Prezentare generală a echipamentului
Trackerul solar complet automat este un sistem inteligent care detectează azimutul și altitudinea soarelui în timp real, acționând panouri fotovoltaice, concentratoare sau echipamente de observare pentru a menține întotdeauna cel mai bun unghi față de razele soarelui. Comparativ cu dispozitivele solare fixe, acesta poate crește eficiența de recepție a energiei cu 20%-40% și are o valoare importantă în generarea de energie fotovoltaică, reglarea luminii agricole, observarea astronomică și alte domenii.
Compoziția tehnologiei de bază
Sistem de percepție
Matrice de senzori fotoelectrici: Utilizați o fotodiodă cu patru cadrane sau un senzor de imagine CCD pentru a detecta diferența în distribuția intensității luminii solare
Compensare algoritm astronomic: Poziționare GPS încorporată și bază de date calendar astronomic, calculează și prezice traiectoria soarelui pe vreme ploioasă
Detectarea fuziunii multi-sursă: Combină senzorii de intensitate a luminii, temperatură și viteză a vântului pentru a obține poziționare anti-interferență (cum ar fi distingerea luminii solare de interferența luminii)
Sistem de control
Structură de acționare cu două axe:
Axă de rotație orizontală (azimut): Motorul pas cu pas controlează rotația 0-360°, precizie ±0,1°
Axa de ajustare a înclinării (unghiul de elevație): Tija de împingere liniară realizează o ajustare de -15°~90° pentru a se adapta la schimbarea altitudinii solare în patru anotimpuri
Algoritm de control adaptiv: Folosește controlul PID în buclă închisă pentru a regla dinamic viteza motorului și a reduce consumul de energie
Structura mecanică
Suport compozit ușor: Materialul din fibră de carbon are un raport rezistență-greutate de 10:1 și un nivel de rezistență la vânt de 10
Sistem de rulmenți cu autocurățare: nivel de protecție IP68, strat de lubrifiere din grafit încorporat și durată de viață continuă în mediu deșertic de peste 5 ani
Cazuri tipice de aplicare
1. Centrală fotovoltaică concentrată de mare putere (CPV)
Sistemul de urmărire Array Technologies DuraTrack HZ v3 este implementat în Parcul Solar din Dubai, Emiratele Arabe Unite, cu celule solare multi-joncțiune III-V:
Urmărirea pe două axe permite o eficiență de conversie a energiei luminoase de 41% (bracket-urile fixe sunt de doar 32%)
Echipat cu mod uragan: când viteza vântului depășește 25 m/s, panoul fotovoltaic este reglat automat la un unghi rezistent la vânt pentru a reduce riscul de deteriorare structurală
2. Seră solară agricolă inteligentă
Universitatea Wageningen din Olanda integrează sistemul de urmărire a florii de floarea-soarelui SolarEdge în sera de roșii:
Unghiul de incidență al luminii solare este ajustat dinamic prin intermediul matricei de reflectoare pentru a îmbunătăți uniformitatea luminii cu 65%.
Combinat cu modelul de creștere a plantelor, acesta deviază automat lumina cu 15° în timpul perioadei de lumină puternică de la amiază pentru a evita arderea frunzelor.
3. Platformă spațială de observare astronomică
Observatorul Yunnan al Academiei Chineze de Științe folosește sistemul de urmărire ecuatorială ASA DDM85:
În modul de urmărire a stelelor, rezoluția unghiulară atinge 0,05 secunde de arc, satisfăcând nevoile expunerii pe termen lung a obiectelor din cerul adânc.
Folosind giroscoape de cuarț pentru a compensa rotația Pământului, eroarea de urmărire pe 24 de ore este mai mică de 3 minute de arc.
4. Sistem inteligent de iluminat stradal pentru oraș
Proiect pilot de iluminat stradal fotovoltaic SolarTree în zona Shenzhen Qianhai:
Urmărirea pe două axe + celulele de siliciu monocristalin permit o generare medie zilnică de energie de 4,2 kWh, susținând o durată de viață a bateriei de 72 de ore în condiții de ploaie și nori.
Resetare automată în poziția orizontală pe timp de noapte pentru a reduce rezistența la vânt și a servi ca platformă de montare pentru micro-stații de bază 5G
5. Navă de desalinizare solară
Proiectul „SolarSailor” din Maldive:
Folia fotovoltaică flexibilă este așezată pe puntea corpului corpului, iar urmărirea compensării undelor se realizează printr-un sistem de acționare hidraulică
Comparativ cu sistemele fixe, producția zilnică de apă dulce este crescută cu 28%, satisfăcând nevoile zilnice ale unei comunități de 200 de persoane.
Tendințe în dezvoltarea tehnologiei
Poziționare prin fuziune multi-senzor: Combinați SLAM vizual și lidar pentru a obține o precizie de urmărire la nivel de centimetru în teren complex
Optimizarea strategiei de acționare prin inteligență artificială: Utilizarea învățării profunde pentru a prezice traiectoria de mișcare a norilor și a planifica în avans calea optimă de urmărire (experimentele MIT arată că poate crește generarea zilnică de energie cu 8%).
Proiectarea structurii bionice: Imitarea mecanismului de creștere al florii-soarelui și dezvoltarea unui dispozitiv de autodirecție cu elastomer cu cristale lichide, fără acționare motorizată (prototipul laboratorului german KIT a atins o direcție de ±30°)
Sistem fotovoltaic spațial: Sistemul SSPS dezvoltat de JAXA din Japonia realizează transmisia energiei cu microunde printr-o antenă cu rețea fazată, iar eroarea de urmărire a orbitei sincrone este <0,001°
Sugestii de selecție și implementare
Centrală fotovoltaică în deșert, anti-uzură la nisip și praf, funcționare la temperatură înaltă de 50 ℃, motor cu reducere armonică închisă + modul de disipare a căldurii cu răcire cu aer
Stație de cercetare polară, pornire la temperatură joasă de -60℃, sarcină anti-gheață și zăpadă, rulment de încălzire + suport din aliaj de titan
Fotovoltaică distribuită pentru locuințe, design silențios (<40dB), instalare ușoară pe acoperiș, sistem de urmărire pe o singură axă + motor de curent continuu fără perii
Concluzie
Odată cu progresele înregistrate în tehnologii precum materialele fotovoltaice perovskite și platformele de operare și întreținere a gemenilor digitali, sistemele de urmărire solară complet automate evoluează de la „urmărirea pasivă” la „colaborarea predictivă”. În viitor, acestea vor demonstra un potențial de aplicare mai mare în domeniile centralelor solare spațiale, surselor de lumină artificială pentru fotosinteză și vehiculelor de explorare interstelară.
Data publicării: 11 februarie 2025