Агляд абсталявання
Цалкам аўтаматычны сонечны трэкер — гэта інтэлектуальная сістэма, якая ў рэжыме рэальнага часу выяўляе азімут і вышыню сонца, кіруючы фотаэлектрычнымі панэлямі, канцэнтратарамі або назіральным абсталяваннем, каб заўсёды падтрымліваць найлепшы вугал з сонечнымі прамянямі. У параўнанні са стацыянарнымі сонечнымі прыладамі, ён можа павялічыць эфектыўнасць атрымання энергіі на 20–40 % і мае важнае значэнне ў вытворчасці фотаэлектрычнай энергіі, рэгуляванні сельскагаспадарчага асвятлення, астранамічных назіраннях і іншых галінах.
Склад асноўных тэхналогій
Сістэма ўспрымання
Фотаэлектрычны датчык: выкарыстоўвайце чатырохквадрантны фотадыёд або CCD-датчык выявы для выяўлення розніцы ў размеркаванні інтэнсіўнасці сонечнага святла
Кампенсацыя астранамічнага алгарытму: убудаванае пазіцыянаванне GPS і база дадзеных астранамічнага календара, разлік і прагназаванне траекторыі сонца ў дажджлівае надвор'е
Выяўленне зліцця некалькіх крыніц: спалучайце датчыкі інтэнсіўнасці святла, тэмпературы і хуткасці ветру для дасягнення пазіцыянавання без перашкод (напрыклад, адрознення сонечнага святла ад перашкод святла)
Сістэма кіравання
Структура двухвосевага прывада:
Гарызантальная вось кручэння (азімут): крокавы рухавік кіруе кручэннем 0-360°, дакладнасць ±0,1°
Вось рэгулявання кута нахілу (вугол нахілу): лінейны штурхач дасягае рэгулявання ў межах -15°~90°, каб адаптавацца да змены вышыні сонца на працягу чатырох сезонаў
Алгарытм адаптыўнага кіравання: выкарыстоўвайце ПІД-рэгуляванне з замкнёным контурам для дынамічнай рэгулявання хуткасці рухавіка, каб знізіць спажыванне энергіі.
Механічная структура
Лёгкі кампазітны кранштэйн: вугляроднае валакно мае суадносіны трываласці да вагі 10:1 і ўзровень супраціву ветру 10.
Самаачышчальная сістэма падшыпнікаў: узровень абароны IP68, убудаваны графітавы змазвальны пласт і бесперапынны тэрмін службы ў пустынным асяроддзі перавышае 5 гадоў.
Тыповыя выпадкі прымянення
1. Магутная канцэнтраваная фотаэлектрычная электрастанцыя (КФЭ)
Сістэма адсочвання Array Technologies DuraTrack HZ v3 разгорнута ў сонечным парку ў Дубаі, ААЭ, з шматканальнымі сонечнымі элементамі III-V класа:
Двухвосевае адсочванне забяспечвае эфектыўнасць пераўтварэння светлавой энергіі 41% (фіксаваныя брекеты — толькі 32%).
Абсталяваны рэжымам урагану: калі хуткасць ветру перавышае 25 м/с, фотаэлектрычная панэль аўтаматычна рэгулюецца пад вуглом, устойлівым да ветру, каб знізіць рызыку пашкоджання канструкцыі.
2. Разумная сельскагаспадарчая сонечная цяпліца
Вагенінгенскі ўніверсітэт у Нідэрландах інтэгруе сістэму адсочвання сланечніка SolarEdge у цяпліцу для памідораў:
Кут падзення сонечнага святла дынамічна рэгулюецца праз масіў адбівальнікаў, каб палепшыць аднастайнасць святла на 65%.
У спалучэнні з мадэллю росту раслін ён аўтаматычна адхіляецца на 15° падчас моцнага асвятлення апоўдні, каб пазбегнуць апёкаў лісця.
3. Касмічная астранамічная назіральная платформа
Юньнанская абсерваторыя Кітайскай акадэміі навук выкарыстоўвае экватарыяльную сістэму сачэння ASA DDM85:
У рэжыме адсочвання зорак вуглавое разрозненне дасягае 0,05 кутняй секунды, што задавальняе патрэбы працяглай экспазіцыі аб'ектаў глыбокага космасу.
