ソーラーパネルはよくご存知かもしれませんが、このトラッカーについてはご存知ですか? あまり知られていませんが、強化された太陽光捕捉技術により、住宅用と商業用の両方のソーラーパネルで広く使用されています。このブログでは、主にさまざまなタイプの太陽光追跡システムとその利点について説明します。
太陽追尾システムの種類
種類を理解する前に、まず太陽追尾システムとは何かを知っておくことが重要です。太陽追尾システムとは、太陽光パネルを一日を通して太陽の方向に自動的に向けるシステムです。構成要素には、太陽電池、信号処理装置、PLC（プログラマブルロジックコントローラ）、センサー、電磁式および機械式のモーションコントロール、電源装置などがあります。
日差しが強い場合、このシステムのセンサーがそれを検知し、PLCに信号を送信します。PLCはこれらの信号を評価し、モーターにさらなる指示を送信します。すると、モーターによってパネルが回転し、太陽に直接向くようになります。パネルが太陽に直接向いているときは、太陽に直接向いていないときよりも多くの電力を生成します。それでは、さまざまな種類の太陽追尾システムを見ていきましょう。
これらのトラッカーは、その動きと方向の柔軟性に基づいて、次のタイプに分類できます。
1. 単軸太陽光トラッカー
これらのトラッカーは、太陽光発電パネルを1つの軸に沿って回転させることで、パネルの位置を調整します。通常は南北方向を向いています。この装置により、パネルは太陽が1日を通して東から西へと移動するのに合わせて追尾することができます。
これを使用すると、追加のソーラーモジュールを設置する手間をかけずに、既存のソーラーシステムの効率を高めることができます。このタイプのトラッカーは、通常乾燥していて日当たりの良い平らな土地に最適です。
ここで、垂直、水平、傾斜、極軸合わせなどのさまざまなタイプの単軸トラッカーを調べてみましょう。
a) 水平単軸太陽追尾装置（HSAT）：これは、地面と平行な固定軸を中心に東から西へ回転します。この費用対効果の高い装置は、複雑な構造や材料を必要とせずに、一日を通して太陽の動きを追跡できます。
b) 水平傾斜単軸太陽追尾装置（HTSAT）：この追尾装置はHSATに似ていますが、傾斜させて設置されます。比較的複雑で高価です。また、コンクリート基礎が必要なため、拡張が容易ではありません。
c) 垂直単軸太陽追尾装置（VSAT）：これは太陽を東から西へ追尾しますが、水平に設置されます。特に北緯地域では、太陽の入射角を一定に保つことができるため、山岳地帯でよく使用されます。ただし、より広い設置スペースが必要で、1エーカーあたりの発電密度が低いなどの欠点があります。
d) 垂直傾斜型単軸ソーラートラッカー（VTSAT）：垂直方向に傾斜し、垂直軸を中心に回転します。このようなトラッカーを使用することでエネルギー収穫量を向上させることができますが、風荷重が増加する可能性があることに留意してください。水平型アレイと比較すると、これらのトラッカーは構造上の要件が高く、使用する材料も多くなります。
2. XNUMX軸太陽光トラッカー
これらのシステムは、パネルを2つの軸に沿って回転させることができます。水平方向と垂直方向の両方に配置されているため、南北東西のどの方向にも簡単に調整できます。また、センサーとアルゴリズムを用いて、季節や太陽高度の変化を監視します。
これらは、年間を通じて太陽エネルギー生産を最大化するように設計されているため、商業施設に非常に適しています。通常、高度に基づいて2つのタイプのXNUMX軸トラッカーがあります。
a) ティルト機能：太陽の位置を追跡するために、東西方向（方位角）と上下方向（高度）の両方に傾けることができます。
b) 方位角・高度角：これらの二軸太陽追尾装置は、太陽光パネルを方位角（東西方向）と高度角（上下方向）の2方向に動かすことができます。
こちらもご覧ください：4種類のソーラーパネル
動作方法に基づいて、これらの太陽光トラッカーは次の 2 つの主なカテゴリに分類されます。
3. アクティブトラッキングデバイス
よく見かける追尾システムのほとんどは、アクティブ型です。これらは電源を備え、機械装置やモーターを駆動します。太陽光パネルの角度を調整して、太陽に直接向けるのに役立ちます。
アクティブトラッカーは光センサーを使用して太陽光の強さを測定します。次に、パネルを向ける最適な方向を決定します。これらのトラッカーは、大規模で複雑なソーラーパネルのグループに最適です。そのタイプを見てみましょう。
オープンループトラッカー：これもアクティブトラッカーの一種で、フィードバック制御機構なしで動作できます。リアルタイムのセンサーフィードバックを使用する代わりに、事前に計算された計算またはアルゴリズムを使用してソーラーパネルを動かします。さらに2つのサブタイプに分類されます。
- タイムトラッカー
- 高度/方位トラッカー
相互参照：オープンループ単軸太陽追尾システムの設計
4. パッシブ追跡デバイス
これらの装置は、外部のエネルギー源を一切使用せずに太陽を追跡できるという点で驚くべきものです。装置は太陽の熱を利用して動き、内部のガスを温めます。ガスが膨張すると、太陽電池パネルの機械的な動きが引き起こされます。
