovno sastavlja uz samo nekoliko alata. Jezgra bloka sastoji se od samo pet glavnih dijelova: sjeverne bočne stijenke, južne bočne stijenke, okretnog čvora i dva nosača koji drže sve zajedno.

Osnovna jedinica uređaja za praćenje bit će poravnata s osi istok-zapad i osi sjever-jug (pomoću kompasa) prije upotrebe u prirodnim uvjetima.

Ovdje je fotografija sjeverne strane solarnog tragača. Širok je 48 inča u podnožju i visok 43 1/2 inča. Imajte na umu da su ove dimenzije ispravne za upotrebu na 34,6 stupnjeva sjeverne geografske širine. Ako ste puno sjevernije ili južnije, tada trebate promijeniti veličinu ovog dijela. Više o tome u nastavku. Bočna stijenka je izrađena od 2×4 šipki, izrezanih i zalijepljenih. Imajte na umu da se na dnu nalaze dvije male noge. Pomažu u niveliranju uređaja prilikom postavljanja. Razmak između okomitih šipki 2×4 jednak je debljini šipke (oko 1 1/2 inča).

Ovdje je fotografija južne strane solarnog tragača. Ova strana je široka 24 inča i visoka 13 1/2 inča. Također je napravljen od 2x4 šipki, zalijepljenih i pričvršćenih vijcima. Ovaj dio također ima male nožice koje pomažu u niveliranju cijele jedinice kada se instalira. Ovaj je dio vjerojatno više-manje univerzalan i radit će na različitim geografskim širinama. Opet, razmak između okomitih šipki 2x4 jednak je debljini šipke 2x4 (približno 1 1/2 inča).

2x4 horizontalna spona koja povezuje dno sjeverne strane solarnog tragača s dnom južne strane dugačka je 48 inča. Pristaje između stupova i pričvršćen je kroz njih. Ovo će se također morati izračunati na vašoj specifičnoj zemljopisnoj širini, budući da će se udaljenost između sjevernog i južnog oslonca mijenjati kako se mijenja kut osi sjever-jug.

Dodan je nosač (komad 1x4) da preuzme većinu opterećenja s rotirajućeg sklopa (montiranog na vijke koji drže rotirajući sklop na mjestu).

Ovdje je srce solarnog tragača. Ovo je pogonski motor i rotirajući sklop. Motorna antena i pripadajuće konstrukcije za montažu nalaze se lijevo. Čelična cijev od jednog inča duga 4 stope pokreće se rotatorom i nosit će solarne ploče. Ležajevi i pričvrsni elementi konstrukcije nalaze se na desnoj strani. Detalji ispod.

Motor je prikazan u krupnom planu. Ovaj rotator antene dizajniran je za postavljanje na fiksni jarbol i rotiranje kraćeg jarbola s antenom pričvršćenom na njega. Pa sam napravio pseudo fiksni jarbol za pričvršćivanje. Kratki komad cijevi od 1 inča na vrhu (ispod žice) služi kao točka pričvršćivanja za rotator. Kratka cijev pričvršćena je prirubnicom, koja je zauzvrat pričvršćena vijcima na kvadratni komad drva 3 1/2" x 3 1/2", zalijepljena i pričvršćena vijcima na 12" dugačak komad drva 2" x 4". . Ova greda 2x4 prolazi između stupova sjevernog bočnog zida i drži se na mjestu s vijcima.

Evo krupnog plana ležaja na donjem kraju cijevi duge 4 stope koja nosi solarne nizove. Prijelaz se vrši pomoću prirubnica.

Prvi put kad sam sastavljao instrument, stegao sam sve dijelove velikim stezaljkama. Kad sam dobio točan kut osovine, stezaljke su zategnute. Zatim sam izbušio rupe za duge vijke da spojim sve dijelove.

Trebao bih malo govoriti o tome kako sam odredio kut osi sjever-jug (rotacija tragača). Uređaj mora biti podešen prema geografskoj širini područja na kojem će se koristiti. Nisam ga napravio podesivim. Ovo će biti pravi kut u proljeće i jesen kada sam obično na svom imanju. Ljeti će biti malo previsoka, a zimi malo preniska. Međutim, solarni paneli će dati znatno više energije nego kada su fiksni.

