Hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời đơn giản - Cơ chế và hoạt động

Mạch và cơ chế được giải thích trong bài viết này có thể được coi là hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời trục kép dễ dàng và hoàn hảo nhất.

Cách thức hoạt động của khái niệm công cụ theo dõi năng lượng mặt trời hai trục

Thiết bị có thể theo dõi chuyển động ban ngày của mặt trời một cách chính xác và thay đổi theo trục thẳng đứng. Thiết bị cũng theo dõi hiệu quả sự dịch chuyển theo mùa của mặt trời và di chuyển toàn bộ cơ chế trong mặt phẳng nằm ngang hoặc theo chuyển động ngang sao cho hướng của bảng điều khiển năng lượng mặt trời luôn được giữ theo trục thẳng với mặt trời để nó bổ sung cho các hành động thẳng đứng. của trình theo dõi một cách thích hợp.

Như trong hình, một cơ chế tương đối dễ dàng có thể được chứng kiến ​​ở đây. Máy theo dõi năng lượng mặt trời về cơ bản được gắn trên một vài giá đỡ với một trục di động trung tâm.

Sự sắp xếp trục xoay cho phép các giá đỡ của bảng điều khiển di chuyển trên một trục tròn trên gần 360 độ.

Một cơ cấu bánh răng động cơ như thể hiện trong sơ đồ được lắp ngay ở góc của trục quay theo cách mà khi động cơ quay, toàn bộ bảng điều khiển năng lượng mặt trời sẽ dịch chuyển tương ứng về trục trung tâm của nó, ngược chiều kim đồng hồ hoặc theo chiều kim đồng hồ, tùy thuộc vào chuyển động của động cơ này lần lượt phụ thuộc vào vị trí của mặt trời.

Cách hoạt động của mạch LDR

Vị trí của các LDR rất quan trọng ở đây và bộ LDR tương ứng với chuyển động của mặt phẳng thẳng đứng này được định vị đến mức nó cảm nhận được ánh sáng mặt trời một cách chính xác và cố gắng giữ cho bảng điều khiển vuông góc với tia nắng bằng cách di chuyển động cơ theo hướng thích hợp. một số bước quay xác định.

Cảm biến LDR thực sự được nhận và diễn giải chính xác bởi một mạch điện tử ra lệnh cho động cơ thực hiện các hành động được giải thích ở trên.

Một cơ chế khác khá giống với thiết lập theo chiều dọc ở trên, nhưng di chuyển bảng điều khiển theo chuyển động ngang hoặc đúng hơn là nó di chuyển toàn bộ giá đỡ bảng điều khiển năng lượng mặt trời theo chuyển động tròn trên mặt phẳng nằm ngang.

Chuyển động này diễn ra theo vị trí của mặt trời trong quá trình thay đổi theo mùa, do đó trái ngược với chuyển động thẳng đứng, hoạt động này diễn ra rất từ ​​từ và không thể trải nghiệm hàng ngày.

Một lần nữa chuyển động ở trên là để đáp ứng lệnh được cấp cho động cơ bởi mạch điện tử hoạt động theo cảm ứng được thực hiện bởi các LDR.

Đối với quy trình trên, một bộ LDR khác nhau được sử dụng và được gắn theo chiều ngang trên bảng điều khiển, tại một vị trí cụ thể như thể hiện trong sơ đồ.

Cách hoạt động của mạch điều khiển OpAmp Solar Tracker

Một cuộc điều tra kỹ lưỡng về mạch hiển thị trong sơ đồ cho thấy rằng toàn bộ cấu hình thực sự rất đơn giản và dễ hiểu. Ở đây, một IC 324 duy nhất được sử dụng và chỉ hai trong số các opa của nó được sử dụng cho các hoạt động cần thiết.

Các opamps chủ yếu được nối dây để tạo thành một loại bộ so sánh cửa sổ, chịu trách nhiệm kích hoạt đầu ra của chúng bất cứ khi nào đầu vào của chúng dao động hoặc trôi ra khỏi cửa sổ được xác định trước, được đặt bởi các nồi liên quan.

Hai LDR được kết nối với đầu vào của opamps để cảm nhận mức độ ánh sáng. Miễn là các đèn trên hai LDR đồng nhất, các đầu ra của opamp vẫn bị tắt.

Tuy nhiên, tại thời điểm một trong các LDR cảm nhận được cường độ ánh sáng khác trên nó (có thể xảy ra do vị trí của mặt trời thay đổi) thì sự cân bằng trên đầu vào của opamp sẽ dịch chuyển về một hướng, ngay lập tức làm cho đầu ra opamps có liên quan tăng cao.

