Prosty system śledzenia słonecznego - mechanizm i działanie

Obwód i mechanizm wyjaśniony w tym artykule można uznać za najłatwiejszy i doskonały dwuosiowy system śledzenia słońca.

Jak działa koncepcja Dual Axis Solar Tracker

Urządzenie jest w stanie precyzyjnie śledzić ruch słońca w ciągu dnia i odpowiednio przesuwać się w osi pionowej. Urządzenie również skutecznie śledzi sezonowe przemieszczanie się słońca i porusza cały mechanizm w płaszczyźnie poziomej lub w ruchu bocznym tak, że orientacja panelu słonecznego jest zawsze utrzymywana w prostej osi do słońca, tak aby uzupełniała działania pionowe trackera odpowiednio.

Jak pokazano na rysunku, można tu zaobserwować stosunkowo łatwy mechanizm. Lokalizator słoneczny jest zasadniczo zamontowany na kilku stojakach z centralną ruchomą osią.

Obrotowy układ umożliwia przesuwanie mocowań paneli po kołowej osi w zakresie prawie 360 ​​stopni.

Mechanizm przekładni silnika, jak pokazano na schemacie, jest zamontowany tuż przy narożniku osi obrotu w taki sposób, że gdy silnik obraca się, cały panel słoneczny przesuwa się proporcjonalnie wokół swojego środkowego obrotu, w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara lub zgodnie z ruchem wskazówek zegara, w zależności od ruchu silnik, który z kolei zależy od położenia słońca.

Jak działa obwód LDR

Położenie LDR jest tutaj krytyczne, a zestaw LDR, który odpowiada temu pionowemu ruchowi płaszczyzny, jest tak ustawiony, że wyczuwa światło słoneczne dokładnie i stara się utrzymać panel prostopadle do promieni słonecznych, przesuwając silnik w odpowiednim kierunku przez określoną liczbę stopniowanych obrotów.

Wykrywanie LDR jest właściwie dokładnie odbierane i interpretowane przez obwód elektroniczny, który steruje silnikiem w celu wykonania opisanych powyżej działań.

Kolejny mechanizm, który jest dość podobny do powyższego ustawienia pionowego, ale przesuwa panel ruchem bocznym, a raczej przesuwa cały uchwyt panelu słonecznego ruchem okrężnym po płaszczyźnie poziomej.

Ruch ten następuje w odpowiedzi na położenie słońca podczas zmian pór roku, dlatego w przeciwieństwie do ruchów pionowych operacja ta jest bardzo stopniowa i nie można jej doświadczyć na co dzień.

Ponownie powyższy ruch jest odpowiedzią na polecenie wydane silnikowi przez obwód elektroniczny, który działa w odpowiedzi na wykrywanie dokonywane przez LDR.

Do powyższej procedury używany jest inny zestaw LDR, które są montowane poziomo nad panelem, w określonym położeniu, jak pokazano na schemacie.

Jak działa obwód sterowania Solar Tracker OpAmp

Dokładne zbadanie obwodu pokazanego na schemacie ujawnia, że ​​cała konfiguracja jest w rzeczywistości bardzo prosta i nieskomplikowana. Tutaj używany jest pojedynczy układ IC 324 i tylko dwa jego wzmacniacze operacyjne są wykorzystywane do wymaganych operacji.

Wzmacniacze operacyjne są głównie okablowane, aby utworzyć rodzaj komparatora okiennego, odpowiedzialnego za aktywację ich wyjść, gdy ich wejścia wahają się lub dryfują poza z góry określone okno, ustawione przez odpowiednie potencjometry.

Dwa LDR są podłączone do wejść wzmacniaczy operacyjnych w celu wykrywania poziomu światła. Dopóki światła nad dwoma LDR są jednolite, wyjścia wzmacniacza operacyjnego pozostają nieaktywne.

Jednak w chwili, gdy jeden z LDR wyczuje nad nim inną wielkość światła (co może się zdarzyć z powodu zmieniającej się pozycji słońca), równowaga na wejściu opampu przesunie się w jednym kierunku, natychmiast powodując, że odpowiednie wyjście wzmacniacza operacyjnego stanie się wysokie.