Kut osi rotacije u odnosu na zemlju postavlja se prema geografskoj širini mjesta gdje će se koristiti solarni tracker. Zamislite to na ovaj način. Da se koristi na ekvatoru, gdje je geografska širina 0, kut u odnosu na Zemlju bio bi 0, pa bi os bila vodoravna. Kada se koristi na jednom od polova, 90 ili -90 stupnjeva geografske širine, kut prema zemlji bit će okomit. Iz ovoga slijedi da točan kut uvijek odgovara geografskoj širini mjesta na kojem će se tragač koristiti. Moj komad zemlje je oko 34,6 stupnjeva sjeverne širine, tako da je to kut koji sam koristio.

Dakle, vaš kut može biti drugačiji, ali će i dimenzije vašeg osnovnog dizajna biti različite. Dimenzije baze ovise o korištenom kutu. Moraju se izračunati i visina vaše sjeverne i južne strane i udaljenost između južne i sjeverne strane.

Prilagodljive verzije strukture mogu se jednostavno izraditi, omogućujući niži kut ljeti i veći kut zimi. Međutim, iako ću to ostaviti kao vježbu za čitatelja, za sada sam zadovoljan kako je.

Evo još jedne fotografije instalirane glave rotatora.

Ova fotografija pokazuje kako donji kraj ležaja pogonske cijevi pristaje na južnu bočnu stijenku i drži se na mjestu pomoću vijaka. Drugi kraj je pričvršćen za sjevernu bočnu stijenku. Također je vidljiv donji kraj dijagonalne konzole.

Ovdje je krupni plan koji prikazuje kako je ležaj pričvršćen spojnicama.

Ova fotografija prikazuje jedan od aluminijskih okvira koji drže solarne ploče na tragaču. Izrađen je od kutnog aluminija, sadrži ploču od 100 W i ima unutarnje dimenzije 47 1/8" x 21 1/2". U osnovi, to je nešto više od vanjske dimenzije solarni paneli. Panel je fiksiran na mjestu pomoću vijaka koji prolaze kroz okvire na stranama panela.

Možete vidjeti rezove u okviru za montažu na cijev tragača.

Ova fotografija prikazuje kako je okvir spojen na uglovima (moguće je i zavarivanje uglova).

Ovdje je krupni plan ureza u okviru za montažu na cijev tragača. Urezi su iste dubine kao i stezaljke koje se koriste za montažu.

Evo krupnog plana kako se stezaljke koriste za pričvršćivanje okvira na cijev tragača. Stezaljka stvarno čvrsto pričvršćuje okvir za cijev. Bio sam iznenađen koliko je dobro funkcionirao.

Tijekom prvog testa u zatvorenom prostoru postavio sam samo jednu solarnu bateriju uzdužno za cijelu pogonsku cijev (trebao sam postaviti dvije solarne baterije u konačnoj verziji). Ako imate ili trebate samo jednu bateriju, ovo je način na koji je možete instalirati.

Ova fotografija prikazuje dva aluminijska okvira pričvršćena na pogonsku cijev.

Ova fotografija prikazuje dva solarna panela na trackeru. Vijci drže baterije na mjestu tako da ih vjetar ne može otpuhati iz okvira.

Gornja ploča je komercijalna, kupio sam ovu jedinicu od 100 W jer sam dobio stvarno veliki popust na nju. Donja ploča je jedna od mojih kućnih solarnih ploča od 60 W. Pratite poveznicu da vidite kako ih ja pravim.

160 vata možda ne zvuči puno, ali moje potrebe za električnom energijom su minimalne. Tragač i moj domaći vjetrogenerator se nadopunjuju, moje baterije drže napunjenost i imam dovoljno struje.

Ova fotografija prikazuje cijev protuutega. Ovo je komad čelične cijevi duljine 30 inča. Uvrće se u kut na gornjem kraju bloka motora. Jedna cijev je veća protuteža nego što je potrebno za jednu ploču. Za dvije ploče dodao sam čelični T-priključak na kraju cijevi. Rotator antene je dizajniran da se kreće u ravnoteži u odnosu na okomiti jarbol. Protuuteg smanjuje količinu okretnog momenta koji motor mora osigurati za pomicanje ploča koje vise gotovo vodoravno u odnosu na jarbol. Vaše ploče će vjerojatno imati različite težine i zahtijevati različite položaje protuutega. Eksperimentirajte s različitim duljinama cijevi i/ili dodatnim spojnicama kako biste dobili što je moguće bliže idealnoj ravnoteži i spriječili preopterećenje motora ili zupčanika.

