КОНТРОЛЛЕР ПОВОРОТА СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ

Содержание

Поворотное устройство для солнечной батареи своими руками: как сделать трекер

В настоящее время множество людей переходит на солнечные фонарики для сада, к примеру, или на зарядное устройство для телефона. Как всем известно, и понятно, работает такая зарядка от полученной днем солнечной энергии.

Однако светило не стоит на месте целый день, а потому, создав поворотное устройство для солнечной батареи своими руками, можно повысить эффективность зарядка примерно в половину, передвигая батарею по направлению к солнцу на протяжении всего дня.

Преимущества

Трекер для солнечных панелей своими руками обладает несколькими очень весомыми преимуществами, которые стоят того, чтобы потратить время на его изготовление и установку.

Первое и наиболее важное преимущество – это то, что поворот солнечного элемента в течение всего дня может повысить КПД батареи примерно в половину. Достигается это за счет того, что максимально эффективная работа солнечных батарей достигается в период, когда лучи от светила падают перпендикулярно на фотоэлемент.
Второе преимущество устройства создается под влиянием первого. Из-за того, что батарея повышает свою эффективность и производит вполовину больше энергии, отпадает необходимость установки дополнительных стационарных батарей. К тому же сама поворотная батарея может обладать меньшим фотоэлементом, чем при стационарном способе. Все это экономит большие материальные средства.

Составные элементы трекера

Создание поворотного устройства для солнечных панелей своими руками включает в себя те же комплектующие, что и заводские товары.

Список обязательных деталей для создания такого устройства:

Основа или каркас – состоит из несущих деталей, которые подразделяются на две категории – это подвижные и неподвижные. В некоторых случаях каркас имеет подвижную часть лишь с одной осью – горизонтальной. Однако есть модели и с двумя осями. В таких случаях нужны актуаторы, которые управляют вертикальной осью.
Описанный ранее актуатор также должен входить в конструкцию и обладать устройствами не только поворота, но и устройствами контроля за этими действиями.
Необходимы детали, которые будут защищать устройство от капризов погоды – гроза, сильный ветер, дождь.
Возможность удаленного управления и доступа к поворотному устройству.
Элемент, преобразующий энергию.

Но стоит отметить, что сбор такого устройства иногда дороже, чем покупка уже готового, а потому в некоторых случаях упрощается до несущих деталей, актуатора, управление актуатором.

Принцип работы

Принцип работы поворотного устройства очень прост и держится на двух деталях, одна из которых механическая, а другая электронная. Механическая часть поворотного устройства соответственно отвечает за поворот и наклон батареи. А электронная часть регулирует моменты времени и углы наклона, по которым действует механическая часть.

Электрооборудование, используемое вместе с солнечными батареями, заряжается от самих же батарей, что в некотором роде также экономит средства на подпитку электроники.

Положительные стороны

Если говорить о достоинствах электронного оборудования для поворотного устройства, то стоит отметить удобство. Удобство заключается в том, что электронная часть устройства будет в автоматическом режиме управлять процессом поворота батареи.

Данное преимущество не единственное, а является лишь еще одним в списке тех, что были перечислены ранее. То есть помимо экономии средств и повышения КПД, электроника освобождает человека от надобности вручную осуществлять поворот.

Как сделать своими руками

Создать трекер для солнечных батарей своими руками несложно, так как схема его создания проста. Для того чтобы создать работоспособную схему трекера своими руками необходимо иметь в наличии два фоторезистора. Кроме этих составляющих, нужно также приобрести моторное устройство, которое будет поворачивать батареи.

Подключение этого устройства осуществляется при помощи Н – моста. Этот метод подключения позволит преобразовывать ток силой до 500 мА с напряжением от 6 до 15 В. Схема сборки позволить не только понять, как работает трекер для солнечных батарей, но и создать его самому.

Чтобы настроить работу схемы, необходимо провести следующие действия:

Удостовериться в наличия питания на схему.
Провести подключение двигателя с постоянным током.
Установить фотоэлементы нужно рядом, чтобы добиться одинакового количества солнечных лучей на них.
Необходимо выкрутить два подстроечных резистора. Сделать это нужно против часовой стрелки.
Запускается подача тока на схему. Должен включиться двигатель.
Вкручиваем один из подстроечников до тех пор, пока он не упрется. Помечаем это положение.
Продолжить вкручивание элемента до тех пор, пока двигатель не начнет крутиться в противоположную сторону. Помечаем и это положение.
Делим полученное пространство на равные отделы и посередине устанавливаем подстроечник.
Вкручиваем другой подстроечник до тех пор, пока двигатель не начнет немного дергаться.
Возвращаем подстроечник немного назад и оставляем в таком положении.
Для проверки правильности работы можно закрывать участки солнечной батареи и смотреть за реакцией схемы.