Выкарыстоўваючы кварцавыя гіраскопы для кампенсацыі кручэння Зямлі, 24-гадзінная памылка адсочвання складае менш за 3 кутнія хвіліны.
4. Сістэма вулічнага асвятлення «разумнага» горада
Пілотны праект вулічных ліхтароў SolarTree ў раёне Шэньчжэнь Цяньхай:
Двухвосевае адсочванне + монакрышталічныя крэмніевыя элементы дазваляюць сярэднесутачна выпрацоўваць 4,2 кВт·г, што забяспечвае 72 гадзіны аўтаномнай працы ў дажджлівыя і хмарныя ўмовы.
Аўтаматычна вяртаецца ў гарызантальнае становішча ўначы, каб паменшыць супраціўленне ветру і служыць платформай для мацавання мікрабазавай станцыі 5G
5. Судна для апраснення сонечнай вадой
Праект «SolarSailor» на Мальдывах:
Гнуткая фотаэлектрычная плёнка ўкладваецца на палубу корпуса, а адсочванне кампенсацыі хваль дасягаецца з дапамогай гідраўлічнай прываднай сістэмы.
У параўнанні са стацыянарнымі сістэмамі, штодзённая вытворчасць прэснай вады павялічваецца на 28%, што задавальняе штодзённыя патрэбы супольнасці з 200 чалавек.
Тэндэнцыі развіцця тэхналогій
Пазіцыянаванне з дапамогай мультысенсарнага аб'яднання: спалучэнне візуальнага SLAM і лідара для дасягнення дакладнасці адсочвання на ўзроўні сантыметра ў складаных умовах мясцовасці
Аптымізацыя стратэгіі кіравання з дапамогай штучнага інтэлекту: выкарыстоўвайце глыбокае навучанне для прагназавання траекторыі руху аблокаў і загадзя плануйце аптымальны шлях адсочвання (эксперыменты MIT паказваюць, што гэта можа павялічыць штодзённую выпрацоўку электраэнергіі на 8%).
Біянічная канструкцыя: імітацыя механізму росту сланечнікаў і распрацоўка вадкакрышталічнай эластамернай прылады самакіравання без прывада з рухавіком (прататып нямецкай лабараторыі KIT дасягнуў павароту ±30°)
Касмічная фотаэлектрычная масіўка: сістэма SSPS, распрацаваная японскай JAXA, рэалізуе перадачу мікрахвалевай энергіі праз фазаваную антэнную рашотку, а памылка сінхроннага адсочвання арбіты складае <0,001°.
Прапановы па выбары і рэалізацыі
Пустынная фотаэлектрычная электрастанцыя, устойлівая да пяску і пылу, працуе пры высокай тэмпературы 50℃, рухавік з замкнутым гармонічным памяншэннем + модуль цеплааддачы з паветраным астуджэннем
Палярная даследчая станцыя, запуск пры нізкай тэмпературы -60℃, абарона ад абледзянення і снегу, падагрэў падшыпніка + кранштэйн з тытанавага сплаву
Размеркаваная фотаэлектрычная сістэма для дома, бясшумная канструкцыя (<40 дБ), лёгкая ўстаноўка на даху, аднавосевая сістэма адсочвання + бесшчоткавы рухавік пастаяннага току
Выснова
Дзякуючы прарывам у такіх тэхналогіях, як пероўскітныя фотаэлектрычныя матэрыялы і платформы кіравання і абслугоўвання лічбавых двайнікоў, цалкам аўтаматычныя сонечныя трэкеры эвалюцыянуюць ад «пасіўнага сачэння» да «прагнастычнага супрацоўніцтва». У будучыні яны пакажуць большы патэнцыял прымянення ў галіне касмічных сонечных электрастанцый, штучных крыніц святла для фотасінтэзу і міжзоркавых даследчых апаратаў.
Час публікацыі: 11 лютага 2025 г.