Pangkalahatang-ideya ng Kagamitan
Ang ganap na awtomatikong solar tracker ay isang matalinong sistema na nakakaramdam ng azimuth at altitude ng araw sa totoong oras, na nagpapagana ng mga photovoltaic panel, concentrator o kagamitan sa pagmamasid upang palaging mapanatili ang pinakamagandang anggulo sa sinag ng araw. Kung ikukumpara sa mga fixed solar device, maaari nitong mapataas ang kahusayan sa pagtanggap ng enerhiya ng 20%-40%, at may mahalagang halaga sa photovoltaic power generation, regulasyon ng liwanag sa agrikultura, obserbasyon sa astronomiya at iba pang larangan.
Komposisyon ng pangunahing teknolohiya
Sistema ng persepsyon
Array ng photoelectric sensor: Gumamit ng four-quadrant photodiode o CCD image sensor upang matukoy ang pagkakaiba sa distribusyon ng intensidad ng liwanag ng araw
Kompensasyon ng astronomikal na algorithm: Built-in na pagpoposisyon ng GPS at database ng kalendaryong astronomikal, kalkulahin at hulaan ang trajectory ng araw sa maulan na panahon
Pagtukoy ng multi-source fusion: Pagsamahin ang mga sensor ng tindi ng liwanag, temperatura, at bilis ng hangin upang makamit ang anti-interference positioning (tulad ng pagkakaiba ng sikat ng araw mula sa light interference)
Sistema ng kontrol
Istruktura ng drive na may dalawahang aksis:
Pahalang na axis ng pag-ikot (azimuth): Kinokontrol ng stepper motor ang pag-ikot na 0-360°, katumpakan ±0.1°
Ehe ng pagsasaayos ng pitch (anggulo ng elebasyon): Nakakamit ng linear push rod ang -15°~90° na pagsasaayos upang umangkop sa pagbabago ng taas ng araw sa apat na panahon
Algoritmo ng adaptive control: Gumamit ng PID closed-loop control upang pabago-bagong isaayos ang bilis ng motor upang mabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya
Mekanikal na istruktura
Magaang composite bracket: Ang materyal na carbon fiber ay nakakamit ng strength-to-weight ratio na 10:1, at antas ng resistensya sa hangin na 10
Sistema ng self-cleaning bearing: Antas ng proteksyon ng IP68, built-in na graphite lubrication layer, at ang patuloy na buhay ng operasyon sa disyerto ay lumampas sa 5 taon
Karaniwang mga kaso ng aplikasyon
1. Mataas na lakas na purong photovoltaic power station (CPV)
Ang Array Technologies DuraTrack HZ v3 tracking system ay naka-deploy sa Solar Park sa Dubai, UAE, gamit ang mga III-V multi-junction solar cell:
Ang dual-axis tracking ay nagbibigay-daan sa kahusayan sa conversion ng enerhiya ng liwanag na 41% (ang mga fixed bracket ay 32% lamang)
May hurricane mode: kapag ang bilis ng hangin ay lumampas sa 25m/s, ang photovoltaic panel ay awtomatikong inaayos sa anggulong hindi tinatablan ng hangin upang mabawasan ang panganib ng pinsala sa istruktura
2. Matalinong pang-agrikultura na solar greenhouse
Isinasama ng Wageningen University sa Netherlands ang SolarEdge Sunflower tracking system sa greenhouse ng kamatis:
Ang anggulo ng pagdating ng sikat ng araw ay pabago-bagong inaayos sa pamamagitan ng reflector array upang mapabuti ang pagkakapareho ng liwanag nang 65%.
Kasama ang modelo ng paglaki ng halaman, awtomatiko itong lumilihis ng 15° sa panahon ng matinding liwanag sa tanghali upang maiwasan ang pagkasunog ng mga dahon.