Đầu ra cao này ngay lập tức kích hoạt mạng bóng bán dẫn cầu đầy đủ, từ đó quay động cơ được kết nối theo một hướng đã định, sao cho bảng điều khiển quay và điều chỉnh sự liên kết của nó với tia nắng mặt trời cho đến khi lượng ánh sáng đồng nhất được khôi phục trên bộ LDR có liên quan.

Khi mức ánh sáng trên các bộ LDR liên quan được khôi phục, các opamps lại hoạt động và tắt các đầu ra của chúng cũng như động cơ.

Trình tự trên tiếp tục diễn ra trong cả ngày, theo từng bước, khi mặt trời thay đổi vị trí của nó và cơ chế trên tiếp tục dịch chuyển theo vị trí của mặt trời.

Cần lưu ý rằng hai bộ cụm mạch được giải thích ở trên sẽ được yêu cầu để điều khiển các hành động kép hoặc chỉ đơn giản là để tạo ra cơ chế hệ thống năng lượng mặt trời theo dõi kép đã thảo luận ở trên.

Danh sách các bộ phận

• R3 = 15K,
• R4 = 39K,
• P1 = 100 nghìn,
• P2 = 22 nghìn,
• LDR = Loại bình thường với điện trở khoảng 10 K đến 40K trong ánh sáng ban ngày dưới bóng râm và khả năng chống vô hạn trong bóng tối hoàn toàn.
• Op-amps từ IC 324 hoặc hai IC 741 riêng biệt cũng có thể được kết hợp.
• T1, T3 = TIP31C,
• T2, T4 = TIP32C,
• Tất cả các điốt là 1N4007
• Động cơ = Theo tải và kích thước của bảng điều khiển năng lượng mặt trời

Lịch sự - Elector Electroniks India

Làm thế nào để thêm một bộ / đặt lại cơ sở trong mạch trên

Thoạt nhìn, có thể thấy rằng mạch trên không tích hợp tính năng tự động đặt lại. Tuy nhiên, một cuộc điều tra kỹ hơn sẽ cho thấy rằng thực sự mạch này sẽ tự động thiết lập lại khi bình minh ló dạng hoặc trong ánh sáng ban ngày.

Điều này có thể đúng do thực tế là các LDR được đặt bên trong các thùng loa được thiết kế đặc biệt theo hình chữ 'V' để tạo điều kiện thuận lợi cho hành động này.

Từ sự phản chiếu của ánh sáng mặt trời mọc, trong những giờ buổi sáng, bầu trời được chiếu sáng nhiều hơn mặt đất. Vì các LDR được đặt theo cách 'V', LDR hướng về phía bầu trời sẽ nhận được nhiều ánh sáng hơn LDR hướng về phía mặt đất. Tình huống này sẽ kích hoạt động cơ theo hướng ngược lại, do đó nó buộc bảng điều khiển quay trở lại vào sáng sớm.

Khi bảng điều khiển quay ngược về phía đông, LDR có liên quan bắt đầu tiếp xúc với nhiều ánh sáng xung quanh hơn từ ánh sáng mặt trời đang chiếu, điều này đẩy bảng điều khiển về phía đông hơn nữa cho đến khi cả hai LDR gần như tiếp xúc tương xứng về phía ánh sáng mặt trời mọc phía đông, điều này hoàn toàn đặt lại để quá trình bắt đầu lại.

Đặt chức năng đặt lại

Trong trường hợp một tính năng đặt lại bộ trở nên bắt buộc, thiết kế sau có thể được kết hợp.

Công tắc cài đặt được đặt ở cuối 'mặt trời lặn' của trình theo dõi, vì vậy nó sẽ bị tắt khi bảng điều khiển kết thúc theo dõi ngày.

Như có thể thấy trong hình bên dưới, nguồn cung cấp cho mạch theo dõi được cung cấp từ các điểm N / C của rơ le DPDT, có nghĩa là khi công tắc 'SET' được nhấn, rơ le sẽ kích hoạt và ngắt nguồn cung cấp cho để toàn bộ mạch hiển thị trong bài viết trên bây giờ được ngắt kết nối và không can thiệp.

Đồng thời, động cơ nhận điện áp đảo chiều thông qua các tiếp điểm N / O để nó có thể bắt đầu quá trình đảo chiều của bảng điều khiển về vị trí ban đầu của nó.

Khi bảng điều khiển kết thúc quá trình đảo chiều của nó về phía cuối 'mặt trời mọc', nó sẽ đẩy công tắc đặt lại được đặt phù hợp ở một nơi nào đó ở đầu đó, hành động này sẽ vô hiệu hóa rơle một lần nữa để đặt lại toàn bộ hệ thống cho chu kỳ tiếp theo.