Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Поток Научпоп доступен 24/7 благодаря поддержке друзей Хабра
Комментарии 19
Экономические перспективы сего крайне сомнительны при текущих ценах на панельки менее $100 в Китае. Хотя в РФ они в 4-5 раз дороже, может и имеет какой-то смысл.
Если же говорить о СЭС более серьезно, то пока нет сезонных накопителей нам нужно проектировать ее на 21 декабря под соответствующий угол и КИУМ. А если так, то во все остальное время она будет давать значительно больше "декабрьского номинала". Тем более по вашим графикам зимой от одноосного толку ноль.
Ну а если еще более серьезно зачем СЭС в таких широтах, ветер нужен.
На мой дилетантский взгляд, вместо этого матана достаточно оптического датчика слежения за Солнцем на каждой платформе - для одноосной системы хватит трех фотодиодов и аналоговой схемы сравнения на операционниках (да, я ископаемый). И прямое управление аналоговым моторчиком. Подруливание нужно только в одну сторону, импульсом на 2-3 секунды, с запасом. И стоим, ждем следующего отклонения.
И еще фиксатор с электромагнитной защелкой - потребление 50мА на время проворота.
Вот так легко и непринужденно мы решаем сложные проблемы - просто, изящно и неработоспособно, наверное. Специалисты объяснят, почему не будет работать.
Специалисты объяснят, почему не будет работать.
Не специалист, но один недостаток уже вижу - за этими датчиками придется присматривать, следить за их чистотой, и исправностью. Т.е. нужен какой-то человек, который физически будет за всем этим присматривать, при больших площадях панелей и их труднодоступности это может быть проблемой. С другой стороны - расчеты сейчас сделать недорого и быстро, можно забить в память копеечного микроконтроллера все предварительно рассчитанные данные и это будет работать без дополнительного внимания, плюс можно туда прикрутить средства диагностики, которые будут удаленно тестировать оборудование и при проблемах оповещать обслуживающий персонал, что с аналоговой схемой заметно сложнее реализовать.
Датчик да, слабое место, но не сильно - пыль не страшно, только если листик или птичка капнула. Нам же только уровень освещенности от Солнца, а его трудно перекрыть.
Уделенная подробная диагностика каждой панели не нужна - либо оценка по выработке (хуже чем соседние), либо ставим камеру с аналитикой (с ИИ, да) - и ловим нестандартное поведение панели в массиве. Локализовали глючную - поехали смотреть.
У меня сосед, увлекается радиоподелками всякими, тоже соорудил себе теплое ламповое управление внешним светом по датчику. Так он долбался с этой штукой очень долго. Основная проблема именно загрязнение датчика, свет то включался посреди дня, то не включался ночью. Я просто поставил "умный" выключатель, с WiFi, которым можно свет просто кнопкой включать/выключать, и который можно настроить на включение света после заката и выключение с рассветом. Работает уже года четыре я и очень доволен, это вообще не требует никакого моего участия в процессе, ничего не надо чистить ,поднастраивать и т.п. Сосед в итоге тоже перешел к такому-же решению, наигравшись с олдскульными технологиями.
Раньше понятно - вся эта электроника стоила денег, и все экономили, сейчас контроллер стоит копейки, и с его помощью можно довольно сложные алгоритмы просто реализовывать.
Положение Солнца достаточно легко рассчитывается, оно не скачет по небу непредсказуемо, все что надо знать, текущие координаты, которые не меняются с момента монтажа системы, и текущее время, которое очень легко сейчас получить и синхронизировать с очень большой точностью.
Это надежный черный ящик, работающий абсолютно предсказуемо ,независимо от облаков на небе, загрязненности датчиков, всевозможных других внешних воздействий.
И еще фиксатор с электромагнитной защелкой
Какой фиксатор? Идеальный привод для трекера - червячный редуктор. С бронзовым червяком и пластиковой шестернёй. Самостопорящийся. Имеющий огромное передаточное отношение при малых размерах и весе. Что позволяет иметь небольшой двигатель в приводе. Не требовательный к обслуживанию - теоретически, может работать вообще без смазки.
Вообще говоря, при такой передаче для сопровождения светила необходим таймер, запускающий движение системы со стартовой позиции в нужный момент. И стабилизатор оборотов двигателя привода. Ну и система возврата в стартовую позицию a тёмное время суток.
Это не легко, не изящно и не просто. Весь этот матан практически бесплатный, а датчики денег стОят. Датчики имеют смысл там, где мы не можем целевую функцию с достаточной точностью рассчитать. Уж что-что, а положение Солнца люди научились расчитывать ещё в каменном веке.
Если наводиться по матану - нужны шаговые движки (дороже простых), все равно нужны датчики положения, контроллер, интерфейсы... Да даже кабель связи прогнать по всем.
Зачем шаговые двигатели? Простейший срвопривод, ну может быть масштабированный. Примитивный резистор на оси батареи, для обратной связи погрешность в несколько градусов там вообще не критичная, и двигатель, да хоть самый дешманский, коллекторный, крутящий всю конструкцию через червячный редуктор, пока сигнал с резистора не станет заданным.
При строительстве своей СЭС рассматривал возможность установки трекера, но экономически выгоднее оказалось установить большее кол-во солнечных панелей стационарно.
Эффективность солнечного трекера имеет смысл оценивать не по его суточной выработке, а вместе с системой хранения. Летом в солнечную погоду без трекера панель в утренние и вечерние часы неэффективна, потому что совсем затенена самой собой, или расположена под очень острым углом. А с она трекером может она может работать почти с максимальной эффективностью, исключая необходимость зарядки батареи в это время суток. Таким образом летом можно существенно уменьшить используемую ёмкость батареи, и экономить её ресурс. Особенно это актуально для мобильного использования панели - вес батареи может составлять существенную часть веса всей системы.
Проблему высокой ветровой нагрузки в принципе можно решить комбинированием солнечной и ветровой генерации. В очень ветреную погоду солнечная панель с трекером может флюгироваться или даже скатываться в рулон, если она гибкая, а генерацию может взять на себя ветрогенератор. Этим можно сильно снизить требования в прочности конструкции трекера.
Пусть ветер и вращает, а задачей электроники будет "переключать передачи/выжимать сцепление".
Если вы считаете что позиционирование по двум осям в сумме сложнее/дороже чем 1+1 - то почему-бы не делать два независимых простых контроллера.
Ну и стоимость позиционирования - странная вещь. Если энергосетей нет вовсе, а энергии не хватает - надо за любые деньги выжимать киловатты, включая робота, который моет панели.
А если попытка экономить - совсем другой расклад: можно и на глаз вращать панели физической силой.
Я так хотел сделать одно-осевой: раз в 5-10 минут (цикл):
запомнили текущий ток
сдвинули немного (понятно что солнце только в одну сторону ходит)
замерили ток, если больше исходного, то сдвинули еще немного, если меньше, то остановились и ждем следующий цикл.
Ночью - возврат в исходное (доворот для установки под рассвет).
Фиксированная панель с оптимально подобранным углом наклона – это уже не «просто панель на крыше под 45°»: правильно выбранный угол (74° зимой и 11° летом) сам по себе даёт ощутимую прибавку по сравнению с классическим правилом «угол равен широте».
В промышленном исполнении это таки в любом случае будет вторая ось трекера. Никто не будет на СЭС с тысячей панелей вручную подкручивать угол установки, пусть даже и несколько раз в год.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Проектирование солнечного трекера. Ч.1: нужно ли вообще поворачивать панели за Солнцем?