Być może znasz panele słoneczne, ale czy wiesz o tych trackerach? Chociaż są mniej znane, są nadal szeroko stosowane w panelach słonecznych zarówno mieszkalnych, jak i komercyjnych ze względu na ulepszoną technologię pułapkowania słonecznego. W tym blogu omówimy przede wszystkim różne rodzaje systemów śledzenia słonecznego i ich zalety.
Rodzaje systemów śledzenia słońca
Zanim poznamy ich rodzaje, warto wiedzieć, czym właściwie jest system śledzenia słońca. Jest to system, który automatycznie ustawia panele słoneczne tak, aby były skierowane w stronę słońca przez cały dzień. Jego elementy składowe obejmują ogniwa fotowoltaiczne, procesory sygnałowe, sterownik PLC (Programmable Logic Controller), czujniki, elektromagnetyczne i mechaniczne sterowanie ruchem oraz zasilacze.
Gdy światło słoneczne jest silne, czujniki tego systemu wykrywają to i wysyłają sygnały do sterownika PLC. Następnie sterownik PLC analizuje te sygnały i wysyła dalsze instrukcje do silnika. Silnik obraca panel bezpośrednio w stronę słońca. Gdy panel jest skierowany bezpośrednio w stronę słońca, generuje więcej energii niż gdy nie jest skierowany bezpośrednio w stronę słońca. Przyjrzyjmy się teraz różnym typom systemów śledzenia słońca.
Na podstawie ruchu i elastyczności kierunkowej, urządzenia śledzące można podzielić na następujące typy:
1. Jednoosiowe trackery słoneczne
Te trackery przesuwają lub regulują panele fotowoltaiczne, obracając je wzdłuż jednej osi. Zazwyczaj są one skierowane w kierunku północ-południe. Urządzenie to pomaga panelom podążać za słońcem ze wschodu na zachód w ciągu dnia.
Dzięki temu możemy zwiększyć wydajność już istniejącego systemu solarnego bez konieczności instalowania kolejnych modułów solarnych. Ten typ trackera świetnie nadaje się na płaskie tereny, które zazwyczaj pozostają suche i słoneczne.
Przyjrzyjmy się teraz różnym typom trackerów jednoosiowych, takim jak trackery pionowe, poziome, pochylone i biegunowe.
a) Poziomy jednoosiowy tracker słoneczny (HSAT) : Obraca się on ze wschodu na zachód wokół stałej osi równoległej do ziemi. To ekonomiczne narzędzie może śledzić ruch przez cały dzień bez konieczności stosowania skomplikowanych konstrukcji czy materiałów.
b) Poziomo pochylony, jednoosiowy tracker słoneczny (HTSAT) : Ten tracker jest podobny do HSAT , ale jest instalowany z pochyleniem. Jest stosunkowo bardziej złożony i droższy. Wymaga również betonowego fundamentu, przez co nie jest łatwy w skalowaniu.
c) Pionowy jednoosiowy tracker słoneczny (VSAT) : Ten model śledzi Słońce ze wschodu na zachód, ale jest zainstalowany poziomo . Jest w stanie utrzymać stały kąt padania promieni słonecznych, szczególnie na północnych szerokościach geograficznych, dlatego jest często używany w obszarach górskich. Ma jednak pewne wady, takie jak większe zapotrzebowanie na miejsce i niższa gęstość mocy na akr.
d) Jednoosiowy tracker słoneczny VTSAT (Vertical-Tilted Single-Axis Solar Tracker) : Ma on nachylenie pionowe i obraca się wokół osi pionowej. Możesz używać takich trackerów, aby zwiększyć wydajność energetyczną, ale pamiętaj, że są one narażone na większe obciążenie wiatrem. W porównaniu z układami poziomymi, trackery te mają wyższe wymagania konstrukcyjne i zużywają więcej materiałów.
2. Dwuosiowe trackery słoneczne
Umożliwiają one obrót paneli wokół dwóch osi. Są one ustawione zarówno poziomo, jak i pionowo. Dzięki temu można je łatwo regulować w kierunkach północnym, południowym, wschodnim i zachodnim. Wykorzystują czujniki i algorytmy do monitorowania zmian związanych z porami roku i wysokością Słońca.
