Зубатюк
А.В.
Херсонский
национальный технический университет
Исследование
компьютерных систем для управления солнечными батареями
Солнечная батарея (далее СБ) — несколько
объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) —
полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный
электрический ток, в отличии от солнечных коллекторов, производящих нагрев
материала-теплоносителя.
Классификация:
·
Монокристаллические
·
Поликристаллические
·
Аморфные
(кремниевые)
Первые прототипы солнечных батарей были
созданы итальянским фотохимиком армянского происхождения Джакомо Луиджи
Чамичаном.
Компьютерная система
для управления СБ
Система ориентации солнечных батарей (СОСБ) —
механизм, предназначенный для наведения панелей солнечных батарей на Солнце.
Наведение выполняется путём разворотов и последующего поддержания требуемой
ориентации средствами СУД (система управления движением) и поворота солнечных
батарей электромеханическими приводами – данная система может управляться с ПК,
отслеживая движения и управления движением в случаи сбоя автоматического
трекера.
При использовании доступной солнечной
энергии применение различных систем приводов может увеличить эффективность
установок для ее получения.
Устройство слежения
Для достижения максимальной
производительности рабочих поверхностей систем необходима их точная ориентация
на Солнце. При этом задачей устройства слежения (трекера) является
уменьшение угла падения солнца на рабочую поверхность солнечных панелей.
Положение подвижной части трекера может меняться с помощью ручного привода (с
ПК) или с помощью так называемых актуаторов — устройств, выполненных на
электродвигателях.
Таким образом, трекер устанавливает углы
наклона рабочей поверхности приборов, сориентировав её строго на Солнце. Иначе
говоря, солнечные лучи должны падать перпендикулярно плоскости солнечной
батареи.
Трекеры могут быть реализованы на
основе различных принципов.
Опишем основной из них.
Управление актуаторами с
помощью нескольких фотоприёмников.
Такое устойство имеет два или более
фотодиодов. При движении солнца освещенность фотодиодов становится различной;
устройство анализирует освещённость и передаёт управляющие сигналы на актуаторы
до момента, когда поток света на всех фотоэлементах будет одинаков. И
электродвигатель поворачивает солнечную батарею с запада на восток.
В течение дня платформа с солнечной
батареей будет поворачиваться вслед за движением солнца. С наступлением сумерек
система перейдет в ждущий режим.
Принципиальные схемы таких устройств
несложные и недорогие. Но у них есть один существенный недостаток: в пасмурную
погоду и загрязнении фотоприёмников система плохо работоспособна.
Преимущества солнечной энергии
1. Возобновляемость
2. Обильность
3. Постоянство
4. Доступность
5. Экологическая чистота
6. Бесшумность
7. Экономичность, низкие эксплуатационные
расходы
8. Обширная область применения
9. Инновационные технологии
Недостатки солнечных источников энергии
1. Высокая стоимость
2. Непостоянство
3. Высокая стоимость аккумулирования
энергии
4. Незначительное загрязнение окружающей
среды
5. Применение дорогостоящих и редких
компонентов