Za nastavak kliknite na gumb s brojem 2

Upravljačka jedinica solarnog tragača

Ovdje je original kružni dijagram rotator antene. Sve je potpuno elektromehanički. Vrlo stara škola, gotovo primitivna. S druge strane, i dalje radi nakon desetljeća skladištenja. Jedna od karakteristika ovog starog bloka je da motor koji okreće glave radi na 24V naizmjenična struja. To je napravilo projektiranje novi sustav upravljanje mu je teško. Tražio sam načine da modificiram ili automatiziram izvornu kontrolnu kutiju, ali nisam mogao shvatiti kako to učiniti da radi. Stoga sam odustao od namjere da koristim staru kontrolu, rastavio sam je na dijelove i počeo projektirati novu.

Mnoge od ovih dijelova nisam mogao ponovno upotrijebiti. Zapravo se koristi glava rotatora. Ali od upravljačke kutije zadržao sam samo transformator sa 120V na 24V (# 110), i kondenzator motora (# 107).

Evo kruga elektroničkog regulatora koji sam smislio nakon nekoliko pokušaja. Dijagram u punoj veličini ovdje. Krug se temelji na MBED-u, platformi za brzu izradu prototipova. MBED modul se može programirati u C-u pomoću mrežnog IDE-a. MBED je prilično moćan, ima puno IO mogućnosti. To je stvarno pretjerano za ovaj projekt, ali bio sam upoznat s MBED-ovima jer sam ih koristio na projektima na poslu. Možete ga jednostavno zamijeniti Arduinom, Raspberry Pijem ili nečim drugim da učinite isto.

Srce kruga je MBED. Očitava vrijednost napona (koristeći svoja dva analogna ulaza) s dva mala solarna niza postavljena pod pravim kutom jedan u odnosu na drugi. Motor rotatora antene se pomiče kako bi napon iz dva solarna niza bio gotovo jednak, držeći ih usmjerenima prema suncu.

Motor se napaja zatvaranjem releja i uključivanjem AC pretvarača. Smjerom vrtnje motora upravlja drugi relej. Koristio sam releje za automobile od 40 A jer su jeftini, dostupni posvuda, a već sam imao nekoliko pri ruci. Relej napajaju TIP120 Darlington tranzistori snage koje pokreću izlazne linije iz MBED-a. Dodana su dva gumba za ručno pomicanje motora radi testiranja i rješavanja problema. Pritiskom na PB1 pomiče se motor prema zapadu. Pritisak PB1 i PB2 zajedno pomiče motor na istok.

Dvije granične sklopke spojene su na ulazne vodove MBED-a. Kretanje počinje samo u navedenom smjeru ako je granična sklopka zatvorena. Kretanje se zaustavlja preko prekida ako su granične sklopke otvorene.

Regulator LM7809 s +9V osigurava stabilno napajanje za MBED iz izvora od 12V. MBED se temelji na 3.3 logici, ima regulator na ploči i 3.3 izlazne linije, otpornici se koriste za usklađivanje.

Popis dijelova upravljačke jedinice solarnog uređaja za praćenje

C3 - NPO (preuzeto iz originalne upravljačke kutije)

D1-D2 - 1N4001 ili slične diode

ECell-WCell – tankoslojne solarne ćelije bakar indija selenid (CIS)

F1 - 2A spori osigurač

IC1 - LM7809 + 9V regulator napona

IC2 - NXP LPC1768 MBED

K1-K2 – 40A SPDT Bosch Automotive tip releja

LS1-LS2 - brzi kontakt NC prekidač (vidi dolje)

PB1-PB2 - tipka za brzi kontakt NO

Q1-Q2 - TIP120 NPN Power Darlington tranzistor

R1-R6 - 1k 1/8W otpornici

R7-R8 - trimpot 10K

T1 – 120VAC do 24VAC 2A silazni transformator

AC pretvarač – 200-250W 12VDC na 120VAC pretvarač

Kod ( softver) za ovaj projekt možete pronaći na http://mbed.org/users/omegageek64/code/suntracker/. Ovo je dovoljno jednostavan program. Kao što sam rekao gore, MBED je pretjeran za ovaj projekt. Međutim, njegov neiskorišteni potencijal mogao bi omogućiti dodavanje novih značajki u budućnosti (mogla bi se dodati druga motorizirana osovina, mogla bi se dodati kontrola punjenja i kompenzacija temperature).

