Canalul „bang-bang” a arătat cum să faci un tracker solar de casă pentru panouri. Acestea se vor roti automat după soare, crescând eficiența centralei electrice.
Veți avea nevoie de două panouri solare cu o capacitate de 3,5 wați fiecare. La ieșire, unul are mai mult de 6 volți, care, atunci când două baterii sunt conectate în serie, va da mai mult de 12 volți. Priză USB pe spate. Trei ieșiri din trei segmente de baterie. Fiecare dintre ele generează 2 volți. Adică, dacă este necesar, vă puteți conecta în consecință și obțineți 2, 4, 6 volți.
Următorul nod important este două servo-uri. Unul va roti matricea solară pe orizontală, iar celălalt pe verticală. Aceste unități nu sunt simple, nu sunt atât de ușor de făcut să se rotească. Este nevoie de unele îmbunătățiri. În setul cu fiecare dintre motoare sunt cruci de plastic, discuri, șuruburi pentru fixare. Suporturi achiziționate pentru motor. De asemenea, sunt incluse șuruburi de montare, rulment și discuri. controler de încărcare. Acesta va primi energie de la panouri solare și o va transfera la baterie.
Să începem să lucrăm cu propriile mâini cu umplere electronică. Diagrama de urmărire a panoului solar este mai jos. 
Schemă de conexiuni, placă, program de editare a plăcii: https://cloud.mail.ru/public/DbmZ/5NBCG4vsJ
Circuitul este foarte simplu și ușor de repetat. Este cea mai de succes dintre mai multe opțiuni dovedite. Dar chiar și autoarea ei a trebuit să se schimbe puțin. A trebuit să schimb valorile rezistențelor variabile și fixe, a fost proiectat un circuit cu circuit imprimat.
Pentru început, să tipărim placa de circuit a trackerului pe hârtie specială. Aceasta este tehnologia de călcat cu laser. Hârtia are un aspect lucios. Pe revers, este matul obișnuit. Trebuie să imprimați cu o imprimantă laser pe partea lucioasă. După contactul cu fierul de călcat, acesta trebuie lăsat să se răcească și hârtia se desprinde ușor de strat.
Înainte de transfer, textolitul trebuie degresat. Cel mai bine este să folosiți șmirghel fin. Atașăm modelul pe placă și îl călcăm cu un fier fierbinte timp de 2 minute.
Acum trebuie să gravați placa de urmărire. Se poate folosi persulfat de amoniu. Vândut în magazinele de radio. Aceeași soluție poate fi folosită de mai multe ori. Este de dorit să încălziți lichidul la 45 de grade înainte de utilizare. Acest lucru va accelera foarte mult procesul de gravare. După 20 de minute, placa a fost finalizată cu succes. Acum trebuie să îndepărtați tonerul. Din nou, folosiți șmirghel sau acetonă.
Acum puteți face o gaură în tablă. Puteți începe să lipiți piesele.
Inima trackerului solar este amplificatorul operațional lm324n. Două tranzistoare tip 41c, tip 42c. Un condensator ceramic 104. Autorul dezvoltării a înlocuit multe detalii cu tipul smd. În loc de 5408 diode, s-au folosit analogii lor de tip smd. Principalul lucru este să folosiți cel puțin 3 amperi. Un rezistor pentru 15 kilo-ohmi, 1 pentru 47 kilo-ohmi. două fotorezistoare. 2 rezistențe de reglare pentru 100 și 10 kilo-ohmi. Acesta din urmă este responsabil pentru sensibilitatea senzorului foto.
Tracker solar pentru panouri solare - heliostat
Un heliostat, sau altfel, un tracker, este un dispozitiv de urmărire a soarelui, în cazul nostru, pentru rotirea panourilor solare astfel încât acestea să fie mereu perpendiculare pe soare. Nu este un secret pentru nimeni că în acest caz panoul solar oferă putere maximă. În diagrama de mai sus, dispozitivul de urmărire solară (heliostat) utilizează controlul pulsului și, fără nicio asistență umană, este capabil să orienteze panoul solar la cea mai bună iluminare.
Circuitul heliostatic este format dintr-un generator de ceas (DD1.1, DD1.2), două circuite integratoare (VD1R2C2, VD2R3C3), același număr de modelatori (DD1.3, DD1.4), un comparator digital (DD2), două invertoare (DD1. 5, DD1.6) și un comutator tranzistor (VT1-VT6) pentru sensul de rotație al motorului electric M1, care controlează rotația platformei pe care este instalată bateria solară. Cu alimentarea pornită, generatorul de pe elementele DD1.1, DD1.2 generează impulsuri de ceas care urmează la o frecvență de aproximativ 300 Hz. Când dispozitivul este în funcțiune, se compară duratele impulsurilor generate de invertoarele DD1.3, DD1.4 și circuitele integratoare VD1R2C2, VD2R3C3. Abruptul lor variază în funcție de constanta de timp de integrare, care, la rândul său, depinde de iluminarea fotodiodelor VD1 și VD2 (curentul de încărcare al condensatoarelor C2 și C3 este proporțional cu iluminarea lor). Semnalele de la ieșirile circuitelor integratoare sunt alimentate la modelele de nivel DD1.3, DD1.4 și apoi la un comparator digital realizat pe elementele microcircuitului DD2. În funcție de raportul dintre duratele impulsurilor de intrare în comparator, la ieșirea elementului DD2.3 (pinul 11) sau DD2.4 (pinul 4) apare un semnal de nivel scăzut. Cu iluminarea egală a fotodiodelor, semnalele de nivel înalt sunt prezente la ambele ieșiri ale comparatorului. Invertoarele DD1.5 și DD1.6 sunt necesare pentru a controla tranzistoarele VT1 și VT2. Un nivel ridicat de semnal la ieșirea primului invertor deschide tranzistorul VT1, la ieșirea celui de-al doilea - VT2. Sarcinile acestor tranzistoare sunt chei pe tranzistoarele puternice VT3, VT6 și VT4, VT5, care comută tensiunea de alimentare a motorului electric M1. Circuitele R4C4R6 și R5C5R7 netezesc ondulațiile de la bazele tranzistoarelor de control VT1 HVT2. Sensul de rotație al motorului se modifică în funcție de polaritatea conexiunii la sursa de alimentare. Comparatorul digital nu permite deschiderea simultană a tuturor tranzistorilor cheie și astfel asigură o fiabilitate ridicată a sistemului.
Dimineața cu răsăritul soarelui, iluminarea fotodiodelor VD1 și VD2 va fi diferită, iar motorul electric va începe să rotească panoul solar de la vest la est. Pe măsură ce diferența de durată a impulsurilor modelatoarelor scade, durata pulsului rezultat va scădea, iar viteza de rotație a bateriei solare va încetini treptat, ceea ce va asigura poziționarea exactă a acestuia la soare. Astfel, cu controlul impulsului, rotația arborelui motorului poate fi transmisă direct pe platformă cu o baterie solară, fără utilizarea unei cutii de viteze. În timpul zilei, platforma panoului solar se va roti odată cu mișcarea soarelui. Odată cu debutul amurgului, durata impulsurilor la intrarea comparatorului digital va fi aceeași, iar sistemul va intra în modul de așteptare. În această stare, curentul consumat de dispozitiv nu depășește 1,2 mA (în modul de orientare, depinde de puterea motorului).
Dacă designul este completat cu un bloc de deviere vertical asamblat conform unei scheme similare, este posibilă automatizarea completă a orientării bateriei în ambele planuri. Dacă brusc nu au existat microcircuite indicate pe diagramă, acestea pot fi înlocuite cu microcircuite din seria K564, K176 (cu o tensiune de alimentare de 5 ... 12 V). Tranzistoarele KT315A sunt interschimbabile cu oricare dintre seriile KT201, KT315, KT342, KT3102 și KT814A - cu oricare dintre seriile KT814, KT816, KT818, precum și cu germaniu P213-P215, P217. În acest din urmă caz, rezistențele cu o rezistență de 1 ... 10 kOhm ar trebui conectate între emițători și bazele tranzistoarelor VT3-VT6 pentru a preveni deschiderea lor accidentală din cauza unui curent invers semnificativ. În loc de fotodiode FD256, puteți pune piese din celule solare (conectate cu polaritate), fototranzistoare fără circuite de polarizare, precum și fotorezistoare, de exemplu, SF2, SFZ sau FSK de orice modificare. Este necesar doar să selectați (prin schimbarea rezistenței rezistenței R1) frecvența generatorului de ceas în funcție de funcționarea fiabilă a comparatorului digital. Un filtru de lumină verde este utilizat pentru a proteja fotodiodele de iradierea excesivă. Între senzorii foto este plasată o perdea opacă. Este fixat perpendicular pe placă în așa fel încât atunci când unghiul de iluminare se schimbă, ascunde una dintre fotodiode. 
Panourile solare funcționează la cea mai bună eficiență atunci când unghiul de incidență al razelor solare este cel mai potrivit. Dar acest lucru se poate realiza doar prin rotirea platformei cu panoul solar. Acest lucru necesită un sistem automat de urmărire a soarelui.
Circuitul prezentat folosește un comparator cu două praguri pentru a menține motorul staționar în timp ce ambele rezistențe sensibile la lumină (LDR) sunt sub același nivel de lumină. În acest caz, o jumătate din tensiune este aplicată la intrarea inversoare și cealaltă jumătate la intrarea neinversătoare a amplificatorului A1.
Circuitul folosește următoarele componente:
T1, T3 = BD239, BD139
T2, T4 = BD240, BD140
A1, A2 = LM324
Diode = 1N4001
Când poziția soarelui se schimbă, nivelul de lumină al fotorezistoarelor se schimbă, iar tensiunea de intrare a comparatorului nu mai este jumătate din tensiunea de alimentare. Ca rezultat, semnalul de ieșire al comparatorului face ca motorul să miște panoul solar în urma soarelui.
Potențiometrele P1 și P2 sunt reglate astfel încât motorul să rămână staționar atunci când ambele fotorezistoare au același nivel de lumină. Dacă, de exemplu, pe LDR2 cade mai multă lumină decât pe LDR1, tensiunea în punctul A devine mai mult de jumătate din tensiunea de alimentare. Ca rezultat, ieșirea A1 va fi logic ridicată și tranzistorii T1 și T4 vor conduce. Ca rezultat, motorul va începe să se rotească.
Dacă unghiul de incidență al razelor solare se schimbă din nou și tensiunea în punctul A este mai mică de jumătate din tensiunea de alimentare, atunci ieșirea A2 va fi logic mare, tranzistoarele T2 și T3 vor începe să conducă curentul, iar motorul se va roti în direcție opusă.
Pentru a controla panourile solare, este mai bine să folosiți motoare mici cu tensiunea corespunzătoare și un curent de funcționare maxim de 300 mA. Acest sistem urmărește soarele într-un singur plan orizontal. Dacă doriți să urmăriți lumina soarelui într-un plan vertical, trebuie să creați o cale separată.
Traducere site-ul web
Vă mulțumim pentru interesul acordat site-ului proiectului de informare.
Dacă doriți ca materiale interesante și utile să apară mai des și să aibă mai puțină publicitate,
Puteți susține proiectul nostru donând orice sumă pentru dezvoltarea lui.
Până acum, când exploatăm panouri solare, ne-am mulțumit cu dispersia totală a razelor solare. Adevărat, s-au luat în considerare unele schimbări sezoniere, precum și ora din zi (orientare în direcția est-vest). Cu toate acestea, panourile solare au rămas mai mult sau mai puțin fixate în poziția de lucru odată găsite. Într-o serie de cazuri, nici nu am acordat prea multă importanță acestui lucru, expunând aproximativ bateria în direcția soarelui.
Cu toate acestea, din experiență se știe că celulele solare generează energie maximă doar atunci când sunt exact perpendiculare pe direcția razelor solare, iar acest lucru se poate întâmpla doar o dată pe zi. În restul timpului, eficiența celulelor solare este mai mică de 10%.
Să presupunem că ai reușit să urmărești poziția soarelui pe cer? Cu alte cuvinte, ce s-ar întâmpla dacă ai roti rețeaua solară în timpul zilei, astfel încât să îndrepte mereu direct spre soare? Schimbând doar acest parametru, ai crește eficiența totală a celulelor solare cu aproximativ 40%, ceea ce reprezintă aproape jumătate din energia produsă. Aceasta înseamnă că 4 ore de intensitate solară utilă se transformă automat în aproape 6 ore. Urmărirea soarelui nu este deloc dificilă.
Dispozitivul de urmărire este format din două părți. Unul dintre ele combină un mecanism care conduce receptorul radiației solare, celălalt - un circuit electronic care controlează acest mecanism.
Au fost dezvoltate o serie de metode de urmărire solară. Una dintre ele se bazează pe montarea celulelor solare pe un suport paralel cu axa polară 11. Poate că ați auzit de astfel de dispozitive numite sisteme de urmărire ecuatorială. Acesta este un termen popular folosit de astronomi.
Datorită rotației Pământului, ni se pare că Soarele se mișcă pe cer. Dacă am lua în considerare această rotație a Pământului, Soarele, la figurat vorbind, s-ar „opri”. Sistemul de urmărire ecuatorială funcționează într-un mod similar. Are o axă de rotație paralelă cu axa polară a Pământului.
Dacă atașați celule solare la el și le rotiți înainte și înapoi, veți obține o imitație a rotației Pământului (Fig. 1).
Unghiul de înclinare (unghiul polar) este determinat de locația geografică și corespunde latitudinii locului unde este montat dispozitivul. Să presupunem că locuiți într-o zonă corespunzătoare la 40 ° N. SH. Apoi axa dispozitivului de urmărire va fi rotită cu un unghi de 40° față de orizont (la Polul Nord, este perpendicular pe suprafața Pământului, Fig. 2).
Rotația celulelor solare spre est sau vest în jurul acestei axe înclinate va imita mișcarea soarelui pe cer. Dacă rotim celulele solare cu viteza unghiulară de rotație a Pământului, putem „opri” complet Soarele.
Această rotație este efectuată de un sistem mecanic de urmărire. Este necesar un motor pentru a roti celulele solare în jurul unei axe. În orice moment al mișcării zilnice a soarelui, planul panourilor solare va fi acum perpendicular pe direcția razelor solare.
Partea electronică a dispozitivului de urmărire oferă mecanismului principal informații despre poziția Soarelui. Prin comandă electronică, panoul este instalat în direcția dorită. De îndată ce soarele se deplasează spre vest, controlerul electronic va porni motorul electric până când direcția corectă a panoului către soare este restabilită.
Noutatea dispozitivului nostru de urmărire constă nu numai în implementarea orientării celulelor solare către soare, ci și în faptul că acestea alimentează „creierul” electronic de control. Acest lucru se realizează printr-o combinație unică de caracteristici structurale și electrice ale dispozitivului.
Să luăm în considerare mai întâi caracteristicile de proiectare ale dispozitivului, referindu-ne la Fig. 3. Bateria solară este formată din două panouri care conțin câte trei elemente, conectate în serie și așezate pe planurile unei carcase din plastic transparent. Panourile sunt conectate în paralel.
Aceste panouri sunt montate în unghi drept unul față de celălalt. Ca urmare, cel puțin unul dintre module va fi iluminat constant de soare (sub rezerva limitărilor discutate mai jos).
Luați în considerare mai întâi cazul în care întregul dispozitiv este poziționat astfel încât bisectoarea unghiului format de panouri să fie îndreptată exact spre soare. În plus, fiecare panou este înclinat la un unghi de 45° față de soare (Fig. 4) și generează energie electrică.
Dacă rotiți dispozitivul cu 45° spre dreapta, panoul din dreapta va fi paralel, iar panoul din stânga va fi perpendicular pe razele soarelui. Acum doar panoul din stânga generează energie, panoul din dreapta este inactiv.
Rotiți dispozitivul cu încă 45°. Lumina continuă să lovească panoul din stânga, dar la un unghi de 45°. Ca și înainte, partea dreaptă nu este iluminată și, prin urmare, nu generează nicio energie.
Puteți repeta o rotație similară în partea stângă, în timp ce panoul din dreapta va genera energie, iar panoul din stânga va fi inactiv. În orice caz, cel puțin o baterie generează energie electrică. Deoarece panourile sunt conectate în paralel, dispozitivul va produce întotdeauna energie electrică. În timpul experimentului nostru, modulul s-a rotit cu 180°.
Astfel, dacă un anumit dispozitiv este fixat astfel încât îmbinarea panourilor să fie îndreptată către soarele amiezii, ieșirea bateriei solare va genera întotdeauna tensiune electrică, indiferent de poziția soarelui pe cer. Din zori până în amurg, o parte a dispozitivului va fi iluminată de soare. Grozav, dar de ce toate astea? Acum vei ști.
Pentru a urmări mișcarea soarelui pe cer, circuitul de control electronic trebuie să îndeplinească două funcții. În primul rând, ea trebuie să decidă dacă este nevoie de urmărire. Nu are sens să risipești energie în funcționarea motorului electric dacă nu există suficientă lumină solară, de exemplu, în prezența ceții sau a norilor. Acesta este scopul pentru care dispozitivul de mai sus este necesar în primul rând!
Pentru a înțelege principiul funcționării sale, să ne întoarcem la circuitul electronic prezentat în Fig. 3. Să ne concentrăm mai întâi pe releul RL 1. Pentru a simplifica discuția de mai jos, să presupunem că tranzistorul Q1 este saturat (conductor) și tranzistorul Q2 nu este prezent.
Releul RL 1 este un element de circuit care reacționează la curentul care circulă prin el. Releul are o bobină de sârmă în care energia curentului electric este convertită în energia unui câmp magnetic. Intensitatea câmpului este direct proporțională cu puterea curentului care curge prin bobină.
Odată cu creșterea curentului, vine un moment în care intensitatea câmpului crește atât de mult încât armătura releului este atrasă de miezul de înfășurare și contactele releului se închid. Acest moment corespunde așa-numitului prag de releu.
Acum este clar de ce releul este utilizat atunci când se măsoară intensitatea de prag a radiației solare folosind celule solare. După cum vă amintiți, curentul unei celule solare depinde de intensitatea luminii. În circuitul nostru, două panouri solare sunt conectate efectiv la releu, iar până când nu generează un curent care depășește pragul de declanșare, releul nu se pornește. Astfel, cantitatea de lumină incidentă este cea care determină pragul de răspuns.
Dacă puterea curentului este puțin mai mică decât valoarea minimă, atunci circuitul nu funcționează. Releul și panoul solar se potrivesc astfel încât releul să fie activat atunci când intensitatea luminii atinge 60% din valoarea maximă.
Așa se rezolvă prima sarcină a sistemului de urmărire - determinarea nivelului de intensitate al radiației solare. Contactele releului închise pornesc motorul electric, iar sistemul începe să caute orientarea către soare.
Așa că ajungem la următoarea sarcină, și anume, să găsim orientarea exactă a bateriei solare față de soare. Pentru a face acest lucru, să revenim la tranzistoarele Q1 și Q2.
Există un releu în circuitul colector al tranzistorului Q1. Pentru a porni releul, este necesar să scurtcircuitați tranzistorul Q1. Rezistorul R1 stabilește curentul de polarizare, care deschide tranzistorul Q1.
Tranzistorul Q2 este un fototranzistor, regiunea sa de bază este iluminată de lumină (în tranzistoarele convenționale, un semnal electric este aplicat pe bază). Curentul colector al unui fototranzistor este direct proporțional cu intensitatea luminii.
Rezistorul R1, pe lângă setarea curentului de polarizare al tranzistorului Q1, este folosit și ca sarcină pentru tranzistorul Q2. Când baza tranzistorului Q2 nu este iluminată, nu există curent de colector și tot curentul prin rezistorul R1 trece prin bază, saturând tranzistorul Q1.
Pe măsură ce iluminarea fototranzistorului crește, curentul colectorului începe să curgă, care curge numai prin rezistorul R1. Conform legii lui Ohm, o creștere a curentului printr-un rezistor fix /?1 duce la o creștere a căderii de tensiune pe acesta. Astfel, se modifică și tensiunea la colectorul lui Q2.
Când această tensiune scade sub 0,7V, se va produce fenomenul prezis: tranzistorul Q1 va pierde polarizarea datorită faptului că are nevoie de cel puțin 0,7V pentru a transporta curentul de bază. Tranzistorul Q1 va înceta să conducă curentul, releul RL1 se va opri și contactele sale se vor deschide.
Acest mod de funcționare va avea loc numai atunci când tranzistorul Q2 este îndreptat direct către soare. În acest caz, căutarea unei orientări exacte către soare este încheiată din cauza deschiderii circuitului de alimentare a motorului de către contactele releului. Rețeaua solară este acum îndreptată exact spre soare.
Când soarele părăsește câmpul vizual al tranzistorului Q2, tranzistorul
Q1 pornește releul și mecanismul începe să se miște din nou. Și găsește din nou soarele. Căutarea se repetă de multe ori pe măsură ce soarele se mișcă pe cer în timpul zilei.
Spre seară, intensitatea luminii scade. Panoul solar nu mai poate genera suficientă energie pentru a alimenta sistemul electronic, iar contactele releului se deschid pentru ultima dată. În dimineața devreme a zilei următoare, soarele luminează bateria sistemului de urmărire, orientată spre est, iar funcționarea circuitului începe din nou.
În mod similar, contactele releului se deschid dacă iluminarea scade din cauza vremii nefavorabile. Să presupunem, de exemplu, că dimineața vremea este bună și sistemul de urmărire a început să funcționeze. Cu toate acestea, la amiază, cerul a început să se încruntă, iar scăderea iluminării a făcut ca sistemul de urmărire să nu mai funcționeze până când cerul s-a limpezit din nou după-amiaza, sau poate a doua zi. Ori de câte ori se întâmplă acest lucru, sistemul de urmărire este întotdeauna gata să reia funcționarea.
Realizarea unui dispozitiv de urmărire este destul de simplă, deoarece o parte semnificativă a pieselor este realizată din sticlă organică.
Cu toate acestea, un punct foarte important este să se potrivească cu caracteristicile panourilor solare și ale releelor. Este necesar să se selecteze elemente care generează un curent de 80 mA la intensitatea maximă a radiației solare. Selectarea se poate face prin testare. Am descoperit că celulele semilunare scot în medie aproximativ 80 mA. Prin urmare, dintre toate tipurile de elemente care sunt la vânzare, am folosit aceste elemente pentru dispozitivul meu.
Ambele panouri solare sunt similare ca design. Fiecare contine trei elemente care sunt conectate in serie si atasate pe placi de plexiglas cu dimensiunile 10x10 cm2. Elementele vor fi expuse în mod constant mediului înconjurător, de aceea trebuie prevăzute măsuri de protecție pentru ele.
Ar fi bine să faci următoarele. Așezați bateria finită pe o placă de plexiglas așezată pe o suprafață metalică plană. De sus, acoperiți bateria cu un strat relativ gros (0,05-0,1 mm) de film lavsan. Încălziți bine structura rezultată cu un pistol de suflare, astfel încât părțile din plastic să se topească și să se lipeze împreună.
În același timp, fii atent. Dacă așezați o placă de plexiglas pe o suprafață care nu este suficient de plană sau dacă este supraîncălzită, se poate deforma. Totul ar trebui să fie similar cu a găti un sandviș cu brânză la grătar.
Când ați terminat, verificați etanșeitatea etanșării, în special în jurul marginilor celulelor solare. S-ar putea să fie nevoie să strângeți ușor marginile Dacronului cât timp este încă fierbinte.
După ce panourile s-au răcit suficient, lipiți-le împreună așa cum se arată în fig. 5 și conectați-le în paralel. Nu uitați să lipiți cablurile la baterii înainte de a asambla dispozitivul.
Următorul element important de design este releul. În practică, releul este o bobină înfășurată pe un contact mic de trestie.
Înfășurarea releului este alcătuită din 420 de spire de sârmă de cupru emailat nr. 36 înfășurate în jurul unui cadru suficient de mic pentru a se potrivi contactului cu stuf cu interferență. Am folosit un pai de cocktail ca cadru. Dacă atingeți capetele paiului cu o lamă fierbinte de cuțit, obrajii cadrului sunt formați, parcă, protejând înfășurarea de alunecare peste margini. Rezistența totală a înfășurării ar trebui să fie de 20-30 ohmi. Introduceți comutatorul cu lame în cadru și fixați-l cu o picătură de lipici.
Apoi conectați tranzistorul Q1 și rezistența R1 la releu. Fără a conecta tranzistorul Q2, aplicați energie de la celulele solare și verificați funcționarea circuitului.
Dacă totul funcționează corect, releul ar trebui să funcționeze când intensitatea luminii solare este de aproximativ 60% din intensitatea maximă. Pentru a face acest lucru, puteți acoperi pur și simplu 40% din suprafața celulelor solare cu un material opac, cum ar fi cartonul.
În funcție de calitatea comutatorului cu lame, poate exista o oarecare abatere de la valoarea ideală. Este acceptabilă pornirea releului la o intensitate luminoasă de 50-75% din valoarea maximă posibilă. Pe de altă parte, dacă nu îndepliniți aceste limite, trebuie să modificați fie numărul de spire ale înfășurării releului, fie curentul panoului solar.
Numărul de spire ale înfășurării releului trebuie schimbat în conformitate cu următoarea regulă. Dacă releul funcționează mai devreme, numărul de spire trebuie redus, dacă mai târziu, mărit. Dacă doriți să experimentați cu schimbarea curentului rețelei solare, conectați un rezistor de șunt la acesta.
Acum conectați fototranzistorul Q2 la circuit. Trebuie plasat într-o carcasă etanșă la lumină, altfel nu va funcționa corect. Pentru a face acest lucru, luați o țeavă de cupru sau aluminiu de aproximativ 2,5 cm lungime și cu un diametru corespunzător diametrului carcasei tranzistorului.
Un capăt al țevii trebuie aplatizat, astfel încât să rămână un spațiu de 0,8 mm lățime. Atașați tubul la tranzistor. Circuitul de control finit, care conține elementele Q1, Q2, R1 și RL 1, este umplut cu cauciuc lichid în scopul etanșării.
Patru unități sunt scoase de la dispozitiv: două de la contactele releului, două de la panourile solare. Pentru turnarea cauciucului lichid, se folosește o formă din hârtie groasă (cum ar fi o carte poștală). Pentru a o face cu o foaie de hârtie, înfășurați un creion și fixați hârtia astfel încât să nu se desfacă.După ce stratul de polimer din jurul diagramei s-a uscat, îndepărtați forma de hârtie.
Operarea dispozitivului de urmărire este destul de simplă. Mai întâi, asamblați un mecanism simplu de urmărire.
Montați bateria pe o axă rotativă. Puteți atașa bateria la un cadru potrivit și apoi atașați cadrul la țeavă folosind rulmenți de frecare sau rulare. Apoi instalați un motor cu o cutie de viteze pentru a roti cadrul în jurul axei. Acest lucru se poate face în multe moduri.
Deoarece releul îndeplinește doar funcțiile de pornire și oprire în circuitul electronic, este necesar să existe elemente care să comute tensiunea de rotație a motorului electric. Acest lucru necesită întrerupătoare de limită situate în pozițiile extreme ale cadrului. Ele sunt conectate conform diagramei prezentate în Fig. 6.
Din figură se poate observa că acesta este un circuit simplu de comutator de polaritate.La alimentarea electrică, motorul electric începe să se rotească. Direcția de rotație a acestuia depinde de polaritatea sursei de alimentare.
În momentul alimentării cu energie, releul de inversare a polarității RL1 2) nu funcționează, deoarece circuitul de alimentare al înfășurării sale este întrerupt de contactele normal deschise. Motorul electric rotește cadrul spre întrerupătorul de limită nr. 1. Acest întrerupător este amplasat astfel încât cadrul să se sprijine de el numai în poziția extremă a rotației sale.
Când acest comutator este închis, este activat releul RL 1, care inversează polaritatea tensiunii de alimentare a motorului electric, iar acesta din urmă începe să se rotească în sens opus. Deși contactul limită #1 se deschide din nou, releul rămâne alimentat datorită contactelor închise.
Când cadrul este apăsat pe întrerupătorul de limită nr. 2, circuitul de alimentare al releului RL 1 se deschide și releul se oprește. Sensul de rotație al motorului este inversat din nou și urmărirea cerului continuă.
Ciclul este întrerupt doar de releul lamelă RL 1 din circuitul de urmărire solară, care controlează circuitul de putere al motorului electric. Cu toate acestea, releul RL 1 este un dispozitiv de curent scăzut și nu poate comuta direct curentul motorului. Astfel, releul cu lame comută releul auxiliar, care controlează motorul electric, așa cum se arată în fig. 6.
Rețelele solare ale sistemului de urmărire trebuie să fie amplasate aproape de mecanismul de rotație. Unghiul de înclinare a acestora ar trebui să coincidă cu unghiul de înclinare al axei polare, iar joncțiunea bateriilor este îndreptată către soarele de amiază. Modulul electronic este conectat direct la dispozitivul de rotație. Orientați fanta capacului fototranzistorului paralel cu axa polară. Aceasta ține cont de schimbările sezoniere ale poziției soarelui deasupra orizontului.
Lista de componente
Q1-2N2222, tranzistor
Q2—FPT-100, fototranzistor
R1—1000 Ohm, rezistor
RL1 - releu (vezi text)
6 celule solare din siliciu generând fiecare 80 mA
Literatură: Byers T. 20 structuri cu celule solare: Per. din engleză - M .: Mir, 1988.
În zilele noastre, mulți oameni trec la lumini solare de grădină, de exemplu, sau la un încărcător de telefon. După cum toată lumea știe și înțelege, o astfel de încărcare funcționează din energia solară primită în timpul zilei. Cu toate acestea, lumina nu stă nemișcată toată ziua și, prin urmare, prin crearea unui dispozitiv rotativ pentru o baterie solară cu propriile mâini, puteți crește eficiența de încărcare cu aproximativ jumătate, deplasând bateria spre soare pe tot parcursul zilei.
Un tracker solar do-it-yourself are câteva avantaje foarte semnificative care merită timpul pentru a fi realizate și instalate.
- Primul și cel mai important beneficiu este că rotirea celulei solare toată ziua poate crește eficiența bateriei cu aproximativ jumătate. Acest lucru se realizeaza datorita faptului ca cea mai eficienta functionare a panourilor solare se realizeaza in perioada in care razele din lumina cad perpendicular pe fotocelula.
- Al doilea avantaj al dispozitivului este creat sub influența primului. Datorită faptului că bateria își îmbunătățește eficiența și produce jumătate din energie, nu este nevoie să instalați baterii staționare suplimentare. În plus, bateria rotativă în sine poate avea o fotocelulă mai mică decât în cazul metodei staționare. Toate acestea economisesc o mulțime de bani.
Componentele unui tracker
Crearea unui dispozitiv rotativ cu panouri solare de tip „do-it-yourself” include aceleași componente ca și produsele din fabrică.
Lista pieselor necesare pentru a crea un astfel de dispozitiv:
- Baza sau cadrul - constă din părți portante, care sunt împărțite în două categorii - acestea sunt mobile și fixe. În unele cazuri, cadrul are o parte mobilă cu o singură axă - orizontală. Cu toate acestea, există modele cu două axe. În astfel de cazuri, sunt necesare actuatoare care controlează axa verticală.
- Actuatorul descris anterior trebuie să fie și el inclus în proiect și să aibă dispozitive nu numai pentru rotație, ci și dispozitive pentru controlul acestor acțiuni.
- Sunt necesare detalii care să protejeze dispozitivul de capriciile vremii - furtună, vânt puternic, ploaie.
- Posibilitate de control de la distanta si acces la dispozitivul rotativ.
- Un element care transformă energia.
Dar este de remarcat faptul că asamblarea unui astfel de dispozitiv este uneori mai costisitoare decât cumpărarea unuia gata făcut și, prin urmare, în unele cazuri, este simplificată la piese de rulment, un actuator și un control al actuatorului.
Sisteme electronice de strunjire
Principiul de funcționare
Principiul de funcționare al dispozitivului rotativ este foarte simplu și se bazează pe două părți, dintre care una este mecanică, iar cealaltă este electronică. Partea mecanică a dispozitivului rotativ este responsabilă de rotația și înclinarea bateriei. Iar partea electronică reglează momentele de timp și unghiurile de înclinare, în funcție de care funcționează partea mecanică.
Echipamentele electrice utilizate împreună cu panourile solare sunt încărcate de la baterii în sine, ceea ce, într-un fel, economisește și bani pentru alimentarea electronicelor.
Laturi pozitive
Dacă vorbim despre avantajele echipamentelor electronice pentru un dispozitiv rotativ, atunci merită remarcat confortul. Comoditatea constă în faptul că partea electronică a dispozitivului va controla automat procesul de întoarcere a bateriei.
Acest avantaj nu este singurul, ci este doar unul în plus în lista celor care au fost enumerate mai devreme. Adică, pe lângă economisirea de bani și creșterea eficienței, electronicele eliberează o persoană de nevoia de a întoarce manual.
Cum să faci bricolaj
Nu este dificil să creezi un tracker pentru panouri solare cu propriile mâini, deoarece schema de creare a acestuia este simplă. Pentru a crea un circuit de urmărire funcțional cu propriile mâini, trebuie să aveți două fotorezistoare disponibile. Pe lângă aceste componente, trebuie să achiziționați și un dispozitiv motor care va roti bateriile.
Conexiunea acestui dispozitiv se realizează folosind podul H. Această metodă de conectare vă va permite să convertiți curentul de până la 500 mA cu o tensiune de la 6 la 15 V. Diagrama de asamblare vă va permite nu numai să înțelegeți cum funcționează trackerul solar, ci și să îl creați singur.
Pentru a configura schema, trebuie să efectuați următorii pași:
- Asigurați-vă că circuitul este alimentat.
- Conectați motorul de curent continuu.
- Trebuie să instalați fotocelule una lângă alta pentru a obține aceeași cantitate de lumină solară asupra lor.
- Este necesar să deșurubați cele două rezistențe de reglare. Trebuie să faceți acest lucru în sens invers acelor de ceasornic.
- Fluxul de curent către circuit începe. Motorul ar trebui să pornească.
- Înșurubăm unul dintre trimmerele până se odihnește. Să marchem această poziție.
- Continuați să înșurubați elementul până când motorul începe să se rotească în direcția opusă. Menționăm și această poziție.
- Împărțim spațiul rezultat în secțiuni egale și instalăm un trimmer în mijloc.
- Înșurubam un alt trimmer până când motorul începe să zvâcnească puțin.
- Întoarcem mașina de tuns puțin înapoi și o lăsăm în această poziție.
- Pentru a verifica funcționarea corectă, puteți închide secțiuni ale bateriei solare și puteți urmări reacția circuitului.
mecanismul ceasului de rotire
Dispozitivul mecanismului de rotație al ceasului este practic destul de simplu. Pentru a crea un astfel de principiu de funcționare, trebuie să luați orice ceas mecanic și să-l conectați la un motor cu baterie solară.
Pentru a face motorul să funcționeze, este necesar să instalați un contact mobil pe mâna lungă a unui ceas mecanic. Al doilea nemișcat este fixat la ora douăsprezece. Astfel, în fiecare oră, când mâna lungă trece de douăsprezece ore, contactele se vor închide și motorul va întoarce panoul.
Intervalul de timp de o oră a fost ales pe baza faptului că în acest timp corpul solar trece prin cer aproximativ 15 grade. Puteți instala un alt contact fix timp de șase ore. Astfel, tura va avea loc la fiecare jumătate de oră.
ceas cu apă
Această metodă de control al dispozitivului rotativ a fost inventată de un student canadian întreprinzător și este responsabilă de rotirea unei singure axe, cea orizontală.
Principiul de funcționare este, de asemenea, simplu și este după cum urmează:
- Bateria solară este instalată în poziția inițială atunci când razele soarelui lovesc fotocelula perpendicular.
- După aceea, un recipient cu apă este atașat de una dintre laturi, iar un obiect de aceeași greutate ca recipientul cu apă este atașat de cealaltă parte. Fundul recipientului trebuie să aibă o gaură mică.
- Prin ea, apa va curge treptat din rezervor, din cauza careia greutatea va scadea, iar panoul se va inclina incet spre contragreutate. Va fi necesar să se determine experimental dimensiunile orificiului pentru container.
Această metodă este cea mai simplă. În plus, economisește resurse materiale care ar fi cheltuite pentru achiziționarea unui motor, așa cum este cazul unui mecanism de ceasornic. În plus, puteți instala singur mecanismul rotativ sub forma unui ceas cu apă, fără să aveți măcar cunoștințe speciale.
Video
Cum să faci un tracker pentru o baterie solară cu propriile mâini, vei învăța din videoclipul nostru.
Există câteva trucuri care vă permit să modificați ușor sistemul principal pentru a obține mai multă energie de la soare. Prima dintre ele este de a urmări soarele, iar a doua este de a urmări punctul de putere maximă a panourilor solare. Urmărirea Soarelui realizat folosind un tracker solar, cu care voi începe acest articol. Următorul videoclip demonstrează cum funcționează un tracker solar.
După instalarea unui tracker solar, producția de energie va crește de 1,6 ori datorită expunerii mai lungi la soare pe panouri, precum și optimizării unghiului de instalare a panourilor solare în raport cu soarele. Costul trackerului solar finit va fi de aproximativ 52.000 de ruble. Deoarece poate susține doar câteva panouri cu o putere totală de până la 600 W, un astfel de sistem nu va da roade în curând. Dar puteți face singur un astfel de dispozitiv, iar trackerele de casă sunt destul de populare. Când urmăriți soarele, există următoarele sarcini principale: 1. Crearea unei platforme puternice care să poată rezista atât la greutatea panourilor în sine, cât și la rafale de vânt.2. Crearea mecanicii de întoarcere a unei platforme grele cu vânt mare.3. Dezvoltarea logicii de control mecanic pentru urmărirea soarelui Deci, primul punct. Este mai bine să plasați matrice de baterii în multipli ai tensiunii necesare, în timp ce acestea nu ar trebui să se întunece reciproc.
Trackerul va necesita hardware puternic și o bază solidă. Actuatoarele sunt ideale pentru controlul platanului. În imaginea următoare puteți vedea mecanica controlului.
Un astfel de tracker vă va permite să controlați poziția panourilor solare în două planuri simultan. Dar dacă doriți, puteți regla controlul doar pe orizontală și puteți schimba vertical unghiul de câteva ori pe an (toamna și primăvara). Când creați logica întregului sistem, puteți alege una dintre mai multe opțiuni: 1. Urmați punctul cel mai luminos.2. Setați înclinarea și porniți cronometrul (pentru fiecare zi, ora răsăritului și apusului este întotdeauna cunoscută).3. O opțiune combinată care asigură un unghi de rotație constant și o căutare a luminozității maxime.Pentru prima metodă, există două soluții: construiți singur un tracker sau cumpărați unul chinezesc gata făcut, care costă aproximativ 100 USD.
Dar, deoarece realizarea unui astfel de dispozitiv este destul de ușoară pentru oricine înțelege principiile modului în care funcționează controlerele, mulți oameni preferă să facă totul pe cont propriu, în timp ce un tracker de casă va costa de 10 ori mai puțin.
Detalii despre fabricarea unui tracker solar pot fi găsite pe forumul de profil, unde au fost deja calculate modelele optime și au fost selectate cele mai bune echipamente. Urmărire MRPT (punct de putere maximă solară). Există două tipuri de controlere solare în acest scop. Controlerul MPPT (Maximum Power Point Tracking) urmărește soarele dintr-o poziție diferită în sistem. Pentru clarificare, iată următorul grafic.
După cum se poate observa din grafic, puterea maximă de ieșire va fi obținută în punctul de putere maximă, care va fi cu siguranță pe linia verde. Acest lucru nu este posibil pentru un controler PWM convențional. Folosind controlerul MPPT, puteți conecta și panouri solare conectate în serie. Această metodă va reduce semnificativ pierderile de energie în timpul transportului de la panouri solare la baterii. Este fezabil din punct de vedere economic să instalați controlere MRPT cu o putere a JV care depășește 300-400 W. Achiziționarea unui controler solar supradimensionat este perfect rezonabilă, cu excepția cazului în care creați un sistem de alimentare puternic care va copleși nevoile casei în exces. Creșterea constantă a numărului de panouri solare, am primit o putere de 800 W, ceea ce este destul de suficient pentru o cabană de țară vara. În exemplul meu, se așteaptă o medie de 4 kWh de energie electrică de la sistemul de alimentare pe zi din aprilie. până în august. Această cantitate de energie este suficientă pentru confortul unei familii de 4 persoane, cu condiția să nu se folosească utilizarea unui aragaz electric și a unui cuptor cu microunde. Un consumator puternic de energie este un cazan pentru încălzirea apei. Pentru un cazan de 80 de litri într-o casă privată, vor fi necesare doar aproximativ 4,5 kWh de energie. Astfel, sistemul autonom care se creează va plăti cel puțin atunci când apa este încălzită.Articolul anterior a fost dedicat unui invertor hibrid care vă permite să preluați energie în principal din panouri solare, primind doar cantitatea lipsă din rețea. Compania MicroArt a lansat deja producția de controlere MPPT care pot fi conectate la invertoarele aceleiași companii printr-o magistrală comună. Deoarece am instalat deja invertorul hibrid MicroArt, această opțiune este deosebit de convenabilă pentru mine.Principalul avantaj al acestui controler pentru mine a fost capacitatea de a pompa cantitatea potrivită de electricitate pentru a nu împrumuta energie din baterie, reducându-i resursele. Cel mai popular si in acelasi timp optim in ceea ce priveste raportul tensiune/curent este Controlerul ECO Energy MPPT Pro 200/100. Este capabil să suporte o tensiune de intrare de până la 200 V și un curent de ieșire de 100 A. Bateriile mele sunt construite pentru 24 V (tensiunea bateriei este de 12/24/48/96 V), deci puterea maximă de la controler va fi de 2400 W, așa că primesc de două ori mai mult decât putere la construirea panourilor solare. Puterea maximă a controlerului este de 11 kW la 110 V pe baterii (tensiune tampon).Conexiunea controlerului cu invertorul hibrid MAC SIN Energy Pro HYBRID v.1 24V este suportată prin magistrala 12C. În acest caz, este posibilă o adăugare instantanee de putere în cazul în care invertorul oferă informații despre consumul crescut de energie. Deoarece ambele dispozitive sunt de la același producător, a fost nevoie doar să conectați șireturile în conectorii necesari de dispozitiv și să activați parametrii necesari Continuând să explorez capacitățile controlerului, am găsit trei relee care pot fi programate. De exemplu, pe vreme însorită, dacă casa nu consumă energie electrică, puteți încălzi un cazan suplimentar sau o piscină. O altă opțiune - vremea este înnorată și tensiunea bateriei este redusă la un nivel critic, invertorul se poate opri complet și se consumă energie. În acest caz, este posibil să porniți un generator benzo / diesel separat, pentru care este suficient doar să închideți releul. În acest caz, generatorul trebuie să aibă un contact de pornire uscată sau un sistem separat de pornire automată - SAP (o altă denumire este ATS, Automatic Transfer of Reserve). Am un generator chinezesc simplu, dar există un starter. După ce am fost interesat de automatizarea lansării sale și am aflat că MicroArt își produce de multă vreme propria automatizare, am fost foarte mulțumit de acest lucru. Să revenim la instalarea controlerului. Aici totul este standard: mai întâi trebuie să conectați bornele bateriei, apoi bornele panoului solar, după care sunt configurați parametrii. Prin conectarea unui senzor de curent extern, puteți detecta puterea consumată de invertor în timp real.În fotografia următoare puteți vedea cum funcționează invertorul în modul hibrid (primind o parte din energie din rețea, cea mai mare parte din panouri solare). ).
Pentru a demonstra funcționarea controlerului solar cu orice alt invertor terță parte, controlerul este conectat special folosind un senzor de curent extern.
Rezultate Caracteristicile reale ale controlerului sunt pe deplin în concordanță cu cele declarate. Pompează cu adevărat energie, chiar și atunci când este conectat la un invertor „străin” printr-un senzor de curent. Invertorul hibrid, conform planului, pompează energia solară în rețea (fotografia arată că 100 W, și aceasta este jumătate din cei 200 W consumați, provin de la panouri solare. Adică, cei 100 W minimi vor fi preluați de controler de la rețeaua, iar cele lipsă vor veni de la soare. Aceasta este o caracteristică a dispozitivului). Astfel, trusa a început să se plătească de la sine din momentul conectării. Si incepand cu luna mai puteti conta pe acoperirea integrala a necesarului de energie cu panouri solare Următorul articol va fi cel final, va compara cele trei controlere solare pe care le am deja.
