نظام تعقب الطاقة الشمسية البسيط - الآلية والعمل

يمكن اعتبار الدائرة والآلية الموضحة في هذه المقالة على أنها أسهل وأكمل نظام تعقب شمسي ثنائي المحور.

كيف يعمل مفهوم تعقب الطاقة الشمسية ثنائي المحور

الجهاز قادر على تتبع الحركة النهارية للشمس بدقة والتحول في المحور الرأسي وفقًا لذلك. يتتبع الجهاز أيضًا الإزاحة الموسمية للشمس بشكل فعال ويحرك الآلية بأكملها في المستوى الأفقي أو في حركة جانبية بحيث يتم الاحتفاظ دائمًا بتوجيه اللوح الشمسي في محور مستقيم للشمس بحيث يكمل الإجراءات الرأسية من المتعقب بشكل مناسب.

كما هو موضح في الشكل ، يمكن رؤية آلية سهلة نسبيًا هنا. يتم تركيب جهاز التعقب الشمسي بشكل أساسي على حامل مع محور متحرك مركزي.

يسمح الترتيب المحوري لحوامل اللوحة بالتحرك على محور دائري بمقدار 360 درجة تقريبًا.

آلية تروس المحرك كما هو موضح في الرسم البياني مثبتة في زاوية المحور المحوري تمامًا بحيث عندما يدور المحرك ، فإن اللوحة الشمسية بأكملها تتحرك بشكل متناسب حول محورها المركزي ، إما عكس اتجاه عقارب الساعة أو اتجاه عقارب الساعة ، اعتمادًا على حركة المحرك الذي يعتمد بدوره على موقع الشمس.

كيف تعمل دائرة LDR

يعد موضع LDRs أمرًا بالغ الأهمية هنا ، ويتم وضع مجموعة LDR التي تتوافق مع حركة المستوى العمودية هذه بحيث تستشعر ضوء الشمس بدقة وتحاول إبقاء اللوحة عمودية على أشعة الشمس عن طريق تحريك المحرك في الاتجاه المناسب من خلال عدد محدد من التدويرات المتدرجة.

يتم تلقي استشعار LDR بدقة وتفسيره بواسطة دائرة إلكترونية تحكم المحرك للإجراءات الموضحة أعلاه.

هناك آلية أخرى مشابهة تمامًا للإعداد الرأسي أعلاه ، ولكنها تحرك اللوحة من خلال حركة جانبية أو بالأحرى تقوم بتحريك تركيب اللوحة الشمسية بالكامل في حركة دائرية فوق المستوى الأفقي.

تحدث هذه الحركة استجابةً لموضع الشمس أثناء التغيرات الموسمية ، لذلك على عكس الحركات الرأسية ، فإن هذه العملية تدريجية للغاية ولا يمكن تجربتها يوميًا.

مرة أخرى ، الحركة المذكورة أعلاه هي استجابة للأمر المعطى للمحرك بواسطة الدائرة الإلكترونية التي تعمل استجابة للاستشعار الذي تقوم به LDRs.

للإجراء أعلاه ، يتم استخدام مجموعة مختلفة من LDRs ويتم تركيبها أفقياً فوق اللوحة ، في موضع محدد كما هو موضح في الرسم التخطيطي.

كيف تعمل دائرة التحكم في تعقب الطاقة الشمسية في OpAmp

يكشف التحقيق الدقيق للدائرة الموضحة في الرسم التخطيطي أن التكوين بأكمله في الواقع بسيط للغاية ومباشر. هنا يتم استخدام IC 324 واحد ويتم استخدام اثنين فقط من opamps للعمليات المطلوبة.

يتم توصيل opamps بشكل أساسي لتشكيل نوع من مقارنة النوافذ ، وهي المسؤولة عن تنشيط مخرجاتها عندما تتأرجح مدخلاتها أو تنجرف خارج النافذة المحددة مسبقًا ، والتي تم تعيينها بواسطة الأواني ذات الصلة.

يتم توصيل اثنين من LDRs بمدخلات opamps لاستشعار مستويات الضوء. طالما أن الأضواء فوق اثنين من LDRs موحدة ، تظل مخرجات opamp معطلة.

ومع ذلك ، في اللحظة التي يستشعر فيها أحد LDRs حجمًا مختلفًا من الضوء فوقه (والذي قد يحدث بسبب تغيير موضع الشمس) ، فإن التوازن على مدخلات opamp يتحول نحو اتجاه واحد ، مما يجعل إخراج opamps ذي الصلة على الفور مرتفعًا.