Elektronika kontrolne kutije smještena je u staru kutiju za streljivo koju sam dobio na proviziju za $5. To je savršeno kućište, čvrsto, otporno na vremenske uvjete i prostrano. Ima dva automobilska releja od 40 A, pretvarač, silazni transformator od 120 V/24 V, matičnu ploču koja sadrži pogonsku logiku, držač osigurača i terminalne blokove za ožičenje.

Ova je fotografija snimljena u vrlo ranoj fazi projekta solarnog tragača s ranom elektronikom na njoj. Mali pretvarač od 100 W prikazan na fotografiji kasnije je zamijenjen pouzdanijim. Mali inverter je radio, ali ja sam mislio da jest slabost. Pa sam kupio veliki za 250W. Nakon toga, motor se kreće brže i mirnije, ne čuju se čudni zvukovi, kao od umiruće životinje.

Ovdje sam počeo montirati elektroniku unutar kutije za streljivo. Ugrađen je relej, transformator, stezaljka i jedna od stezaljki.

Iako se čini da je elektronika solarnog trackera posljednja stvar o kojoj ću govoriti na ovoj web stranici, ona je zapravo bila jedna od prvih stvari na kojima sam počeo raditi nakon kupnje rotatora antene. Elektronika je prošla kroz nekoliko različitih verzija prije nego što sam se odlučio za konačnu verziju.

Ovdje je pogled na unutrašnjost kutije za streljivo sa svom ugrađenom elektronikom. Bijeli izgled sa svom logikom u gornjem desnom kutu. Dugi crni pravokutnik je pretvarač. Mrežna ploča i pretvarač pričvršćeni su na industrijskom čvrstom čičak traku.

Gledajući pažljivo, možete vidjeti da je USB kabel spojen na MBED modul na ploči i ide na moj netbook, jedva vidljiv na vrhu fotografije. Ova fotografija je snimljena tijekom programiranja/testiranja/podešavanja pogonske elektronike.

Evo krupnog plana ploče s "mozgovima" sustava na njoj. Računalni modul MBED je desno. Lijevo od MBED-a nalaze se dva trimpota za podešavanje signala iz glave senzora. Ispod njih su tranzistori snage za pogon releja. Dalje lijevo nalaze se gumbi za ručnu korekciju (pritisnuti za ručno pomicanje tragača). Sasvim lijevo nalazi se regulator napona od 9V.

Raspored je privremen. Naknadno ću napraviti ispravnu PCB i instalirati je.

Glava senzora sastoji se od dvije male tankoslojne solarne ćelije bakrenog indija di selenida (CIS) iste vrste koju sam koristio u svojoj domaćoj sklopivoj solarnoj mreži od 15 vata. Imam nekoliko ovih predmeta koji su ostali neiskorišteni.

Dvije male solarne ćelije postavljene su pod kutom od 90 stupnjeva jedna prema drugoj. Ideja je bila da kada jedan ili drugi element dobije više sunca, solarni uređaj za praćenje kretao bi se dok se svjetlost ne ujednači.

Ovdje je prikazan pogled na gotovu glavu senzora za solarno praćenje. Postavljen je na kratki komad aluminijske cijevi, koja će se pak montirati na pokretač cijevi za praćenje. Pokazao sam neke veličine za one koji uvijek traže da ih uključim. Glava senzora je pričvršćena stezaljkom.

Ovdje je pogled na glavu senzora pričvršćenu na solarni uređaj za praćenje. Instalira se na cijev koja izlazi iz vrha rotacijskog uređaja.

Dva granična prekidača montirana su na aluminijski nosač koji je stezaljkom pričvršćen na pogonsku cijev na isti način kao i solarni paneli.