3. Plataporma ng obserbasyon sa astronomiya sa kalawakan
Ang Yunnan Observatory ng Chinese Academy of Sciences ay gumagamit ng ASA DDM85 equatorial tracking system:
Sa star tracking mode, ang angular resolution ay umaabot sa 0.05 arc seconds, na nakakatugon sa mga pangangailangan ng pangmatagalang exposure ng mga bagay sa malalalim na kalangitan.
Gamit ang mga quartz gyroscope upang mabawi ang pag-ikot ng mundo, ang 24-oras na tracking error ay mas mababa sa 3 arc minutes.
4. Sistema ng ilaw sa kalye ng matalinong lungsod
Pilot na SolarTree photovoltaic street lights sa Shenzhen Qianhai area:
Ang dual-axis tracking + monocrystalline silicon cells ay nakakagawa ng average na pang-araw-araw na power generation na umaabot sa 4.2kWh, na sumusuporta sa 72 oras na buhay ng baterya na maulan at maulap
Awtomatikong nire-reset sa pahalang na posisyon sa gabi upang mabawasan ang resistensya ng hangin at magsilbing plataporma para sa pag-mount ng 5G micro base station
5. Barkong solar desalination
Proyektong "SolarSailor" ng Maldives:
Ang flexible photovoltaic film ay inilalagay sa hull deck, at ang pagsubaybay sa wave compensation ay nakakamit sa pamamagitan ng isang hydraulic drive system.
Kung ikukumpara sa mga nakapirming sistema, ang pang-araw-araw na produksyon ng tubig-tabang ay tumataas ng 28%, na tumutugon sa pang-araw-araw na pangangailangan ng isang komunidad na may 200 katao.
Mga uso sa pag-unlad ng teknolohiya
Pagpoposisyon ng multi-sensor fusion: Pagsamahin ang visual SLAM at lidar upang makamit ang katumpakan sa pagsubaybay sa antas ng sentimetro sa ilalim ng masalimuot na lupain
Pag-optimize ng estratehiya sa pagpapagana ng AI: Gumamit ng deep learning upang mahulaan ang trajectory ng paggalaw ng mga ulap at planuhin ang pinakamainam na tracking path nang maaga (ipinapakita ng mga eksperimento ng MIT na maaari nitong pataasin ang pang-araw-araw na pagbuo ng kuryente ng 8%)
Disenyo ng istrukturang bionic: Gayahin ang mekanismo ng paglaki ng mga sunflower at bumuo ng isang liquid crystal elastomer self-steering device na walang motor drive (ang prototype ng laboratoryo ng KIT sa Alemanya ay nakamit ang ±30° steering)
Photovoltaic array sa kalawakan: Ang sistemang SSPS na binuo ng JAXA ng Japan ay nakakapaghatid ng enerhiyang microwave sa pamamagitan ng isang phased array antenna, at ang synchronous orbit tracking error ay <0.001°
Mga mungkahi sa pagpili at pagpapatupad
Istasyon ng kuryenteng photovoltaic sa disyerto, anti-sand at dust wear, operasyon sa mataas na temperatura na 50℃, saradong harmonic reduction motor + air cooling heat dissipation module
Istasyon ng pananaliksik sa polar, -60℃ mababang temperaturang pagsisimula, anti-yelo at niyebe na karga, heating bearing + titanium alloy bracket
Home distributed photovoltaic, silent design (<40dB), magaan na pagkakabit sa bubong, single-axis tracking system + brushless DC motor
Konklusyon
Dahil sa mga tagumpay sa mga teknolohiya tulad ng mga perovskite photovoltaic material at mga digital twin operation at maintenance platform, ang mga fully automatic solar tracker ay umuunlad mula sa "passive following" patungo sa "predictive collaboration". Sa hinaharap, magpapakita ang mga ito ng mas malaking potensyal sa aplikasyon sa mga larangan ng mga solar power station sa kalawakan, mga artipisyal na pinagmumulan ng liwanag para sa photosynthesis, at mga interstellar exploration vehicle.
Oras ng pag-post: Pebrero 11, 2025