Ta wysoka moc wyjściowa natychmiast aktywuje pełną sieć tranzystorów mostkowych, która z kolei obraca podłączony silnik w ustalonym kierunku, tak że panel obraca się i dostosowuje swoje ustawienie względem promieni słonecznych, aż do przywrócenia jednolitej ilości światła w odpowiednim zestawie LDR.

Po przywróceniu poziomu światła w odpowiednich zestawach LDR, wzmacniacze operacyjne ponownie stają się uśpione i wyłączają swoje wyjścia, a także silnik.

Powyższa sekwencja trwa przez cały dzień krokami, gdy słońce zmienia swoje położenie, a powyższy mechanizm przesuwa się zgodnie z pozycją słońca.

Należy zauważyć, że dwa zestawy wyżej wyjaśnionych zespołów obwodów będą potrzebne do kontrolowania podwójnych działań lub po prostu do wykonania omówionego powyżej mechanizmu podwójnego śledzenia układu słonecznego.

Lista części

• R3 = 15 tys.,
• R4 = 39K,
• P1 = 100 K,
• P2 = 22 tys.,
• LDR = typ normalny o odporności około 10 K do 40 K w świetle dziennym w cieniu i nieskończonej odporności w całkowitej ciemności.
• Wzmacniacze operacyjne pochodzą z IC 324 lub oddzielnie mogą być dołączone dwa układy 741 IC.
• T1, T3 = TIP31C,
• T2, T4 = TIP32C,
• Wszystkie diody to 1N4007
• Silnik = zgodnie z obciążeniem i rozmiarem panelu słonecznego

Dzięki uprzejmości - Elector Electroniks India

Jak dodać funkcję ustawiania / resetowania w powyższym obwodzie

Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że powyższy obwód nie zawiera funkcji automatycznego resetowania. Jednak dokładniejsze badanie pokaże, że w rzeczywistości obwód ten zresetuje się automatycznie, gdy nadejdzie świt lub w porannym świetle dnia.

Może to być prawdą ze względu na fakt, że LDR są umieszczone wewnątrz obudów, które są specjalnie zaprojektowane w kształcie litery „V”, aby ułatwić to działanie.

Od odbicia wschodzącego słońca w godzinach porannych niebo jest bardziej oświetlone niż ziemia. Ponieważ LDR są ustawione w sposób „V”, LDR, który jest skierowany bardziej w stronę nieba, otrzymuje więcej światła niż LDR, który jest skierowany w stronę ziemi. Sytuacja ta uruchamia silnik w przeciwnym kierunku, tak że zmusza panel do powrotu we wczesnych godzinach porannych.

Gdy panel obraca się w kierunku wschodnim, odpowiedni LDR zaczyna być wystawiany na jeszcze więcej światła otoczenia pochodzącego ze wschodzącego światła słonecznego, co popycha panel jeszcze mocniej w kierunku wschodnim, aż oba LDR są prawie proporcjonalnie wystawione na wschodzące światło słoneczne, co całkowicie resetuje panel tak, aby proces zaczynał się od nowa.

Ustaw funkcję resetowania

W przypadku, gdy niezbędna jest funkcja resetowania ustawień, można zastosować następujący projekt.

Przełącznik ustawiania jest umieszczony na końcu trackera o zachodzie słońca, tak że zostaje wciśnięty, gdy panel zakończy śledzenie dni.

Jak widać na poniższym rysunku, zasilanie toru trackera podawane jest z punktów N / C przekaźnika DPDT, czyli po wciśnięciu przełącznika 'SET' przekaźnik załącza się i odłącza zasilanie od obwód tak, że cały obwód pokazany w powyższym artykule zostanie teraz odłączony i nie będzie przeszkadzał.

Jednocześnie silnik otrzymuje napięcie zwrotne poprzez styki zwierne, dzięki czemu może zainicjować proces cofania panelu do pierwotnego położenia.

Gdy panel zakończy proces cofania w kierunku końca `` wschodu słońca '', popycha przełącznik resetowania umieszczony odpowiednio gdzieś na tym końcu, działanie to dezaktywuje przekaźnik ponownie resetując cały system na następny cykl.