Noževi prekidača su u kontaktu s dugim vijcima upravljanja koji strše iz drvene potporne strukture pogonskog motora. Granični prekidači zaustavljaju kretanje elektromotora s oba (istočna i zapadna) kraja hoda. Prekidači su normalno zatvoreni i otvoreni kada se dosegne granica hoda.

Testiranje, podešavanje i usavršavanje solarnog trackera

Ova je fotografija snimljena tijekom sesije otklanjanja pogrešaka u mojoj radionici prošlog vikenda prije odlaska u Arizonu. Moj netbook je spojen na MBED upravljačke jedinice. Baterija je velika, dubokog ciklusa, napaja elektroniku i jedinicu za praćenje (nije u okviru).

Još jedna fotografija testiranja i otklanjanja pogrešaka upravljačke jedinice. Senzor je dobro radio u mojoj radionici.

Nakon toga, već u Arizoni, problem je otkriven. Puno jače prirodno sunčevo svjetlo hranilo je solarne ćelije senzora, čak i ako su bile pod dovoljno oštrim kutom u odnosu na sunce. To je dovelo do toga da uređaj za praćenje nije pratio sunce s potrebnom točnošću.

Rješenje problema pronađeno je postavljanjem panela za zamračivanje ispred solarnih ćelija i korištenjem crne električne trake za pokrivanje dijela solarnih ćelija.

Ovo je prva verzija blackout panela, komad metala izrezan iz aluminijske limenke bezalkoholnog pića, jedini tanki lim koji sam tada imao pri ruci.

Prototip ploče za zamračivanje radio je tako dobro da je sljedeći dan napravljena trajna ploča za zamračivanje izrađena od 1/32 aluminijskog lista kupljenog u trgovini hardverom. Napravljena je šira tako da je davala širu sjenu i mogao sam se odreći električne trake na solarnim ćelijama.

Panel za prigušivanje solarnog tragača montiran je na dva vijka koji mu omogućuju okretanje prema istoku i zapadu. Ovo je potrebno za fino podešavanje točnost pokazivanja tragača. S ovim panelom, tracker je stvarno počeo dobro raditi.

Na fotografiji možete vidjeti koliko je orijentalnog elementa u hladu. Kada razlika u izlaznoj struji između elemenata prijeđe određenu granicu, uređaj za praćenje će se pokrenuti.

Ovdje je fotografija konačne verzije nosača za zamračivanje s dimenzijama.

Ploča za zatamnjivanje radi odlično. Ova je fotografija snimljena kasno poslijepodne, a solarni uređaj za praćenje prevalio je gotovo cijeli svoj put prije zalaska sunca. Uređaj radi jako dobro. Ne mogu biti sretniji.

Kalibracija trackera je vrlo jednostavna. Za vedrog dana povežite svoje prijenosno računalo s MBED modulom u trackeru, otvorite aplikaciju da biste vidjeli MBED informacije. Podesite ploču sjenčanja tako da bude centrirana. Ručno namjestite tracker tako da bude usmjeren prema suncu, zatim isključite pretvarač kako se tracker ne bi sam pomicao. Podesite trimpots dok istok i zapad ne budu otprilike jednaki. Približite ih što je moguće bliže. Učinite to prilično brzo jer se sunce kreće. Uvijek možete ručno ponovo centrirati tracker na suncu i pokušati ponovo. Nakon što napravite podešavanja, uključite pretvarač i pogledajte koliko dobro uređaj za praćenje prati sunce.

Budući da se Sunce kreće sporo, kalibracija može potrajati neko vrijeme. Možda ćete morati čekati sat ili dva, ili čak veći dio dana, da se izvrši prilagodba.

Ovdje uređaj za praćenje pokazuje malo istočnije od središta po oblačnom danu. Čak i kroz tanke oblake, tracker radi dobro. Tragač prestaje pratiti sunce kada su oblaci gusti i nebo je obično prilično ravno.

Ova fotografija je snimljena tijekom testiranja u Arizoni. Moj domaći regulator punjenja i pretvarač za 120VAC napajanje spojeni su narančastim produžnim kabelom. Naknadno će baterija i elektronika biti u zaštićenom kućištu, žice za 120V AC i 12V DC bit će pod zemljom, daljinski prekidač za napajanje invertera i baterijski voltmetar bit će ugrađeni u kabinu. U planu je.

