Sun Tracking Solar Power System

Introduktion

Energikällor

Med den växande utvecklingen uppstår det efterföljande behovet av energi för alla delar av människolivet. Den huvudsakliga energikällan är naturen, som ger flera källor som fossila bränslen. Naturresurser kan klassificeras i icke förnybara och förnybara energikällor.

Icke-förnybara energikällor som kol, olja, naturgas används mest, men kan inte fyllas på. Faktorer som global uppvärmning, fortsatt bränslehöjning skapar också hinder för att använda dessa energikällor.

Hittills är det enda sättet att använda förnybara energikällor, som kan fyllas på och bytas ut. Exempel är vindenergi, solenergi, termisk energi.

Av denna solenergi är den mest primära.

Kolla in live projekt av Sun Tracking Solar Panel

Solen som energikälla

Kärnfusion i solens aktiva kärna ger en inre temperatur på 10⁷K och ett inre strålningsflöde med ojämn spektral fördelning. Denna inre strålning absorberas i de yttre passiva skikten som värms upp till cirka 5800K. Denna strålning genererar ljusenergi i form av fotoner som bär en stor mängd energi och fart. Dessa fotoner kan antingen avböjas eller absorberas under resan från solen till jorden.

Jorden får solstrålningseffekt på cirka 1,73 * 10¹⁴KW. Denna kontinuerligt mottagna effekt integreras till en total energi på 5,46 * 10^tjugoettMJ per år. Således är solenergi den mest relevanta energikälla som krävs för att tillgodose mänsklighetens växande krav.

Det finns tre olika sätt att samla in denna energi baserat på typen av samlare:

• Plåtsamlare är den vanligaste typen av samlare idag. De är matriser av solpaneler ordnade i ett enkelt plan.
• Fokuserande samlare är i huvudsak platta samlare med optiska anordningar anordnade för att maximera strålningen som faller på samlarens fokus. Dessa används för närvarande endast i ett fåtal spridda områden. Solugnar är exempel på denna typ av samlare.
• Passiva samlare skiljer sig helt från de andra två typerna av samlare. De passiva samlarna absorberar strålning och omvandlar den till värme naturligt, utan att vara konstruerad och byggd för att göra det.

Solpaneler

Av dessa platta plattor används samlare mest. Ett exempel är en solpanel.

En solpanel är ett kluster av solceller ordnade i en matris. Dessa paneler kan samla kraft mellan 10 och 300 W.

En solcell är en tvåskiktad halvledaranordning som används för att absorbera strålningen. Det fungerar på solcellsprincipen, vilket innebär att spänningen genereras genom infallande ljus. När ljus faller på skikten exciterar det elektronerna, vilket får dem att hoppa från ett lager till ett annat och bilda en elektrisk laddning.

Bildkälla - etap - etap

Det typiska solenergimottagningssystemet består av följande delar

1. Solpanel - Att samla kraft.
2. Inverter - För att konvertera den mottagna likströmmen till växelström.
3. Batteri - För att lagra den mottagna likströmmen.

Montering av solpaneler

En av de största begränsningarna för användningen av solpaneler är hur de monteras för att motta maximal ljusenergi från solen.

De faktorer som påverkar solpanelens effekt eller effektivitet är följande:

• Riktning: Om platsen är norra halvklotet, ska panelerna vända rakt mot norr och platsen vara södra halvklotet, panelerna ska vända rakt söderut.
• Lutning eller orientering : Solpaneler måste ha en lutning som är lika med breddgraden för deras plats. När lutningen på jordrotationen ändras måste solpanelerna justeras för att få maximalt ljus.
• Typ av yta : En bredare yta föredras mest eftersom den får maximal mängd solljus.

För att göra panelerna effektiva så att de får tillräckligt med solljus används enheter som kallas Trackers som pekar panelerna mot jorden.

Det finns två typer av trackers:

a. Passiv spårare :

Passiva spårare använder ett system där en vätska rör sig när den värms upp av solen och används för att flytta panelen och återgår automatiskt till rätt läge för morgonen. Den består av två rörtankar placerade vid sidorna av solpanelen så att om panelen inte är i linje med solen, blir vätskan i tankarna ojämnt uppvärmd och orsakar en tryckdifferens. Denna tryckdifferens får i sin tur vätskan att röra sig mot tanken med låga temperaturer. När vätskenivån fluktuerar mellan de två tankarna, orsakar sålunda viktförskjutningen att tyngdkraften roterar spåraren tillsammans med solens riktning. De är billigare och kräver inga elektriska apparater och kräver mindre underhåll. Men konventionella ljussensormekanismer kanske inte visar sig vara korrekta under molniga dagar och de är inte heller effektiva.

b. Aktiv spårare :

En aktiv tracker består vanligtvis av motorer som en servomotor eller en Stegmotor för att rotera panelen. Helst träffar solstrålningen panelen i 90⁰ vinklar. Motorn håller panelen i den vinkeln för att få maximal strålning. Styrningen av motorn kan göras på något av de två sätten. Ett sätt är att använda ett elektroniskt system för att beräkna solens astronomiska position på den specifika platsen och därmed rotera solpanelen i en riktning vinkelrätt mot solen vid förinställda tidsintervall. En annan kontroll använder ett sensorarrangemang för att avkänna ljusstyrkan på himlen och därmed rotera panelen i rät vinkel mot solens riktning.

Tillämpning av ovanstående metod

Montering av solpaneler

Stegmotorn styrs med hjälp av mikrokontroller 8051 , genom reläföraren IC ULN2003A. Den består av lågeffektpanelen på axeln och ger en rotation på 0 till 180⁰ varv i steg om 5 sek vardera. Stegmotorns rotation motsvarar jordens rotation runt solen, vilket står för 180⁰ förändringar i jordens riktning avseende solen. Stegmotorn är programmerad att ge 90⁰-rotation det mesta.