Są one bardzo odpowiednie dla nieruchomości komercyjnych, ponieważ są zaprojektowane tak, aby maksymalizować produkcję energii słonecznej przez cały rok. Zazwyczaj istnieją 2 typy trackerów dwuosiowych w zależności od wysokości-
a) Pochylenie i przechylenie : Aby śledzić położenie słońca, można je przechylać zarówno w kierunku wschód-zachód (azymut), jak i góra-dół (wysokość).
b) Azymut-wysokość : Te dwuosiowe urządzenia śledzące słońce umożliwiają panelom słonecznym poruszanie się w dwóch kierunkach: azymutu (wschód-zachód) i wysokości (góra-dół).
Zobacz także: 4 różne rodzaje paneli słonecznych
Ze względu na sposób działania trackery słoneczne można podzielić na dwie główne kategorie:
3. Aktywne urządzenia śledzące
Większość instalacji systemów śledzących, które widzisz, to instalacje aktywne. Posiadają one źródła zasilania do obsługi urządzeń mechanicznych lub silników. Mogą pomóc w regulacji kąta nachylenia panelu , tak aby był skierowany bezpośrednio na słońce.
Aktywny tracker wykorzystuje czujniki światła do pomiaru siły światła słonecznego. Następnie określa najlepszy kierunek, w którym powinny być skierowane panele. Te trackery najlepiej sprawdzają się w przypadku dużych i złożonych grup paneli słonecznych. Przyjrzyjmy się jego typowi-
Tracker z otwartą pętlą : Jest to również rodzaj aktywnego trackera, który może działać bez mechanizmów sterowania sprzężeniem zwrotnym. Zamiast korzystać z informacji zwrotnej z czujników w czasie rzeczywistym, porusza on panelami słonecznymi za pomocą wstępnie obliczonych obliczeń lub algorytmów. Dzieli się on na dwa podtypy:
- Śledzenie czasu
- Urządzenia śledzące wysokość/azymut
Odniesienie: Projekt otwartego, jednoosiowego systemu śledzenia słońca
4. Urządzenia śledzące pasywne
Są niesamowite, ponieważ potrafią śledzić słońce bez użycia dodatkowego źródła energii. Urządzenie porusza się, wykorzystując ciepło słoneczne, które ogrzewa znajdujący się w nim gaz. Rozprężając się gaz, powoduje mechaniczny ruch paneli fotowoltaicznych.
Mechanizm działania jest bardzo prosty. Gdy jedna strona się nagrzewa, tłok po drugiej stronie unosi się. To powoduje, że panel przechyla się w stronę nasłonecznioną. Gdy słońce zachodzi, gaz staje się chłodny i ponownie sprężany. To powoduje obrót panelu z powrotem.
Zastosowania systemów śledzenia słońca
Te systemy mają różne zastosowania, zebraliśmy najważniejsze z nich i wymieniliśmy je poniżej. Przyjrzyjmy się-
1. Zwiększona produkcja energii elektrycznej : W porównaniu z innymi systemami, trackery słoneczne są w stanie generować więcej energii elektrycznej. Mogą one zwiększyć produkcję energii o 10% do 25% , co jest dość znaczące. Należy jednak pamiętać, że zależy to od lokalizacji geograficznej systemu śledzenia.
2. Optymalizacja wykorzystania terenu : Te trackery to niesamowite narzędzia do optymalizacji wykorzystania terenu. W porównaniu z odpowiednikami o stałym nachyleniu, mogą generować więcej energii elektrycznej, i to przy tej samej powierzchni terenu.
3. Maksymalizacja zysków energetycznych : Jak przeczytaliśmy i zrozumieliśmy na blogu, ten system może być bardzo pomocny w maksymalizacji zysków energetycznych. Podąża on śladem słońca i efektywnie przechwytuje jego energię przez cały dzień. Jest to bardzo pomocne w godzinach szczytu.
4. Mniejsze wymagania konserwacyjne : Wiele znaczących postępów technologicznych znacząco zmniejszyło wymagania konserwacyjne tych systemów śledzenia. Dzięki temu są one bardziej niezawodne i wydajne.
5. Redukcja kosztów : To główne zastosowanie trackerów słonecznych. Narzędzia te poprawiają wydajność wytwarzania energii, co z kolei obniża ogólne koszty związane z wytwarzaniem energii słonecznej. Zmniejszają one potrzebę stosowania dodatkowych paneli słonecznych i sprawiają, że energia słoneczna staje się bardziej opłacalna dla ludzi.