Vjetrovito je na mojoj zemlji u Arizoni. Svakog dana možemo vidjeti udare do 35 mph. Još je gore ako je nevrijeme. Ova fotografija prikazuje drvene kočiće na četiri kuta baze solarnog tragača koji ga drže na mjestu. Kad odlučim gdje ću trajno postaviti tragač, vjerojatno ću koristiti čelične klinove da ga držim na mjestu (neće istrunuti u zemlji).

AŽURIRANJE - Mislim da sam pronašao jeftin i jednostavan način za izradu glave senzora za sve vremenske prilike. Prerezao sam bocu od 2 litre na pola i stavio je na glavu senzora. Morao sam napraviti proreze na dnu boce kako bi klizila oko četvrtaste cijevi na dnu glave. Mogu podesiti položaj ploče za prigušivanje (ako je potrebno) kroz poklopac otvora.

AŽURIRANJE - napravio sam neke promjene na solarnom trackeru. Prvo je, kao što možete vidjeti na ovoj fotografiji, obojen da zaštiti drvo od vremenskih prilika. Također je trenutno postavljen na ciglu kako bi spriječio kontakt s mokrim tlom.

Drveni kolci zamijenjeni su dugačkim čeličnim kolcima zabijenim duboko u zemlju. Dugi vijci prolaze kroz rupe i sigurno učvršćuju tragač.

Dodan je nosač za stabilizaciju baterija i sprječavanje njihovog ljuljanja pri jakom vjetru.

Horizontalna potporna šipka je ojačana zavarivanjem rukavca čelične cijevi od 1/2" na glavnu noseću cijev od 1". Dva 24-inčna duga komada cijevi od 1/2-inča tada su oblikovala vodoravnu gredu.

AŽURIRANJE - Stari granični prekidači zamijenjeni su novima zabrtvljenima radi zaštite od prašine i vlage.

AŽURIRANJE - Napravio sam novu glavu senzora otpornu na vremenske uvjete za sustav solarnog praćenja. Glava je sada postavljena u prozirnu plastičnu posudu.

Ploča za sjenčanje trenutno se nalazi na vanjskoj strani spremnika radi lakšeg finog podešavanja praćenja i drži se na mjestu jednostavnom vezicom. Nakon što je nova glava senzora postavljena na sustav za praćenje, silikonsko brtvilo oko ruba poklopca staklenke zaštitit će je od vlage.

Ovdje je pogled na glavu senzora s uklonjenom staklenkom. Izvorna glava imala je dvije solarne ćelije postavljene pod kutom od 90 stupnjeva jedna prema drugoj. Ovaj dizajn neće stati u ovu staklenku, pa sam elemente postavio pod oštrijim kutom od 60 stupnjeva.

Ova fotografija prikazuje donju stranu glave senzora. Također pokazuje kako je nosač za montažu pričvršćen vijcima na poklopac staklenke. Nosač za montažu bit će pričvršćen stezaljkom na glavno prateće vratilo.

Solarni tragač Radiofishka

Kao što znate, učinkovitost solarne ploče je maksimalna kada je izložena izravnoj sunčevoj svjetlosti. Ali budući da Budući da se sunce neprestano kreće preko horizonta, učinkovitost solarnih panela dramatično pada kada sunčeve zrake padaju na panel pod kutom. Kako bi se povećala učinkovitost solarnih panela, koriste se sustavi za praćenje sunca i automatsko okretanje solarnog panela za dobivanje izravnih zraka.

Ovaj članak predstavlja dijagram uređaji za praćenje sunca ili na drugi način tragač (Solar Tracker).

Krug tragača je jednostavan, kompaktan i lako ga možete sastaviti sami. Za određivanje položaja sunca koriste se dva fotootpornika. Motor je spojen prema shemi H-mosta, što omogućuje sklopnu struju do 500 mA pri naponu napajanja od 6-15V. U mraku je uređaj također operativan i okreće motor na najsvjetliji izvor svjetlosti.

Shematski dijagram uređaja za praćenje sunca

Kao što možete vidjeti na donjoj slici, sklop je jednostavan za sramotu i sadrži mikro krug operacijsko pojačalo LM1458 (K140UD20), tranzistori BD139 (KT815G, KT961A) i BD140 (KT814G, KT626V), fotootpornici, diode 1N4004 (KD243G), otpornici i trimeri.

