Суть полностью автоматического солнечного трекера заключается в точном определении положения солнца и корректировке его положения. Я обобщу его применение в различных ситуациях и подробно расскажу о принципе его работы, охватывающем три ключевых звена: обнаружение датчиков, анализ и принятие решений системой управления, а также регулировка механической трансмиссии.
Принцип работы полностью автоматического солнечного трекера основан на мониторинге и точном контроле положения солнца в режиме реального времени. Благодаря скоординированной работе датчиков, систем управления и механических передающих устройств, он обеспечивает автоматическое слежение за солнцем следующим образом:
Определение положения Солнца: Полностью автоматический солнечный трекер использует несколько датчиков для определения положения Солнца в режиме реального времени. Наиболее распространённые из них включают комбинацию фотоэлектрических датчиков и методов расчёта астрономического календаря. Фотоэлектрические датчики обычно состоят из нескольких фотоэлектрических элементов, распределённых в разных направлениях. Когда светит солнечный свет, интенсивность света, получаемого каждым фотоэлектрическим элементом, различна. Сравнивая выходные сигналы различных фотоэлектрических элементов, можно определить азимут и высоту Солнца. Правила расчёта астрономического календаря основаны на законах вращения Земли вокруг Солнца, в сочетании с такой информацией, как дата, время и географическое положение, для расчета теоретического положения Солнца на небе с помощью предустановленных математических моделей. В случае крупных солнечных электростанций высокоточные датчики положения Солнца предоставляют данные для последующей корректировки, отслеживая азимут и высоту Солнца.
Обработка сигналов и принятие решений по управлению: Сигнал положения Солнца, обнаруженный датчиком, передается в систему управления, которая обычно представляет собой встроенную микропроцессорную или компьютерную систему управления. Система управления анализирует и обрабатывает сигналы, сравнивает фактическое положение Солнца, обнаруженное датчиком, с текущим углом наклона фотоэлектрической панели или наблюдательного оборудования и вычисляет разницу углов, которую необходимо скорректировать. Затем, на основе заданной стратегии управления и алгоритма, генерируются соответствующие команды управления для приведения в действие механического передаточного устройства для корректировки угла. В случаях астрономических научных наблюдений, после установки параметров наблюдения с помощью компьютерного программного обеспечения, система управления может автоматически анализировать и принимать решение о корректировке угла наклона наблюдательного оборудования в соответствии с заданной программой.
Механическая передача и регулировка угла: инструкции, выдаваемые системой управления, передаются на механическое передаточное устройство. Обычные методы механической передачи включают в себя электрические толкатели, шаговые двигатели в сочетании с шестернями или ходовыми винтами и т. д. Получив команду, механическое передаточное устройство приводит в движение опору фотоэлектрической панели или опору оборудования наблюдения, поворачивая или наклоняя ее по мере необходимости, устанавливая фотоэлектрическую панель или оборудование наблюдения перпендикулярно или под определенным углом к солнечному свету. Например, в случае сельскохозяйственных фотоэлектрических систем теплиц одноосный полностью автоматический солнечный трекер регулирует угол наклона фотоэлектрических панелей с помощью механических передаточных устройств в соответствии с инструкциями системы управления, обеспечивая достаточное освещение сельскохозяйственных культур и эффективное получение солнечного излучения.
Обратная связь и коррекция: Для обеспечения точности отслеживания система также использует механизм обратной связи. Датчики угла наклона обычно устанавливаются на механических передающих устройствах для отслеживания фактического угла наклона фотоэлектрических панелей или оборудования наблюдения в режиме реального времени и передачи этой информации в систему управления. Система управления сравнивает фактический угол с заданным. При наличии отклонения система выдает команду на повторную корректировку угла для обеспечения точности отслеживания. Благодаря непрерывному детектированию, расчету, корректировке и обратной связи полностью автоматический солнечный трекер может непрерывно и точно отслеживать изменения положения солнца.
Пример повышения эффективности выработки электроэнергии крупными солнечными электростанциями
(1) Предыстория проекта
Крупная наземная солнечная электростанция в США имеет установленную мощность 50 мегаватт. Изначально для установки фотоэлектрических панелей использовались фиксированные кронштейны. Из-за невозможности отслеживать изменения положения солнца в режиме реального времени количество солнечного излучения, получаемого фотоэлектрическими панелями, было ограничено, что приводило к относительно низкой эффективности выработки электроэнергии. Особенно ранним утром и поздним вечером, а также в межсезонье, потери электроэнергии были значительными. Для повышения эффективности выработки электроэнергии оператор электростанции принял решение внедрить автоматический солнечный трекер.