Часовой механизм поворота

Устройство часового механизма поворота в основе своей довольное простое. Для того чтобы создать такой принцип работы, нужно взять любые механические часы и соединить их с двигателем солнечной батареи.

Для того чтобы заставить работать двигатель, необходимо установить один подвижный контакт на длинную стрелку механических часов. Второй неподвижный закрепляется на двенадцати часах. Таким образом, каждый час, когда длинная стрелка будет проходить через двенадцать часов, контакты будут замыкаться, и двигатель будет поворачивать панель.

Временной промежуток в один час, выбран исходя из того, что за это время солнечное светило проходит по небу около 15 градусов. Установить еще один неподвижный контакт можно на шесть часов. Таким образом, поворот будет проходить каждые полчаса.

Водяные часы

Данный способ управления поворотным устройством был изобретен одной предприимчивой канадской студенткой лет и отвечает за поворот лишь одной оси, горизонтальной.

Принцип работы также прост и заключается в следующем:

Солнечная батарея устанавливается в изначальное положение, когда солнечные лучи попадают на фотоэлемент перпендикулярно.
После этого к одной из сторон цепляют емкость с водой, а к другой стороне цепляют какой-нибудь предмет такого же веса, что и емкость с водой. Дно емкости должно обладать небольшим отверстием.
Через него вода будет понемногу вытекать из емкости, из-за чего будет уменьшаться вес, а панель будет потихоньку наклоняться в сторону противовеса. Определить размеры отверстия для емкости придется экспериментально.

Данный способ является наиболее простым. К тому же он экономит материальные средства, которые ушли бы на покупку двигателя, как в случае с часовым механизмом. К тому же, провести монтаж поворотного механизма в виде водяных часов можно самостоятельно, даже не обладая какими-либо специальными знаниями.

Как сделать трекер для солнечной батареи своими руками, вы узнаете из нашего видео.

(2 4,50 из 5) Загрузка…

Источник: https://solar-energ.ru/kak-sdelat-povorotnoe-ustrojstvo-dlya-solnechnoj-paneli-luchshie-idei.html

Контроллер солнечного трекера СОНЯХ

КОНТРОЛЛЕР ПОВОРОТА СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ

Вы, вероятно, задумывались, как увеличить производительность ваших солнечных батарей или коллекторов?

Как построить *солнечный трекер своими руками — и какую затем автоматику (блок управления, контроллер, устройство, систему слежения за солнцем) выбрать?

Чтобы ваша система ориентации солнечных батарей выполняла не только поворот в сторону солнца, но и отслеживала бы в реальном времени именно **оптимальное положение солнечной панели, «точку максимальной мощности» — а Вы получали максимально возможную выработку энергии за день?

* Солнечный трекер — двухосный или одноосный поворотный механизм с приводами для поворота солнечных батарей, коллекторов, концентраторов для увеличения их продуктивности

** Ориентация в оптимальное положение — установка таких азимута и угла наклона солнечной панели (батареи, коллектора), при которых наблюдается максимум освещенности (облучённости) их поверхности и, соответственно, максимум генерации энергии

Если у Вас такие вопросы — тогда обратите внимание на наш продукт. Мы работали над ним, и успешно решили эти задачи. И теперь предлагаем свой продукт — Вам. Приятного просмотра!

Известно, что кроме направленного солнечного излучения на земную поверхность падает значительная доля рассеянного света из атмосферы, составляющая даже в ясный день 10-20%, а в условиях дымки или облачности — 50-90% и более.

Очевидно, что рассеянный и отраженный от других предметов свет наряду с прямым солнечным — также дополнительно освещает нашу панель или нагревает коллектор, увеличивая их отдачу как минимум на вот эти 10-20%, и хорошо было бы эту часть также учитывать и использовать.

Однако направление этого излучения — зачастую не совпадает с направлением прямых солнечных лучей (примеры: зимнее солнце и яркий снежный покров-рефлектор снизу, солнце на горизонте и яркая дымка вверху на небе, равномерная облачность и др.). Как сориентировать солнечную панель в такое время, чтобы максимально использовать и то, и другое?

Эксперименты показали (см. видео), что в таких условиях значительно эффективнее ориентация панели не строго на солнце, а на некоторый, определяемый опытным путем, оптимальный угол, в котором наблюдается максимум ее освещенности и выходной мощности.