その動作メカニズムは非常にシンプルです。片側が熱くなると、反対側のピストンが上昇します。これにより、パネルは日の当たる側に向かって傾きます。太陽が沈むと、ガスは冷えて再び圧縮されます。これにより、パネルは元に戻ります。
太陽追尾システムの応用
これらのシステムにはさまざまな用途がありますが、主なものを以下にまとめました。見てみましょう。
1. 発電量の増加：他の同様のシステムと比較して、ソーラートラッカーはより多くの電力を発電できます。エネルギー生産量を10%から25%増加させることができ、これは非常に大きな効果です。ただし、これはトラッキングシステムの設置場所によって異なることに注意してください。
2. 土地利用の最適化：これらのトラッカーは、土地利用を最適化するための優れたツールです。固定傾斜式のものと比較して、同じ土地面積でより多くの電力を発電できます。
3. エネルギー獲得の最大化：このブログを通して理解してきたように、このシステムはエネルギー獲得を最大化するのに非常に役立ちます。太陽の軌道を追跡し、一日を通して効率的にエネルギーを捕捉します。これは、ピーク時間帯に特に有効です。
4．メンテナンスの手間が軽減：多くの主要な技術革新により、これらの追跡システムのメンテナンスに関する懸念は大幅に軽減されました。この点により、システムの信頼性と効率性が向上しています。
5．コスト削減：これはソーラートラッカーの主要な用途の一つです。これらの装置は発電効率を向上させ、ひいては太陽光発電にかかる総コストを削減します。追加のソーラーパネルの必要性を減らし、太陽光発電をより費用対効果の高いものにします。
また、当社のブログ記事「ヘテロ接合型ソーラーパネルとは：仕組みと利点」もぜひご覧ください。
単軸太陽追尾システムの利点と欠点
この比較を始める前に、まずこの太陽光追跡システムの利点を理解しましょう。
- 彼らはとても 信頼性が高く、長持ちし、取り付けも簡単です。
- 2 軸トラッカーと比較すると、1 軸トラッカーは購入も運用も安価です。
- 彼らが持っている メンテナンスの問題が少ない それほど複雑ではないからです。
- 可動部分が少なく、非常に使いやすい設計になっています。
- 通常見られる固定マウントと比較すると、これらのトラッカーは約 年間電力17%増加.
- 彼ら 硬い太陽電池パネルとは違う角度を傾けて太陽エネルギーを集めることができます。
- 日光の当たる場所が少ない場所でも適応できます。
さて、デメリットについてお話ししましょう。
- 2軸モデルと比較して、 日照時間がピークの時間帯の生産量は少なくなります。
- 技術的なアップデートの可能性は限られています。
- パネルを調整して東から西に太陽光を捉えるのに役立ちますが、二軸太陽光トラッカーのように北から南に移動することはできません。
- これらのトラッカーは 北向きなので効果は低いこれは、夏と冬では太陽の角度が大きく変わるために起こります。
- このようなトラッカーは、一年の他の時期にもパフォーマンスが低い。 太陽が水平に位置するとき。 垂直単軸トラッカーは、北に近い高緯度でより効果的に機能します。
二軸太陽追尾システムの利点と欠点
この追跡システムには長所と短所がありますが、まずはその主な利点について議論しましょう。
- 彼ら パネルの電力出力を最大化する 太陽を追い続けることによって。
- また、グリッド電力制限への対処にも役立ちます。
- これらは、一日を通して電力需要を満たすのに十分な効率性を備えています。夜間の使用に備えて追加のエネルギーを蓄えることもできます。
- 彼ら 宿泊スペースをあまり必要としないしたがって、太陽光発電システム用のスペースが限られている場合でも、これらのトラッカーを簡単に設置できます。
- 節約した残りの領域を他の目的に使う機会を与えてくれます ガーデニング、駐車場など。
- 固定パネルと比較すると、年間約 45 ～ 50% 多くの電力を生成できます。
- 柔軟性と精度がさらに高まります。
- 投資コストをより早く回収するのに役立ちます。
- 不均一な土地 効率に影響しない パネルを垂直方向と水平方向の両方に回転させることができるためです。
さて、デメリットについて議論しましょう。
- 彼らは要求する メンテナンスコストが高くなります。
- 従来のパネルに比べて信頼性が低く、寿命も短くなります。
- これらは少し複雑で、太陽追跡システムの可動部品が多くあります。 不具合が発生しやすくなります。
- 空がスモッグや雲で覆われている場合、このトラッカーは正確に動作しない可能性があります。
- 適切に機能させるには、定期的なメンテナンスが必要です。
- それはできますが 静止パネルに比べてより多くの電力を生成する、それでもまだ非常に高価です。
結論として、これらのタイプの太陽光追跡システムを使用すると、太陽光に対して正確な角度で PV パネルを配置できます。この革新的なシステムは、太陽の動きに合わせてパネルを回転させます。これにより、パネルは太陽光を最大限に吸収し、エネルギー出力を最適化できます。