Iz dijagrama je vidljivo da se motor M pokreće kada različita značenja na izlazima operacijskih pojačala IC1a i IC1b. Tablica istinitosti:

Niska visoko Naprijed visoko visoko Zaustavljeno Visoko Niska leđa

ili obrnuto, ovisno o priključku motora

Tranzistori u krugu rade u paru, dijagonalno, prebacujući +Ve ili -Ve na motor i uzrokujući njegovo okretanje naprijed ili natrag.

Dok je motor zaustavljen, nastavlja se okretati, jer. postoji rotirajući moment. Kao rezultat, neka vrsta motora DIY solarni uređaj za praćenje vrijeme stvara snagu koja može uništiti tranzistore. Za zaštitu tranzistora od povratnog EMF-a koriste se 4 diode u krugu mosta.

Ulazni stupanj se sastoji od dva operacijska pojačala (IC1) i fotootpornika LDR i LDR'. Ako je količina svjetlosti koja pada na njih ista, tada su i otpori fotootpora jednaki. Stoga, ako je napon napajanja 12V, tada će na spoju fotootpornika LDR LDR 'biti napon od 6V. Ako je količina svjetlosti koja pada na jedan fotootpornik veća nego na drugi fotootpornik, tada će se napon promijeniti.

Ograničenja (limiti) od +V do 0V postavljaju se s četiri serijski spojena otpornika i podešavaju s 2 trimera. Ako napon prijeđe te granice, tada će operacijsko pojačalo pokrenuti motor i on će se stalno okretati.

Trimer 20K podešava osjetljivost, tj. raspon između granica. Trimer 100K podešava koliko su granice simetrične u odnosu na +V/2 (točka ravnoteže).

1. Provjerite napon napajanja kruga

2. Spojite DC motor. Trenutno

3. Postavite fotootpornike jedan pored drugog tako da primaju istu količinu svjetla.

4. Okrenite oba trimera do kraja u smjeru suprotnom od kazaljke na satu

5. Uključite strujni krug. Okretanje motora

6. Okrenite trimer 100K u smjeru kazaljke na satu dok se ne zaustavi. Označite ovu poziciju.

7. Nastavite okretati trimer 100K u smjeru kazaljke na satu dok se motor ne počne okretati u suprotnom smjeru. Označite ovu poziciju.

8. Podijelite kut između dva položaja na pola i tamo postavite trimer (to će biti točka ravnoteže).

9. Sada okrenite 20K trimer u smjeru kazaljke na satu dok motor ne počne trzati

10. Lagano pomaknite trimer unatrag (u smjeru suprotnom od kazaljke na satu) da zaustavite motor (ovaj trimer je odgovoran za osjetljivost)

11. Provjerite ispravan rad kruga naizmjeničnim zaklanjanjem jednog i drugog fotootpornika od svjetla.

Popis radijskih elemenata

Preuzmi popis elemenata (PDF)

Učinite sami rotacijski uređaj za solarnu bateriju

DIY solarni tragač! Peling Info Solar

Uređaj za praćenje sunca - Web stranica za lemilo

Dvoosni solarni tragač na Arduinu / Geektimes

Solarni tragač Radiofishka

10 načina neobičnog pakiranja poklona vlastitim rukama

MC crkva Moja gradska crkva

DIY solarni uređaj za praćenje

Ukupna disperzija sunčeve svjetlosti, koja je ranije korištena, nije dala izvrstan rezultat. Točnije, rezultat koji je čovječanstvo dobilo ne može se nazvati idealnim za sve svoje pokazatelje. Solarni paneli su postavljeni trajno i ostali su u jednom fiksnom položaju. Sustav solarnog praćenja uklonio je ovaj problem.

Maksimalna energija koja se može dobiti bit će generirana u slučaju okomitog smjera sunčevih zraka na ravninu baterija. Inače, učinkovitost solarnih panela je izuzetno niska - otprilike 10-15%. Ako koristite sustav automatskog vođenja baterija prema suncu, rezultat možete povećati za 40%.

Kako radi

Uređaj za praćenje sastoji se od dva važna dijela: mehanizma koji rotira i naginje baterije u željenom smjeru i elektroničkog sklopa koji pokreće mehanizam.