Возникает вопрос: почему же тогда обычно стараются навести солнечные панели всегда прямо на солнце, «закрывая глаза» на реальную световую картину, ведь при этом теряется часть энергии? Ответы такие: «потому что так проще, не нужны датчики, не нужно думать над проблемами с облачностью, солнце каждый день ходит почти по одному и тому же пути».

Вот по такому принципу работает пассивное устройство слежения за солнцем, выполняющее наведение солнечных панелей «вслепую» на теоретическое положение Солнца, по расчету с использованием географических координат и времени (GРS, тaймеp).

Прирост выработки энергии при этом в сравнении с неподвижно стоящими солнечными панелями составляет 40%.

«Собрать» же дополнительную солнечную энергию — Вы можете, перейдя к активной системе ориентации, выполняющей не просто механический поворот солнечных панелей во времени — а именно поиск такого положения, в котором сейчас наблюдается максимум освещенности вашей солнечной панели. За день работы такой алгоритм по выработке дает максимум от того, что можно вообще получить от солнечной батареи за счет её ориентации.

Получите +50% генерации с активной системой слежения за солнцем

В активном устройстве слежения за солнцем присутствует специальный фотометрический датчик, который устанавливается на подвижной части трекера вместе с солнечными панелями, и по сигналам которого блок управления непрерывно анализирует: находятся ли сейчас панели в «положении максимальной мощности»? И через приводы при необходимости позиционирует их в это положение. И так — в течение дня.

Эффективная система слежения «следит» не за положением Солнца — а за тем, чтобы за счет наилучшей ориентации солнечного трекера в текущей световой картине — «выжать» максимум энергии из ваших солнечных панелей!

Конечно, везде есть свои сильные и слабые стороны — скажете Вы. И будете абсолютно правы. Да, нужен датчик. Да, он именно оптический, и это дополнительный элемент и пр. Но здесь вопрос приоритетов, и каждый выбирает сам.

У нас изначально стояла задача: где взять самый надежный, простой и эффективныйблок управления для установки на наши двухосевые солнечные трекеры (AADAT, ориентация по азимуту и элевации).

После ряда неудовлетворительных экспериментов с существующими контроллерами, как отечественных пассивного типа, так и активных из братского Китая✈ («купишь даром — выйдет боком») — мы начали разработку своего продукта, и пошли именно по оптическому пути.

Основное внимание при этом уделено максимальной эффективности ориентации не только в ясную погоду, но и в переменную облачность. Созданию новых алгоритмов адаптивного микропроцессорного управления, которые работают лучше, точнее, защищеннее от помех в полевых условиях, чем простейшие схемы на ..фоторезисторах и транзисторах, которыми наполнен Интернет.

Начиная с 2017 года контроллер СОНЯХвнедрен на солнечных трекерах ведущих украинских производителей и за это время максимально адаптирован для наших пользователей и условий установки.

С 2019 года устройство слежения за солнцем выпускается серийно, работает на солнечных электростанциях мощностью от сотни ватт до десятков киловатт и имеет положительные рекомендации в отношении качества работы.

Принципы управления солнечным трекером, заложенные в контроллере СОНЯХ, защищены патентом Украины.

Основные преимущества контроллера СОНЯХ:

++ Активная система, максимум выработки энергии. С контроллером солнечного трекера СОНЯХ ваша система слежения за солнцем будет ориентироваться не по расчетному его положению — а по реальной световой картине. После внедрения контроллера СОНЯХ продуктивность солнечных батарей на трекерах за день превышает получаемую в статике на 50% и выше.
⛅ Помехоустойчивость, защита от «рыскания»в облачность. Оригинальная модель позиционирования, выполняемая микроконтроллером, с возможностью тонкой настройки ее «поведения» в меню. В этом отличие от простейших схем на фоторезисторах, известных нам «качеством» своей работы.
24/7 Автономная работа. С автоматикой СОНЯХ ваш трекер солнечных батарей будет выполнять слежение за солнцем всегда, независимо от наличия сигнала GРS и пр., и без необходимости постоянного вмешательства, проведения какой-то коррекции и т.п.
☂ Надежная защита вашего трекерав неблагоприятных погодных условиях: ветер, снег, град.
⭕ Простота приводов. Построить солнечный трекер с блоком управления СОНЯХ самостоятельно, своими руками — очень просто и доступно, поскольку не потребуются дорогостоящие актуаторы, счетчики оборотов, датчики положения, герконы и т.п. Только два обычных, имеющихся в наличии мотор-редуктора (постоянка / переменка 12/24/220В) и четыре концевых выключателя — и это всё что нужно для полноценной работы! Можно использовать любые актуаторы (самые простые, без счетчика оборотов, концевики в этом случае не нужны), наши пользователи с успехом используют даже гидравлический привод!
①② Универсальность: одна или две оси. Контроллер СОНЯХ может выполнять слежение за солнцем как на двухосевых, так и на одноосевых солнечных трекерах. Вы можете вначале сделать Ваш солнечный трекер одноосным, а в дальнейшем — полноценным двухосным.
⚠ Защита приводов от перегрузки, а трекера — от повреждений: останов если нагрузка превышает критическое значение, задаваемое индивидуально для каждого привода. Например, бывают случаи: примерз привод, не сработал концевик, трекер при повороте уперся в препятствие, снег и пр. При этом Вы гарантированно избежите неприятностей: повреждения панелей, привода, электроники.
┻ Простота установки основания. Для трекера солнечных панелей с контроллером СОНЯХ Вам не потребуется точная привязка по азимуту и вертикали (как в пассивных системах, где ошибка ориентации основания входит в общую погрешность слежения, поэтому там это крайне важно). СОНЯХ — активная система слежения за солнцем с обратной связьюпо датчикам, поэтому Вы можете устанавливать основание не особо задумываясь об углах. Точный поиск солнца будет выполнен автоматически, сразу после включения питания.
♻ Построение автономных систем. Работа от резервной аккумуляторной батареи в случае перебоев в электроснабжении, аварийная парковка («по ветру») — при низком ее заряде, отключение системы — при полном разряде и восстановление нормальной работы солнечного трекера — после того, как появится электропитание, и АКБ наберет достаточный заряд.
⬜ Наглядность настройки контроллера благодаря встроенному графическому дисплею (отображение сигналов в виде графиков и пр.)
☕ Удобство обслуживания трекеров с помощью пультов ДУ (ИК или радио 433 МГц)
$ Доступная цена, а также возможность одновременного управления одним блоком — целым массивом солнечных трекеров
☎ Поддержка разработчиком: онлайн-консультации и гарантия работы системы у Вас после установки. Обновление прошивки и доработка функций по индивидуальному заказу (в отличие от китайских прототипов).

Плата контроллера содержит дисплей и пять кнопок: «Esc, OK, вверх, вниз» и «Авто/ручной режим» — для отключения автомата и ручного позиционирования трекера влево-вправо-вверх-вниз. В удобном иерархическом меню (как в телефонах Nokia) можно изменять значительное число параметров (уставок), влияющих на работу солнечного трекера, просматривать состояние датчиков в числовом и графическом виде. Присутствует сброс к рекомендуемым настройкам по умолчанию (DEFAULT), где не нужно ничего настраивать: система изначально работоспособна — достаточно лишь запустить обучение в меню «Привод».

Слева на плате расположены входы для фотометрического датчика (EL, ER, ED, EU), вверху в левой половине — входы для четырех концевиков (SL, SR, SD, SU) и четыре дополнительных входа:

Em!: аварийная кнопка для принудительной ручной парковки трекера вверх (в зенит, панели при этом параллельно земле)
Wind: вход частотного сигнала датчика ветра (анемометра) — то же, но для автоматической парковки трекера при сильном ветре
Hail: вход дискретного сигнала датчика снега / града для парковки трекера вниз (на горизонт, панели при этом вертикально) — для защиты от града или сброса снега
OVL! — вход дискретного сигнала перегрузки приводов — для останова при возникновении препятствия при движении

Управление двумя приводами, выполняющими поворот солнечных панелей по азимуту X и элевации (углу высоты) солнца Y, выполняется по четырем NPN NO выходам (ML, MR, MD, MU), к которым подключаются любые подходящие реле или фирменные силовые модули для AC-двигателей или для DC-двигателей.

Вариант с реле — дешевле, но без защиты привода от перегрузки.

Например, можно использовать релейные модули на 4-8 реле 5/12/24В 10А, промежуточные реле 12/24В 5-10А с монтажной колодкой на DIN-рейку (РЭК78, РЭК77) или мощные автомобильные реле 12/24В 40-100А.

Вариант с силовым модулем DC — дороже, но в этом полноценно работает функция защиты приводов, что позволяет защитить ваш трекер от повреждений.

Питание (+Vin, PGND или +V, GND) — постоянным напряжением в широком диапазоне от 8 до 30В. На плате есть мощный выход +5В 0.5А для питания, например, реле. Контроллер очень экономичен: потребляемый ток составляет 10-20мА, что позволяет строить полностью автономные системы с питанием от АКБ.