يعمل هذا الناتج المرتفع على تنشيط شبكة ترانزستور الجسر الكامل على الفور ، والتي بدورها تقوم بتدوير المحرك المتصل في اتجاه محدد ، بحيث تدور اللوحة وتضبط محاذاة مع أشعة الشمس حتى يتم استعادة كمية موحدة من الضوء على مجموعة ذات الصلة من LDRs.

بمجرد استعادة مستوى الضوء على مجموعات LDR ذات الصلة ، تصبح opamps مرة أخرى نائمة وتغلق مخرجاتها وكذلك المحرك.

يستمر التسلسل أعلاه طوال اليوم ، في خطوات ، حيث تغير الشمس موقعها وتستمر الآلية المذكورة أعلاه في التغيير وفقًا لموضع الشمس.

وتجدر الإشارة إلى أنه ستكون هناك حاجة إلى مجموعتين من مجموعات الدوائر الموضحة أعلاه للتحكم في الإجراءات المزدوجة أو ببساطة لإنشاء آلية النظام الشمسي المزدوج التي تمت مناقشتها أعلاه.

قائمة الاجزاء

• R3 = 15 كيلو ،
• R4 = 39 ك ،
• P1 = 100 ك ،
• P2 = 22 ك ،
• LDR = نوع عادي بمقاومة تتراوح بين 10 كلفن و 40 كلفن في ضوء النهار تحت الظل ومقاومة لانهائية في الظلام الدامس.
• Op-Amps هي من IC 324 أو قد يتم أيضًا دمج 741 ICs بشكل منفصل.
• T1 ، T3 = TIP31C ،
• T2 ، T4 = TIP32C ،
• جميع الثنائيات 1N4007
• المحرك = حسب حمولة وحجم الألواح الشمسية

مجاملة - Electroniks India

كيفية إضافة منشأة تعيين / إعادة تعيين في الدائرة أعلاه

للوهلة الأولى ، قد يبدو أن الدائرة المذكورة أعلاه لا تتضمن ميزة إعادة الضبط التلقائي. ومع ذلك ، فإن التحقيق الدقيق سيظهر أنه في الواقع ستتم إعادة ضبط هذه الدائرة تلقائيًا عند الفجر في وضح النهار أو في الصباح.

قد يكون هذا صحيحًا نظرًا لحقيقة أن LDRs موضوعة داخل حاويات مصممة خصيصًا في شكل 'V' لتسهيل هذا الإجراء.

من انعكاس ضوء الشمس الساطع ، خلال ساعات الصباح تصبح السماء أكثر إضاءة من الأرض. نظرًا لأن LDRs موضوعة بطريقة 'V' ، فإن LDR التي تواجه المزيد نحو السماء تتلقى ضوءًا أكثر من LDR التي تواجه الأرض. يؤدي هذا الموقف إلى تنشيط المحرك في الاتجاه المعاكس ، بحيث يجبر اللوحة على الرجوع في ساعات الصباح الباكر.

عندما تعود اللوحة نحو الشرق ، يبدأ LDR ذي الصلة في التعرض لمزيد من الضوء المحيط من ضوء الشمس الساطع ، وهذا يدفع اللوحة بشكل أكبر نحو الشرق حتى يتعرض كلا LDR بشكل متناسب تقريبًا نحو ضوء الشمس الشرقي الصاعد ، وهذا يعيد ضبط اللوحة بالكامل. حتى تبدأ العملية من جديد.

تعيين وظيفة إعادة الضبط

في حالة ضرورة وجود ميزة إعادة تعيين المجموعة ، يمكن دمج التصميم التالي.

يتم وضع مفتاح الضبط في نهاية 'غروب الشمس' من المتعقب ، بحيث يتم الضغط عليه عندما تنتهي اللوحة من تتبع الأيام.

كما يتضح من الشكل أدناه ، يتم توفير الإمداد بدائرة التعقب من نقاط N / C في مرحل DPDT ، وهذا يعني أنه عند الضغط على مفتاح `` SET '' ، ينشط المرحل ويفصل الإمداد إلى الدائرة بحيث يتم الآن فصل الدائرة بالكامل الموضحة في المقالة أعلاه ولا تتداخل.

في نفس الوقت ، يستقبل المحرك جهد الانعكاس عبر ملامسات N / O حتى يتمكن من بدء عملية عكس اللوحة إلى موضعها الأصلي.

بمجرد أن تنتهي اللوحة من عملية الانعكاس نحو نهاية 'شروق الشمس' ، فإنها تدفع مفتاح إعادة الضبط الموضوعة بشكل مناسب في مكان ما في تلك النهاية ، وهذا الإجراء يلغي تنشيط التتابع مرة أخرى لإعادة ضبط النظام بأكمله للدورة التالية.