Sprawdź także nasz blog – Czym jest panel słoneczny z heterozłączem: działanie i korzyści
Zalety i wady jednoosiowego systemu śledzenia słońca
Zacznijmy to porównanie od zrozumienia zalet tego systemu śledzenia słońca.
- Są całkiem niezawodne, trwałe i łatwe w montażu.
- W porównaniu do trackerów dwuosiowych, trackery jednoosiowe są tańsze w zakupie i eksploatacji.
- Mają mniej problemów konserwacyjnych ponieważ nie są zbyt skomplikowane.
- Mają one stosunkowo mało ruchomych części i są zaprojektowane w sposób przyjazny dla użytkownika.
- W porównaniu do stacjonarnych uchwytów, które zazwyczaj widzisz, te urządzenia śledzące generują około O 17% więcej rocznej mocy.
- one nie są jak sztywne panele słoneczne, mogą zmieniać kąt nachylenia, aby zbierać energię słoneczną.
- Mogą one działać nawet w miejscach o mniejszym nasłonecznieniu.
Porozmawiajmy teraz o wadach-
- W porównaniu do modeli dwuosiowych, jego produkcja w godzinach szczytu światła słonecznego jest mniejsza.
- Możliwości modernizacji technologicznej są ograniczone.
- Choć mogą one pomóc panelom dostosować się i przechwytywać światło słoneczne ze wschodu na zachód, nie mogą poruszać się z północy na południe jak dwuosiowe trackery słoneczne.
- Te urządzenia śledzące stają się znacznie mniej skuteczne, ponieważ są skierowane na północDzieje się tak, ponieważ kąt padania promieni słonecznych zmienia się znacząco między latem i zimą.
- Takie urządzenia śledzące działają słabo także w innych porach roku gdy słońce znajduje się w położeniu poziomym. Pionowe urządzenia śledzące o jednej osi działają lepiej na dużych szerokościach geograficznych, blisko północy.
Zalety i wady dwuosiowego systemu śledzenia słońca
Istnieją pewne zalety i wady tego systemu śledzenia, zacznijmy od omówienia jego głównych zalet-
- one zmaksymalizuj moc wyjściową panelu poprzez ciągłe podążanie za słońcem.
- Pomagają również radzić sobie z ograniczeniami w dostawie energii elektrycznej do sieci.
- Są wystarczająco wydajne, aby sprostać Twoim potrzebom energetycznym w ciągu dnia. Mogą nawet magazynować dodatkową energię do użytku w nocy.
- one wymagają mniej miejsca do zakwaterowaniaDlatego nawet jeśli dysponujesz ograniczoną przestrzenią na swój system solarny, nadal możesz łatwo zainstalować te urządzenia śledzące.
- Dają Ci możliwość wykorzystania pozostałej przestrzeni, którą zaoszczędziłeś, na inne, dodatkowe cele w tym ogrodnictwo, parkowanie samochodów i inne.
- W porównaniu do paneli stałych mogą wygenerować o 45–50% więcej energii rocznie.
- Charakteryzują się większym stopniem elastyczności i dokładności.
- Pomogą Ci szybciej uzyskać zwrot kosztów inwestycji.
- Nierówny teren nie wpływa na ich wydajność ponieważ mogą obracać panele zarówno w pionie, jak i w poziomie.
Omówmy teraz wady-
- Oni żądają wyższe koszty utrzymania.
- Mają niższą niezawodność i krótszą żywotność niż panele tradycyjne.
- Są trochę skomplikowane i mają więcej ruchomych elementów systemu śledzenia słońca. Więc są bardziej podatne na usterki.
- Jeśli niebo jest pokryte smogiem lub chmurami, śledzenie może nie działać dokładnie.
- Aby mogły prawidłowo funkcjonować, wymagają regularnej konserwacji.
- Chociaż może generują więcej energii elektrycznej w porównaniu do paneli statycznych, to nadal jest bardzo kosztowne.
Podsumowując, możemy użyć tych typów systemów śledzenia słońca, aby ustawić panele fotowoltaiczne pod kątem, który jest dokładny dla światła słonecznego. Ten innowacyjny system obraca następnie panele, aby podążały za ruchem słońca. Pomaga to panelom absorbować maksymalną ilość światła słonecznego, a tym samym optymalizować ich wydajność energetyczną.