(2) Решения
Заменяйте кронштейны фотоэлектрических панелей партиями на электростанции и устанавливайте полностью автоматические двухосевые солнечные трекеры. Этот трекер отслеживает азимут и высоту солнца в режиме реального времени с помощью высокоточных датчиков положения Солнца. В сочетании с передовой системой управления он автоматически регулирует угол наклона фотоэлектрических панелей, обеспечивая их постоянное перпендикулярное расположение к солнечному свету. Кроме того, трекер подключен к интеллектуальной системе управления электростанции для дистанционного мониторинга и раннего оповещения о неисправностях.
(3) Эффект реализации
После установки полностью автоматического солнечного трекера эффективность выработки электроэнергии солнечной электростанцией значительно повысилась. Согласно статистическим данным, годовая выработка электроэнергии увеличилась на 25–30% по сравнению с предыдущими годами, при этом значительно увеличилась и среднесуточная выработка. В периоды плохой освещенности, например, зимой и в дождливые дни, преимущество в выработке электроэнергии становится еще более заметным. Окупаемость инвестиций в электростанцию значительно увеличилась, и ожидается, что затраты на обновление оборудования окупятся на 2–3 года раньше запланированного срока.
Случай точного позиционирования в астрономических научных наблюдениях
(1) Предыстория проекта
Когда одно из российских астрономических научно-исследовательских учреждений проводило исследования по наблюдению за Солнцем, традиционная ручная настройка наблюдательного оборудования не могла удовлетворить потребности в высокоточном и длительном слежении и наблюдении за Солнцем, что затрудняло получение непрерывных и точных данных о Солнце. Для повышения уровня научных исследований и наблюдений учреждение приняло решение использовать полностью автоматические солнечные трекеры для помощи в проведении наблюдений.
(2) Решения
Выбран высокоточный полностью автоматический солнечный трекер, специально разработанный для научных исследований. Точность позиционирования этого трекера достигает 0,1°, он обладает высокой стабильностью и помехоустойчивостью. Трекер тщательно подключен и точно откалиброван с использованием научно-исследовательского оборудования для наблюдений, такого как солнечные телескопы и спектрометры. Параметры наблюдения задаются с помощью компьютерного программного обеспечения, что позволяет трекеру автоматически регулировать угол наклона наблюдательного оборудования в соответствии с заданной программой и отслеживать траекторию движения Солнца в режиме реального времени.
(3) Эффект реализации
После ввода в эксплуатацию полностью автоматического солнечного трекера исследователи смогут легко осуществлять долгосрочное и высокоточное отслеживание и наблюдение за Солнцем. Непрерывность и точность данных наблюдений значительно улучшились, что позволило эффективно снизить потери данных и ошибки, вызванные несвоевременной настройкой оборудования. С помощью этого трекера исследовательская группа успешно получила более обширные данные о солнечной активности и достигла многих важных научных результатов в таких областях, как исследование солнечных пятен и корональные наблюдения.
Пример совместной оптимизации фотоэлектрических систем в сельскохозяйственных теплицах
(1) Предыстория проекта
В одной из сельскохозяйственных фотоэлектрических интегрированных теплиц в Бразилии фотоэлектрические панели установлены стационарно. Удовлетворяя потребность растений в свете, теплица не может полностью использовать солнечную энергию для выработки электроэнергии. Для достижения согласованной оптимизации сельскохозяйственного производства и производства фотоэлектрической энергии, а также увеличения совокупного дохода теплиц, оператор принял решение установить полностью автоматические солнечные трекеры.
(2) Решения
Установите одноосный полностью автоматический солнечный трекер. Этот трекер может регулировать угол наклона фотоэлектрических панелей в зависимости от положения солнца. Для обеспечения продолжительности и интенсивности солнечного света для растений в теплице, теплица может получать максимальное количество солнечного излучения. Благодаря интеллектуальной системе управления диапазон регулировки угла наклона фотоэлектрических панелей можно настроить так, чтобы предотвратить чрезмерное затенение солнечного света, влияющее на рост растений. Кроме того, трекер связан с системой мониторинга окружающей среды теплицы для регулировки угла наклона фотоэлектрических панелей в режиме реального времени в соответствии с потребностями роста растений.
(3) Эффект реализации
После установки полностью автоматического солнечного трекера выработка фотоэлектрической энергии в сельскохозяйственных теплицах увеличилась примерно на 20%, что позволило эффективно использовать солнечную энергию, не влияя на нормальный рост растений. Растения в теплицах растут хорошо благодаря более равномерному освещению, а урожайность и качество повысились. Синергия между сельским хозяйством и фотоэлектрической промышленностью значительна, и общий доход теплиц увеличился на 15–20% по сравнению с предыдущим периодом.
Приведённые выше примеры демонстрируют эффективность применения полностью автоматических солнечных трекеров в различных областях. Если вы хотите узнать больше о конкретных сценариях или получить указания по модификации контента, пожалуйста, свяжитесь со мной в любое время.
Пожалуйста, свяжитесь с Honde Technology Co., LTD.
Тел.: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Сайт компании:www.hondetechco.com
Время публикации: 18 июня 2025 г.