Položaj baterija određen je geografskom širinom područja na kojem će biti instalirane. Na primjer, trebate instalirati baterije u području koje odgovara 330 sjevernoj geografskoj širini. To znači da se os uređaja mora zakrenuti za 330 u odnosu na zemljin horizont.

Sama rotacija moguća je zahvaljujući motoru čiji je rad reguliran automatizacijom. Automatizacija "prati" položaj Sunca na neboderu i, kako se kreće prema zapadu, daje signal motoru da okrene sve baterije.

Zanimljiva je i neobična činjenica da snaga za motor dolazi iz samih solarnih panela. Praćenje sunca obavlja samo sunce, a to je također ušteda.

Značajke dizajna

Za detaljniju percepciju, dajmo primjer kako su sunčeve zrake ranije koristile baterije. Na primjer, solarna baterija sastoji se od dvije ploče, od kojih svaka sadrži tri elementa. Elementi su povezani paralelno. Paneli se montiraju tako da između njih postoji pravi kut. U ovom slučaju, barem jedna ploča u svakom slučaju će "upijati" sunčeve zrake.

Jednoosni solarni uređaj za praćenje ED-5000

Paneli tvore kut od 900, čija je simetrala usmjerena strogo prema suncu. Ako se cijela struktura zakrene 450 udesno ili ulijevo, jedna ploča će raditi, a druga će biti neaktivna. Ova pozicija služila je za hvatanje sunčevih zraka jednom baterijom u prvoj polovici dana, a u drugoj polovici preuzimala se druga baterija.

Međutim, uz korištenje rotacijskog uređaja za automatsko praćenje, možete zauvijek zaboraviti na probleme pozicioniranja baterija. Sada će svi, bez iznimke, imati površine okrenute prema suncu pod kutom od 900.

Dijagram uređaja

Shema automatske rotacije također mora uzeti u obzir prisutnost faktora koji ograničavaju energiju sunčevih zraka za veću učinkovitost. Nema smisla koristiti napajanje u slučaju magle, kiše ili naoblake, kada je sunce potpuno ili djelomično skriveno.

Značajke uređaja

Sustavi automatskog praćenja industrijske proizvodnje napredniji su i tehnički i estetski. Međutim, to uopće ne znači da su uređaji napravljeni kod kuće inferiorni. Možda imaju neke nedostatke, ali u svakom slučaju imaju visoku stopu.

XY solarni uređaj za praćenje

Za što kupuju i što privlači cijelu strukturu:

• Uređaji ne zahtijevaju računalne postavke i softver;
• GPS prijemnik očitava lokalno vrijeme kao i lokaciju;
• Mala težina, koja se postiže korištenjem lakih metala (aluminij i njegove legure);
• Prisutnost komunikacijskog priključka omogućuje pravovremeno dijagnosticiranje kvarova;
• Pogon remena, koji pokreće mehanizam, pouzdaniji je od zupčanika;
• GPS prijamnik uvijek ažurira podatke o vremenu kako bi se isključio kvar - na primjer, rad noću nije moguć;
• Svaki dizajn zahtijeva minimalnu intervenciju DIY solarni uređaj za praćenje strana osobe;
• Omogućuje rad pri svim mogućim atmosferskim utjecajima, uključujući niske i visoke temperature;

Mogućnost izrade vlastitog

Ako imate priliku i želju, uvijek možete pokušati sami napraviti uređaj. Naravno, to je donekle teško, jer će zahtijevati ne samo duboko znanje i vještine u električnom modeliranju, već i dodatne napore za izradu samog jarbola, prilikom postavljanja solarnih panela itd.

domaći tragač

Nakon što smo pažljivo proučili forume, možemo sa sigurnošću reći da postoje profesionalci koji nisu na industrijskoj razini. U različitim regijama (gdje je svrsishodno i isplativo), korištenje solarnih panela uz prisutnost rotacijskog sustava za praćenje odavno nije čudo.

Različiti majstori nude svoje sheme, razvoj, dijele svoje iskustvo. Dakle, ako postoji potreba za poboljšanjem dizajna solarnih panela i povećanjem produktivnosti, uvijek postoji mogućnost da to učinite sami, bez korištenja maksimalnih financijskih sredstava.