Технические характеристики:

Габариты платы контроллера: 90 x 66 мм
Крепление платы: 4 винта М3, 82 x 47 мм
Габариты корпуса датчика (без креплений и кабеля): 83 x 58 x 34 мм
Боковые крепления: 2 отв. ∅4 мм на расстоянии 96 мм
Длина кабеля датчика: 4-7 м (уточняется при заказе)
Рекомендуемое время движения привода по X: 3-30 мин
Рекомендуемое время движения привода по Y: 1-5 мин
Текущая версия прошивки: 4.74b

С дополнительной информацией Вы можете ознакомиться в подборке новостей
Обратите также внимание на более простой контроллер СОНЯХ mini.

Готовые решения — производство и продажа трекеров от наших партнеров:

Цена автоматики для солнечного трекера СОНЯХ — 150 USD (базовый комплект: плата управления и фотометрический датчик).

☎ Задать вопросы, заказать, протестировать, купить активную систему слежения за солнцем для солнечного трекера от производителя, своими руками установить, получить качество и максимальную выработку — Вы можете уже сейчас!

Источник: https://sonyah.solar/tracker/

Солнечный трекер

КОНТРОЛЛЕР ПОВОРОТА СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ

Солнечные электростанции все увереннее входят в повседневную жизнь жителей различных уголков нашей страны и многих других государств.
Для того, чтобы повысить КПД использования солнечных панелей, конструкторы и инженеры, разрабатывают новые устройства и приспособления, одним из которых является солнечный трекер.

Что это такое и зачем он нужен

Солнечный трекер – это устройство, позволяющее следить за движением солнца по небосводу, и перемещать солнечную панель в положение, в котором поглощение солнечных лучей происходит наиболее эффективно.

Достоинства солнечного трекера

Достоинства установки трекера можно сформулировать следующим образом:

КПД солнечных панелей возрастает на 40 -45%. Увеличение достигается за счет того, что наиболее эффективная работа панелей происходит, когда солнечные лучи падают под углом 90* на фотоэлементы панели;
За счет установки трекера КПД солнечных панелей значительно повышается, количество вырабатываемой электрической энергии, увеличивается.
В связи с увеличением производительности отдельно взятой панели, отпадает необходимость в установке дополнительных панелей, что в свою очередь, снижает стоимость всего комплекта солнечной электростанции.

Виды трекеров

В зависимости от конструкции, трекера подразделяются на:

С одной осью вращения – одноосные, устройства, обладающие одной степенью свободы. У данного вида трекеров степень свободы определяется осью вращения, которая ориентируется с севера на юг.

Данный вид подразделяется на:

С горизонтальной осью вращения – ось вращения находится в горизонтальной плоскости по отношению к поверхности земли;
С вертикальной осью вращения – ось вращения расположена в вертикальной плоскости по отношению к поверхности земли;
С наклонной осью вращения – ось вращения расположена в промежутке между вертикально и горизонтально расположенными осями, по отношению к поверхности земли;
С полярно ориентированной осью вращения – ось устанавливается в соответствии с расположением полярной звезды. Для каждого конкретного случая, угол наклона, при данном расположении оси вращения, определяется индивидуально и зависит от широты месторасположения устройства.

С двумя осями вращения – двуосные, устройства обладающий двумя степенями свободы. У данного вида трекеров, имеются две оси вращения, которые определяют степень свободы устройства. Оси вращения работают не зависимо друг от друга, но увязаны в общий комплекс устройств, приводящий трекер в движение, в соответствии с заданными параметрами.
Трекер с двумя осями вращения и опорной плоскостью.

Данный вид подразделяется на:

С двумя осями вращения на несущем столбе – несущие конструкции солнечных панелей монтируются на столбовой конструкции. В этом случае, в верхней части столба устраивается площадка, на которой монтируется поворотный механизм, при помощи которого осуществляется поворот несущих конструкций панелей в плоскости поверхности земли. Вторая степень свободы осуществляется как у одноосных трекеров.
С двумя осями вращения и опорной плоскостью – несущие конструкции солнечных панелей монтируются на плоскости, которая в свою очередь крепится на круглой платформе или кольце, в виде направляющего рельса. Поворот осуществляется аналогично повороту на столбчатой конструкции, разница лишь в том, что на опорной плоскости можно смонтировать большее количество солнечных панелей, нежели на опорном столбе. Минус этой конструкции в том, что требуется большая площадь поверхности земли для монтажа подобного типа механизмов.

Средние цены

В зависимости от вида, комплектации, фирмы производителя и технических характеристик, стоимость трекеров может составлять: