Как сделать солнечный трекер (систему слежения за солнцем)?

Содержание

Солнечный трекер: зачем нужен электропривод гелиоустановки

Как сделать солнечный трекер (систему слежения за солнцем)?

Известно, что оптимальный КПД солнечные панели имеют в том случае, если они перпендикулярно расположены по отношению к лучам Солнца, падающим на них. Когда в конструкции присутствует солнечный трекер, его поворотный механизм позволяет батареям поворачиваться вслед за светилом, не теряя при этом уровня работоспособности.

Солнечный трекер обеспечивает регулярное слежение за Солнцем, позволяющее панелям «ловить» его лучи и вбирать в себя максимальное количество света.

Преимущества устройства и принцип его работы

Безусловно, главное преимущество — повышение КПД гелиосистемы почти на 50% (в среднем, от 40 до 45%). Оптимальный угол падения солнечных лучей — 90°.

Именно трекер и обеспечивает такой угол наклона, поворачивая батареи в нужном направлении. Установка такого устройства позволит не беспокоиться о необходимости монтажа дополнительных панелей.

Это может быть сопряжено с нехваткой места и иными техническими сложностями.

Благодаря электронной системе, в которую входит специальный приемник с функцией GPS навигации, трекер точно может определить, где находится Солнце.

Спутник системы GPS дает сигнал, который система «ловит», и, исходя из этого, контролирует движение батарей в ту или иную сторону. Главный действующий элемент в данном случае — так называемый серводвигатель. Он изменяет то направление, в котором движется вал.

Что же касается принципа перемещения, он может быть разным. Исходя из него, конструкции трекеров разделяются на несколько видов.

Виды солнечных трекеров

На основании действия осей вращения, устройства бывают:

  • с осью, вращающейся в горизонтальном направлении относительно земной поверхности;
  • ось вращается вертикально относительно земной поверхности;
  • происходит вращение оси «по наклонной» (средний вариант между первыми двумя);
  • с осью, ориентированной на Полярную звезду;
  • двуосные трекеры, с большей амплитудой движения и широкими возможностями (обладают самой высокой степенью свободы).

Вопрос стоимости и целесообразность приобретения

Такое устройство будет стоить очень дорого. Средняя стоимость любого подобного устройства начинается от 200 000 рублей и выше. Более того, его электромеханика довольно сложная и хрупкая. Под влиянием внешней среды с дорогостоящим прибором может случиться любой непредвиденный казус.

Поэтому любители электроники уже давно наловчились изготавливать солнечные трекеры самостоятельно. Это может показаться удивительным, но самодельные устройства чаще всего работают гораздо эффективнее и надежнее, а материальные вложения мастеру нужно будет сделать минимальные.

Безусловно, собранное своими руками устройство не будет таким «презентабельным» внешне, как покупное. Но простая двуосная конструкция, изготовленная самостоятельно, полностью окупит время и усилия. Важно и то, что если она по тем или иным причинам выйдет из строя, домашний мастер будет вполне в состоянии починить.

Основные элементы конструкции и их назначение

Для начала следует определиться, какие основные элементы гелиосистемы нам понадобятся:

  • две солнечные панели;
  • два сервопривода (или движка);
  • контроллер заряда.

Прежде всего, понадобятся две простые солнечные панели мощностью от 3 до 5 Вт каждая. На выходе у нее имеется напряжение 6 вольт, что при последовательном соединении двух батарей дает 12 вольт с небольшим. На обратной стороне панели имеется USB-гнездо, а также «пятачки», благодаря которым можно делать пайку.

Из трех сегментов батареи, соответственно, имеется три выхода. Каждый сегмент (выход) генерирует по 2 вольта. Иными словами, при подключении, в зависимости от надобности, можно получить на выходе 2,4 либо 6 вольт.

Следующий необходимый узел — это сервопривод, точнее, два. Один будет поворачивать солнечную батарею по горизонтальной оси, а другой — по вертикальной. Благодаря таким простым движкам можно получить настоящий электропривод гелиоустановки.

Эти движки — непростые, так просто они вращаться не станут. Их необходимо немного доработать. В наборе с каждым приводом идут пластиковые диски, крестовины и винты для их крепления.

Для крепления двигателей можно приобрести металлические кронштейны — чтобы закрепить их между собой в единую конструкцию.

В наборе с кронштейнами также идут несколько необходимых элементов — в частности, крепежные винты, подшипник и диски.

И последний элемент — контроллер заряда, который будет принимать энергию от солнечных батарей и передавать ее в аккумулятор.

Начинаем работу с электронной начинки. Схема проста и легка для повторения.

В ней можно поменять все, что угодно, на свое усмотрение, перебрав в Интернете несколько вариантов и предварительно собрав их воедино.

Можно, например, поменять номиналы переменных и постоянных резисторов, спроектировать схему печатной платы на свое усмотрение — и получится работающий и долговечный электропривод гелиоустановки.

Изготовление схемы методом ЛУТ

Для начала схему платы нужно распечатать на специальной бумаге для ЛУТа ( лазерно-утюжная технология). Бумага с наружной стороны глянцевая, с внутренней — обычная, матовая. Печатать придется на лазерном принтере, на глянцевой стороне. После контакта с утюгом плате нужно дать остыть, а потом отсоединить ее от матовой основы. Делается это легко, смывать ничего не потребуется.

Далее плата аккуратно переносится с бумаги на текстолит, который предварительно обезжиривается. Лучше всего сделать это мелкой наждачкой. Отрываем маленький кусочек и просто зашкуриваем. Далее прикладываем рисунок к плате и утюжим пару минут. Аккуратно снимаем приклеившуюся к текстолиту глянцевую основу. Если все было сделано аккуратно, схема благополучно будет перенесена на текстолит.

Обычно все переносится аккуратно, вплоть до мелкого текста. После этого главное — чтобы вытравились мелкие детали. При наличии на схеме небольших помарок они исправляются обычным маркером.

Далее плату необходимо вытравить. В качестве раствора для травления применяется персульфат аммония, его можно приобрести в радиотоварах. Один и тот же раствор можно использовать несколько раз.

Перед использованием жидкость подогреть до 40-50°С, это значительно ускорит процесс травления. Травить следует минут 20, в специально подобранной пластиковой емкости.

По истечении 20 минут нужно снять тонер — с помощью той же мелкой наждачной бумаги либо ацетона.

После этого в схеме аккуратно просверливаются все обозначенные отверстия, и можно приступать к постепенному спаиванию всей конструкции.

«Начинка» электросхемы и сборка

Для сборки понадобятся:

  • «сердце» устройства — электронный усилитель LM 324 N;
  • панель под усилитель;
  • два транзистора типа 40 2С;
  • два транзистора типа 40 1С;
  • один керамический конденсатор номер 104;
  • диоды (можно использовать любые, главное — чтобы они были не менее 3 ампер каждый; их понадобится 4 штуки);
  • один резистор на 15 кОм;
  • один резистор на 47 кОм;
  • два фоторезистора;
  • два подстроечных резистора — один на 100 кОм и другой на 10 кОм (резистор на 10 кОм отвечает за чувствительность фотодатчика).

После этого проводится спаивание схемы. При спаивании очень пригодится стандартный набор, состоящий из пластиковых гнезд и штекеров. Он прекрасно подходит для того, чтобы максимально качественно изготавливать любые самодельные схемы. На схеме, как правило, остается несколько перемычек. При всем старании сделать полностью печатную плату, без них все равно обойтись не получится.

В процессе отладки схемы обязательно понадобится такой элемент как концевой выключатель. Обычно их нужно два — чтобы своевременно прекращать вращение концевых двигателей, в том случае, если они начнут бесконтрольное вращение в процессе испытания. После того как устройство будет благополучно испытано, концевые двигатели собираются окончательно.

После отладки схемы следует приступить к вскрытию двигателя. Для этого нужно последовательно открутить четыре винта. Открываем верхнюю крышку двигателя. Внутри находится блок, состоящий из нескольких шестеренок. Все они металлические, вероятнее всего — из латуни.

На главной шестерне имеется шпенечек, ограничивающий вращение двигателя. Лучше его сразу выдернуть небольшими плоскогубцами, так как физический ограничитель здесь не потребуется.

Вместо ограничителей мы будем использовать те самые концевые выключатели, которые будут эффективно контролировать электропривод гелиоустановки во время его движения.

Плата управления находится с обратной стороны сервопривода. Под ней мы обнаруживаем всю «начинку». Провода, которые идут на плату управления, нужно будет отпаять и припаять напрямую на движок сервопривода. Таким образом, он превратится в небольшой двигатель постоянного тока. Он будет вращаться в обе стороны, в зависимости от полярности.

Напряжение и питание платы составляет 9-15 вольт. При желании можно выставить и меньше — например, 6,5 вольт.

При испытании схемы может оказаться так, что новоиспеченный электропривод гелиоустановки сразу начинает греться — по причине чрезмерного потребления тока. Ошибка часто заключается в том, что провода припаивают, прикасаясь к плате. При перепайке провода не должны касаться платы. Также их нельзя оставлять слишком близко к ней.

Предварительное испытание трекера

Готовое самодельное устройство слежения за Солнцем нужно предварительно испытать.

Перед подключением оба резистора выкручиваются «в ноль» (против часовой стрелки), на них подается питание в 6,5 вольт, и двигатель, изготовленный из сервопривода, начинает быстро вращаться.

При испытании можно сразу надеть на него насадку в виде двухлопастного пропеллера, идущую в комплектации, чтобы отслеживать вращение. При этом фоторезисторы должны иметь одинаковое освещение своих поверхностей.

Вращением 100-килоомного резистора по часовой стрелке (аккуратно, с помощью небольшой отвертки) добиваемся остановки двигателя. Находим то положение, в котором он либо почти останавливается, либо останавливается совсем. Теперь с помощью 10-килоомного резистора следует уменьшить чувствительность механизма, добавив ему немного сопротивления.

В процессе испытания следует время от времени слегка прикрывать пальцем поверхность то одного, то другого фоторезистора. Если на один резистор попадает меньше света, двигатель вращается в одну сторону, если на другой — двигатель вращается в другую сторону.

В процессе испытания можно использовать лампу, которая послужит своего рода заменителем Солнца.

По мере отворачивания конструкции от лампы двигатель, благодаря фоторезисторам, очень чутко реагирует на недостаток света и поворачивается в ту сторону, где его больше.

Далее проверяется работа концевых выключателей. Таким образом, готово устройство, которое будет вращать солнечную панель по оси Х. Чтобы она вращалась и по оси У, следует изготовить конструкцию, следуя абсолютно такой же схеме. В целом, понадобится два трекера для полноценного функционирования устройства.

Прикрепление трекеров к солнечным панелям

Сборка начинается с кронштейнов: двигатели собираются воедино. Для сопряжения двух частей кронштейна вставляем болтик и собираем «держатель» для двигателя, как и любой другой.
Далее принимаемся непосредственно за батарею.

Вскрываем «коробочку» с электронной начинкой внутри и видим простой вариант: «один диод и десять граммов термоклея». Далее берутся два провода: со знаком «плюс» на первой панели, со знаком «минус» — на второй.

 Полярность, при желании, меняется так, как удобно.

Более надежно панели можно скрепить металлическим каркасом. Все крепится друг к другу с помощью термоклея и герметика. Главное, чтобы конструкция не имела прорех, а между двумя панелями посередине осталось расстояние в несколько сантиметров. Через него будут «выглядывать» фоторезисторы, следящие за Солнцем.

Далее на каркас (там же, посередине, над щелью) прикрепляется металлическая пластина из фольгированного текстолита. Фольгированный текстолит удобен своей практичностью. В отличие от пластика, он не плавится при нагревании на Солнце.

Также в нем есть возможность легко проделать «дорожки» для фоторезисторов.

На пластинку из текстолита наносятся контуры «дорожек» для светодиодов, по тому же принципу, что и основная схема — с применением специальной бумаги, проглаживанием утюгом и травлением.

Итак, концевой выключатель на движках обеспечивает ограничение их движения на 180 ° как по оси Х, так и по оси У. А высокочувствительные светодиоды «следят» за направлением солнечного света. Далее самодельная система отслеживания помещается в небольшой короб из дерева, предохраняющий провода от воздействия погодных условий и прочих неблагоприятных факторов.

Трекер для солнечных панелей — дорогостоящее и хрупкое устройство. Однако при его изготовлении своими руками оказывается, что есть прекрасная возможность обойтись без серьезных финансовых затрат.

Движки, усовершенствованные собственноручно (с помощью концевых выключателей), — вариант более экономичный и надежный, который позволит панелям исправно поворачиваться в сторону Солнца в любую погоду и в любое время года.

Источник: https://batteryk.com/solnechnyj-treker

Поворотное устройство слежения за солнцем?

Как сделать солнечный трекер (систему слежения за солнцем)?

Общая дисперсия света солнца, которая использовалась ранее, не давала отменного результата. Точнее сказать, тот результат, который человечество получало, нельзя было при всех его показателях назвать идеальным. Солнечные батареи устанавливались стационарно и пребывали в одном зафиксированном положении. Система слежения за солнцем сняла эту проблему.

Максимальная энергия, которую можно получить, будет генерирована в случае перпендикулярного направления солнечных лучей на плоскость батарей. В обратном случае эффективность солнечных батарей крайне мала – приблизительно 10-15%. Если использовать систему автоматического наведения батарей на солнце, можно повысить результат на 40%.

Как это работает

Устройство слежения состоит из двух важных частей: механизма, который осуществляет поворот и наклон батарей в нужную сторону и электронной схемы, которая приводит в действие механизм.

Расположение батарей определяется географической широтой местности, где они должны быть установлены. К примеру, нужно установить батареи в местности, которая соответствует 330 северной широты. Это значит, что ось устройства должна быть повернута на 330 по отношению к горизонту земли.

Само вращение возможно благодаря двигателем, работа которого регулируется автоматикой. Автоматика «следит» за местом расположения Солнца на небоскребе и по мере его продвижения в западном направлении дает сигнал двигателю делать поворот всех батарей.

Интересным и любопытным выдается тот факт, что питание для двигателя идет от самих солнечных батарей. Слежение за солнцем делает само солнце, а это тоже экономия средств.

Особенности конструкции

Для детального восприятия приведем пример, как использовались солнечные лучи батареями ранее. Например, солнечная батарея выполнена из двух панелей, каждая из которых содержит три элемента. Элементы соединены параллельно. Панели монтируются таким образом, чтобы между ними был прямой угол. В таком случае минимум одна панель в любом случае будет «впитывать» солнечные лучи.

Однокоординатный солнечный трекер ED-5000

Панели образуют угол в 900, биссектриса которого направлена строго на солнце. Если всю конструкцию повернуть на 450 вправо или влево, одна панель будет работать, вторая – бездействовать. Такая позиция использовалась для того, чтобы улавливать солнечные лучи одной батареей в первую половину дня, а во второй половине за дело принимается вторая батарея.

Однако с применением поворотного устройства автоматического слежения, можно навсегда забыть о проблемах расположения батарей. Теперь все они без исключения будут иметь обращенные под углом 900 поверхности к солнцу.

Схема устройства

Схема автоматического поворота должна также для большей эффективности работы учитывать наличие факторов, которые ограничивают энергию солнечных лучей. Нет смысла использовать питание в случае тумана, дождя или облачности, когда солнце спрятано полностью или частично.

Особенности устройства

Автоматические системы слежения промышленного производства более прогрессивны как в техническом плане, так и в эстетическом. Однако это вовсе не значит, что устройства, которые были изготовлены в домашних условиях, являются неполноценными. Они могут иметь некоторые недочеты, но в любом случае имеют высокий показатель.

Двухкоординатный солнечный трекер

За что покупают и чем привлекает вся конструкция:

  • Устройства не требуют компьютерной настройки и программного обеспечения;
  • GPS-приемник считывает данные о местном времени, а также о местоположении;
  • Легкий вес, что достигается использованием легких металлов (алюминий и его сплавы);
  • Наличие коммуникационного порта дает возможность вовремя диагностировать неполадки в работе;
  • Ременной привод, приводящий в действие механизм более надежный, чем шестеренный;
  • GPS-приемник всегда обновляет данные о времени, так что сбой исключен – например, работа в ночное время невозможна;
  • Любая конструкция требует минимального вмешательства со стороны человека;
  • Позволяют работать при любых возможных атмосферных влияниях, в том числе низких и высоких температур;

Возможность изготовления своими руками

Если есть возможности и желание, то всегда можно попробовать изготовить устройство самому. Конечно, это несколько тяжело, ведь потребуется не только глубокое знание и навыков в электромоделировании, но и дополнительные усилия для изготовления самой мачты, при монтаже солнечных батарей и т.п.

Самодельный трекер

Внимательно изучив форумы, можно смело заявлять о том, что есть профессионалы не промышленного уровня. В разных регионах (где это целесообразно и рентабельно) уже давно не диковинкой стало использование солнечных батарей при наличии поворотной системы слежения.

Разные мастера предлагают свои схемы, наработки, делятся опытом. Так что, если возникла потребность усовершенствовать конструкцию солнечных батарей и повысить производительность, всегда есть возможность сделать это самостоятельно, не задействовав при этом максимума финансовых средств.

Источник: http://energomir.biz/alternativnaya-energetika/solnce/ustrojstvo-slezheniya-za-solncem.html

Система слежения за Солнцем — трекер для солнечных батарей

Как сделать солнечный трекер (систему слежения за солнцем)?

СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Это интерактивная статья, т.е. материалы в тему будут “из он-лайн выдачи гугла на момент написания”

Сегодня распространение фотомодулей, чаще называемых солнечными батареями идет семимильными шагами! Для примера в Западной Европе с 2% распространения 3 года назад солнечными панелями покрылось более 60% крыш в 2017 году! – Хотя водители(дальнобойщики и другие) убедительно говорят что почти все крыши домов покрылись например в Германии за последние два года – а два года назад они редкую крышу видели с этими элементами… И это только крыши – т.е. вряд ли все немцы и другие, экономящие свои площадя, не знают что стационарная установка солнечной панели дает на 30-40% меньше электроэнергии, чем “мобильная” – т.е. поворачиваемая за Солнцем. А поворачиваемая панель обычно с трудом устанавливается на крыше – если она сам по совместительству не является крышой какой нибудь теплицы-беседки(так просто идея, возможно уже реализованная) – чтобы забрать максимально всю мощь от Солнца ведь ей в день надо повернуться на 150 градусов, по другой оси менее существенно – в полгода на 55 градусов… Т.е. возможно лучший вариант для “трековых-мобильных” солнечных электростанций – это поле, огород, как например в этом видео:

Под перпендикулярными лучами Солнца фотомодули больше вырабатывают электричество на “минимум 30%”, практики утверждают что на 50% больше и объясняют это следующим:

– стационарная панель ориентирована на полдень, т.е. в полдень перпендикулярна лучам, а с утра и к вечеру – всё ближе к наклонным лучам- в Украине чаще дни когда в полдень облачно, а по утрам-вечерам – менее облачно или солнечно(видимо менее чем на 20% в году, но всё таки таких дней больше – а может это смотря в каком году…

)- если в полдень облачно, а утром-вечером солнечно, то ориентированная на полдень панель “лоханулась” со своей “сексуальной ориентацией))) – шутка”- а не ошиблись кто в таком случае? – естественно те кто, кто “следит за солнцем” и их панели отобрали перпендикулярно солнечные лучи утром и вечером, а в обед работали так же как и их “стационарные коллеги” – в этом случае практики утверждают(и показывают это на видео), что прирост относительно стационаров минимум плюс 60%!!!, например этот опыт показан на этом видео:

Не будем сильно завышать “окупаемость трекера”, допустим нам повезло, удался хороший год, с частой облачностью днем и солнечностью по утрам-вечерам и трекер дал прирост 40%.

Т.е. попроще, чтобы солнечный трекер себя окупил, затраты на него должны быть меньше чем 40% от солнечных панелей! И его надежность не уступала 25 летним гарантиям, обычно дающим на солнечные фотомодули!

Отвечает ли этим условиям солнечные системы слежения, предложенные на рынке Украины? Поехали в гугл и нашли следующее:

1. – Солнечный трекер ST1000, Киев, для 1000Вт-ных панелей(видимо можно 4 260Вт-ки), цена от 300 долларов США.

Непонятно что еще необходимо, чтобы этот трекер работал – что конкретно докупить к стационарному креплению, возможно трекер без привода – т.е.

тогда явный лохотрон! Сегодня достать панели 260Вт-ки по 160 долларов не проблема, в итоге 1000Вт – от 640 долларов США, а 40% от этого – 250 долларов США, следовательно Солнечный трекер ST1000 может с трудом себя окупить…

2. – солнечный трекер ООО “ЭНЕРГОГАРАНТ” для 5кВт системы из 20 фотомодулей, 4500 долларов США. Серьезное что-то и видимо это уже полный комплект с креплением! Считаем – 20 панелей стоят от 3000 долларов США, солнечный трекер в полтора раза дороже! Ну это лохотрон – лохотронов!!! Неужели крепление так дорого!?

3. – Система ориентации солнечных батарей ST600, описание здесь: greenchip.com.ua/26-0-401-0.

html – в принципе неплохо, это та же фирма, что первая и по сравнению со вторым лохотроном, всё таки ближе к окупаемости! Цена – от 260 долларов, видимо можно “прилепить” две 300Вт-ные панели, пусть стоимостью от 500 долларов.

Тут мы приблизительно так и имеем – по фото всё вроде включено, крепление панелей, слежение… какую-то опору всё равно придумать надо будет, но это же не проблема)

Остальное можете убедиться сами, в поиске гугла чаще цены на трекера значительно завышены и насчет окупаемости ни слова – а кому это выгодно)?

С уважениемРашид08/02/2017

www.msd.com.ua

Материал в тему:
Солнечный фотомодуль Altec ALM-260P — самая популярная солнечная панель!

Существует много видов получения энергии из возобновляемых источников. Одной из самых популярных в настоящее время является солнечная энергия, из которой мы можем получать как тепло, так и электричество. Ток получают …

Бизнес на солнечных коллекторах

Энергетические ресурсы планеты постепенно снижаются и люди пытаются найти альтернативу. Одним из самых приоритетных источников является солнце. Оно постоянно дает энергию, превышающую выработку всех электростанций. И этот источник можно использовать …

Обустройство дома. Мифы и заблуждения о солнечной энергии

Вот некоторые из самых популярных мифов, которые мы хотели бы перечислить: Солнечные батареи не работают в холодную и пасмурную погоду. Если это было бы так, большая часть Европы была бы …

Источник: https://msd.com.ua/solnechnaya-energetika/sistema-slezheniya-za-solncem-treker-dlya-solnechnyx-batarej/

Солнечный трекер

Как сделать солнечный трекер (систему слежения за солнцем)?

Солнечные электростанции все увереннее входят в повседневную жизнь жителей различных уголков нашей страны и многих других государств.
Для того, чтобы повысить КПД использования солнечных панелей, конструкторы и инженеры, разрабатывают новые устройства и приспособления, одним из которых является солнечный трекер.

Что это такое и зачем он нужен

Солнечный трекер – это устройство, позволяющее следить за движением солнца по небосводу, и перемещать солнечную панель в положение, в котором поглощение солнечных лучей происходит наиболее эффективно.

Достоинства солнечного трекера

Достоинства установки трекера можно сформулировать следующим образом:

  • КПД солнечных панелей возрастает на 40 -45%. Увеличение достигается за счет того, что наиболее эффективная работа панелей происходит, когда солнечные лучи падают под углом 90* на фотоэлементы панели;
  • За счет установки трекера КПД солнечных панелей значительно повышается, количество вырабатываемой электрической энергии, увеличивается.
  • В связи с увеличением производительности отдельно взятой панели, отпадает необходимость в установке дополнительных панелей, что в свою очередь, снижает стоимость всего комплекта солнечной электростанции.

Принцип работы

По своей сути, солнечный трекер, это комплексная система, следящая за местоположением солнца.

Для того, чтобы выполнить эту задачу, трекер должен выполнить следующие функции:

  1. Определить месторасположение солнца, относительно солнечной панели;
  2. Выполнить перемещение солнечной панели, в положение, в котором поглощение солнечных лучей будет максимальным.

За определение расположения Солнца отвечает электронная система, состоящая из GPS приемника, определяющего месторасположение солнца в месте установки солнечной электростанции, а также время текущих суток. В зависимости от полученного сигнала со спутника системы GPS-навигатора, электронная система дает ту, или иную команду на систему перемещения солнечных панелей.

В системе перемещения панелей устанавливается серводвигатель, позволяющий изменять направление вращения вала, что позволяет перемещать панель в разные стороны. Конструкция системы перемещения может быть различного типа, в зависимости с которой, солнечные трекера разделяются на два вида.

Виды трекеров

В зависимости от конструкции, трекера подразделяются на:

  • С одной осью вращения – одноосные, устройства, обладающие одной степенью свободы. У данного вида трекеров степень свободы определяется осью вращения, которая ориентируется с севера на юг.

Данный вид подразделяется на:

  1. С горизонтальной осью вращения – ось вращения находится в горизонтальной плоскости по отношению к поверхности земли;
  2. С вертикальной осью вращения – ось вращения расположена в вертикальной плоскости по отношению к поверхности земли;
  3. С наклонной осью вращения – ось вращения расположена в промежутке между вертикально и горизонтально расположенными осями, по отношению к поверхности земли;
  4. С полярно ориентированной осью вращения – ось устанавливается в соответствии с расположением полярной звезды. Для каждого конкретного случая, угол наклона, при данном расположении оси вращения, определяется индивидуально и зависит от широты месторасположения устройства.
  • С двумя осями вращения – двуосные, устройства обладающий двумя степенями свободы. У данного вида трекеров, имеются две оси вращения, которые определяют степень свободы устройства. Оси вращения работают не зависимо друг от друга, но увязаны в общий комплекс устройств, приводящий трекер в движение, в соответствии с заданными параметрами.
  • Трекер с двумя осями вращения и опорной плоскостью.

Данный вид подразделяется на:

  1. С двумя осями вращения на несущем столбе – несущие конструкции солнечных панелей монтируются на столбовой конструкции. В этом случае, в верхней части столба устраивается площадка, на которой монтируется поворотный механизм, при помощи которого осуществляется поворот несущих конструкций панелей в плоскости поверхности земли. Вторая степень свободы осуществляется как у одноосных трекеров.
  2. С двумя осями вращения и опорной плоскостью – несущие конструкции солнечных панелей монтируются на плоскости, которая в свою очередь крепится на круглой платформе или кольце, в виде направляющего рельса. Поворот осуществляется аналогично повороту на столбчатой конструкции, разница лишь в том, что на опорной плоскости можно смонтировать большее количество солнечных панелей, нежели на опорном столбе. Минус этой конструкции в том, что требуется большая площадь поверхности земли для монтажа подобного типа механизмов.

Средние цены

В зависимости от вида, комплектации, фирмы производителя и технических характеристик, стоимость трекеров может составлять:

Ооо «энергосистемы» г. пенза, предлагает к реализации комплект трекера с двумя осями вращения и опорной плоскостью — стоимостью 1450000,00 рублей

Технические характеристики данного комплекта:

  1. Осей вращения — 2 (горизонтальная и вертикальная);
  2. Рабочая поверхность – 96,0 м2;
  3. Максимальная рабочая поверхность – 108,0 м2;
  4. Электрическая мощность – 13,76 кВт;
  5. В составе комплекта предусмотрена метеостанция;
  6. Несущая рама — V-образная конструкция на опорно-поворотном устройстве;
  7. Вес, без солнечных панелей и основания — 3000 кг;
  8. Максимальный вес монтируемых солнечных панелей — 1300 кг;
  9. Системой автоматики предусмотрена защита солнечных панелей от тяжелых осадков (перевод панелей в вертикальное положение);
  10. Габариты — по высоте до 9,4 м, по вертикальной оси вращения — 12 м.

Ооо «экологичные технологии» (ооо «экотех») г. ростов-на-дону предлагает к реализации следующие модели трекеров:
модель ed-8000 dual – стоимостью 667000,00 рублей

Технические характеристики:

  1. Тип – с двумя осями вращения;
  2. Количество монтируемых модулей (размером 1580х808 мм) – до 60 шт.;
  3. Мощность электрического привода (2 привода) – 100 Вт.

Модель ED-5000 dual 0 стоимостью 490000,00 рублей

Технические характеристики:

  1. Тип – с двумя осями вращения;
  2. Количество монтируемых модулей (размером 1580х808 мм) – до 42 шт.;
  3. Мощность электрического привода (2 привода) – 50 Вт.

Модель ED-3500 dual – стоимостью 397000,00 рублей

Технические характеристики:

  1. Тип – с двумя осями вращения;
  2. Количество монтируемых модулей (размером 1580х808 мм) – до 30 шт.;
  3. Мощность электрического привода (2 привода) – 30 Вт.

Модель ED-5000 – стоимостью 299000, рублей

Технические характеристики:

  1. Тип – с одной осью вращения;
  2. Количество монтируемых модулей (размером 1580х808 мм) – до 36 шт.;
  3. Мощность электрического привода – 5,0 Вт.

Модель ED-2500 – стоимостью 235000,00 рублей

Технические характеристики:

  1. Тип – с одной осью вращения;
  2. Количество монтируемых модулей (размером 1580х808 мм) – до 18 шт.;
  3. Мощность электрического привода – 5,0 Вт.

Модель ED-1500 – стоимостью 175000,00 рублей

Технические характеристики:

  1. Тип – с одной осью вращения;
  2. Количество монтируемых модулей (размером 1580х808 мм) – до 12 шт.;
  3. Мощность электрического привода – 5,0 Вт.

Из приведенных выше примеров видно, что при необходимости, можно выбрать необходимое устройство по виду, техническим характеристикам и стоимости.

Где купить

Как и прочие, сложные и дорогостоящие технические устройства, солнечные трекера лучше приобретать у представителей компаний производителей данного оборудования.

Также можно воспользоваться услугами в специализированных организациях, занимающихся продажей солнечных электростанций и комплектующих к ним. В таких организациях можно получить квалифицированную консультацию по выбору устройства и способу его монтажа.

Для того, чтобы избежать лишних трат времени и финансов, всегда необходимо ознакомиться с отзывами покупателей, уже воспользовавшихся услугами тех либо иных производителей и торгующих организаций.

Как сделать своими руками схема

Для того, чтобы собрать солнечный трекер своими руками, необходимо изготовить все составные элементы этого устройства:

  • Основание (каркас) – несущая конструкция. которую можно изготовить из металлического профиля различных сечений.
  • Устройство обеспечивающее поворот каркаса и осуществляющее контроль за процессом поворота.
  • Защитные элементы. Детали, защищающие солнечные панели от непогоды.
  • Система автоматического управления работой трекера.
  • Устройство, обеспечивающее преобразование энергии (питание серводвигателей осуществляется от солнечных панелей).

Последовательность изготовления трекера своими руками:

  1. Несущую конструкцию (каркас), можно изготовить из металлического профиля различных сечений. Размер конструкции определяет количество монтируемых на ней солнечных панелей. Этот элемент, определяет вид трекера, т.е. количество подвижных осей и их расположение в пространстве.
    Для изготовления металлоконструкций необходимо уметь работать с электрическим ручным инструментом и сварочными устройствами.
  2. Для обеспечения поворота трекера в горизонтальной плоскости, используется серводвигатель, обеспечивающий вращения в разные стороны. Для управления серводвигателем необходимо собрать электронную схему управления, в основу работы которой, заложена работа фоторезисторов. При необходимости установки более сложной схемы, лучшим вариантом будет – приобрести готовое устройство.
  3. Для обеспечения поворота вокруг вертикальной оси можно воспользоваться часовым механизмом механических часов, припаяв электрические контакты к стрелке часов (подвижный контакт) и к часовым отметкам на циферблате (неподвижные контакты). Сделав такой 1 контакт (на 12 часах циферблата), двигатель будет включаться 1 раз в час. Сделав еще один неподвижный контакт на отметке в 6 часов, двигатель будет включаться через 30 минут. Работа (включение) двигателя привода включается в следующей последовательности: длинная стрелка поворачивается и проходит через двенадцать часов, контакты замыкаются, цепь управления двигателем привода замыкается, двигатель поворачивает панель.
    Для поворота в горизонтальной оси, также можно использовать принцип водяных часов. В этом случае, солнечная панель устанавливается горизонтально (используется горизонтальная ось вращения), с одной стороны к панели прикрепляется утяжеление (любой предмет с постоянной массой), с другой стороны прикрепляется емкость с водой, того же веса, что и утяжеление с противоположной стороны. В емкости с водой делаются отверстия, вода вытекает, под действием утяжеления солнечная панель поворачивается. Количество отверстий и их диаметр, необходимо определить опытным путем.
  4. Защитные элементы от дождя, града и прочих атмосферных явлений каждый выбирает индивидуально.
  5. Наличие системы автоматики определяется схемой управления, о которой писалось выше. Для создания безопасных условий работы установки, и способности работы в автоматическом режиме, можно приобрести блок управления трекером заводского производства.
  6. Устройство для преобразования энергии – инвертор. Данный электронный элемент лучше приобрести промышленного изготовления, хотя при наличии знаний в области электроники и умении работы с паяльником, изготовить своими руками тоже возможно.

Источник: https://alter220.ru/solnce/treker.html

Простейший трекер для домашней солнечной электростанции

Как сделать солнечный трекер (систему слежения за солнцем)?

25 июля 2015

Источники: http://www.sunsaluter.com/howitworks.html, http://cleantechnica.com/2015/07/24/diesel-killing-diy-solar-tracker-boosts-efficiency-30-filters-water/

Трекер повышает КПД солнечных панелей

Как известно, солнечные панели имеют максимальный КПД в том случае, когда они расположены перпендикулярно падающим на них солнечным лучам. Но солнце перемещается по небосводу и стационарно установленные панели из-за этого теряют часть своей эффективности. Чтобы повысить их эффективность, используют трекеры — специальные устройства, которые поворачивают панели «вслед» за солнцем:

Использование трекера позволяет увеличить отдачу солнечных панелей на 30-50% за счет того, что солнечные панели обращены к солнцу в течение всего дня. В результате для получения необходимой мощности требуется меньше панелей и сокращается стоимость получаемой на вашей солнечной установке электроэнергии.

Самодельные конструкции

Однако промышленно изготавливаемые трекеры представляют собой сложные электромеханические устройства, которые достаточно дороги и подвержены риску возникновения отказов. Поэтому их установка не всегда оправдана из чисто экономических соображений — выигрыш в эффективности не оправдывает расходов на их приобретение.

Можно изготовить трекер и самостоятельно из подручных устройств и материалов. Умельцы изготавливают самодельные трекеры различной конструкции. Поиск в Гугле дает несколько вариантов таких изделий, например:

Продолжать перечисление  не будем, при желании вы сами сможете провести поиск в интернет.

Все упомянутые способы создания трекера, как и промышленные образцы, основаны на применении электроники и разного рода двигателей. Получается все равно сложная и достаточно дорогая конструкция. К тому же требующая некоторых знаний в электронике.

Простой трекер на принципе водяных часов

19-летняя канадская студентка Иден Фулл (Eden Full) в 2011 году предложила гораздо более простую конструкцию трекера. Ее устройство, которое получило название SunSaluter, представляет собой одно-осевой трекер, работающий по принципу водяных часов.

Конструкция SunSaluter-а предельно проста, не требует каких-то сложных устройств или инструментов и позволяет применять ее в комбинации с любыми солнечными панелями. Панели монтируются на раме, которая может вращаться на оси.

На один из концов рамы подвешивается груз-противовес, а на другой конец — несложное устройство, работающее как водяные часы. По мере того, как вода по каплям вытекает из контейнера, он становится легче и панель медленно поворачивается.

Пользователь может регулировать скорость, с которой вытекает вода, настраивая таким образом работу трекера солнечных панелей.

Раз в день нужно «завести водяные часы», залив в резервуар 4 литра воды:

Раз в день нужно наполнить контейнер — «завести» водяные часы

По мере вытекания воды устройство поворачивает солнечные панели

Предложенная Иден Фулл конструкция обеспечивает не только работу солнечного трекера, но и фильтрует воду. Тем самым решается проблема обеспечения питьевой водой жителей отсталых в энергетическом отношении стран Азии и Африки. Для России проблема поучения чистой воды стоит не так остро, но в некоторых случаях и это свойство конструкции может оказаться востребованным.

Изобретательница основала некоммерческую организацию с тем же названием SunSaluter и выпускает свои устройства в виде наборов «Сделай сам» (Do-It-Yourself Kit — DIY kit). Заказать такой набор можно на сайте организации.

Автор идеи «водяного» трекера Иден Фулл (Eden Full)

А будет ли работать?

Конечно, после прочтения вышеприведенного текста у читателя могут возникнуть несколько вопросов. Попробуем предугадать их.

1. Предложенная конструкция обеспечивает вращение только в одной плоскости, а отслеживать положение солнца нужно в двух.

Во-первых, одно-осевые трекеры распространены почти так же, как и двух-осевые, что говорит о том, что они не слишком много проигрывают в эффективности. Во-вторых, угол наклона панели к горизонту меняется очень медленно, так что регулировку этого угла можно делать и вручную, тем более, если предусмотреть возможность поворота трекера во второй плоскости.

2. SunSaluter  поставляется с каким-то механизмом «водяных часов», устройство которого из текста не очень понятно.

Ну так на то вам и голова дана, чтобы доработать идею до практического воплощения. Мне кажется (хотя, признаюсь, сам я такое устройство не делал, так что подсказка — чисто теоретическая), что можно приспособить медицинскую или лабораторную капельницу. Гугл вам в помощь.

3. Летом то может это и будет работать, а зимой вода замерзнет.

Да, изобретательница не зря ориентируется на страны, расположенные ближе к экватору. В России зимой морозы. Ну так залейте вместо воды антифириз. До -30 градусов будет работать, наверное. Надо пробовать.

Ну и в заключение несколько снимков, которые показывают практически реализованные примеры солнечных трекеров, построенных на принципе водяных часов:

В.Костромин

Источник: https://altenergiya.ru/sun/prostejshij-treker-dlya-domashnej-solnechnoj-elektrostancii.html

Поворотное устройство для солнечной батареи своими руками: как сделать трекер

Как сделать солнечный трекер (систему слежения за солнцем)?

В настоящее время множество людей переходит на солнечные фонарики для сада, к примеру, или на зарядное устройство для телефона. Как всем известно, и понятно, работает такая зарядка от полученной днем солнечной энергии.

Однако светило не стоит на месте целый день, а потому, создав поворотное устройство для солнечной батареи своими руками, можно повысить эффективность зарядка примерно в половину, передвигая батарею по направлению к солнцу на протяжении всего дня.

Преимущества

Трекер для солнечных панелей своими руками обладает несколькими очень весомыми преимуществами, которые стоят того, чтобы потратить время на его изготовление и установку.

  1. Первое и наиболее важное преимущество – это то, что поворот солнечного элемента в течение всего дня может повысить КПД батареи примерно в половину. Достигается это за счет того, что максимально эффективная работа солнечных батарей достигается в период, когда лучи от светила падают перпендикулярно на фотоэлемент.
  2. Второе преимущество устройства создается под влиянием первого. Из-за того, что батарея повышает свою эффективность и производит вполовину больше энергии, отпадает необходимость установки дополнительных стационарных батарей. К тому же сама поворотная батарея может обладать меньшим фотоэлементом, чем при стационарном способе. Все это экономит большие материальные средства.

Составные элементы трекера

Создание поворотного устройства для солнечных панелей своими руками включает в себя те же комплектующие, что и заводские товары.

Список обязательных деталей для создания такого устройства:

  1. Основа или каркас – состоит из несущих деталей, которые подразделяются на две категории – это подвижные и неподвижные. В некоторых случаях каркас имеет подвижную часть лишь с одной осью – горизонтальной. Однако есть модели и с двумя осями. В таких случаях нужны актуаторы, которые управляют вертикальной осью.
  2. Описанный ранее актуатор также должен входить в конструкцию и обладать устройствами не только поворота, но и устройствами контроля за этими действиями.
  3. Необходимы детали, которые будут защищать устройство от капризов погоды – гроза, сильный ветер, дождь.
  4. Возможность удаленного управления и доступа к поворотному устройству.
  5. Элемент, преобразующий энергию.

Но стоит отметить, что сбор такого устройства иногда дороже, чем покупка уже готового, а потому в некоторых случаях упрощается до несущих деталей, актуатора, управление актуатором.

Положительные стороны

Если говорить о достоинствах электронного оборудования для поворотного устройства, то стоит отметить удобство. Удобство заключается в том, что электронная часть устройства будет в автоматическом режиме управлять процессом поворота батареи.

Данное преимущество не единственное, а является лишь еще одним в списке тех, что были перечислены ранее. То есть помимо экономии средств и повышения КПД, электроника освобождает человека от надобности вручную осуществлять поворот.

Как сделать своими руками

Создать трекер для солнечных батарей своими руками несложно, так как схема его создания проста. Для того чтобы создать работоспособную схему трекера своими руками необходимо иметь в наличии два фоторезистора. Кроме этих составляющих, нужно также приобрести моторное устройство, которое будет поворачивать батареи.

Подключение этого устройства осуществляется при помощи Н – моста. Этот метод подключения позволит преобразовывать ток силой до 500 мА с напряжением от 6 до 15 В. Схема сборки позволить не только понять, как работает трекер для солнечных батарей, но и создать его самому.

Чтобы настроить работу схемы, необходимо провести следующие действия:

  1. Удостовериться в наличия питания на схему.
  2. Провести подключение двигателя с постоянным током.
  3. Установить фотоэлементы нужно рядом, чтобы добиться одинакового количества солнечных лучей на них.
  4. Необходимо выкрутить два подстроечных резистора. Сделать это нужно против часовой стрелки.
  5. Запускается подача тока на схему. Должен включиться двигатель.
  6. Вкручиваем один из подстроечников до тех пор, пока он не упрется. Помечаем это положение.
  7. Продолжить вкручивание элемента до тех пор, пока двигатель не начнет крутиться в противоположную сторону. Помечаем и это положение.
  8. Делим полученное пространство на равные отделы и посередине устанавливаем подстроечник.
  9. Вкручиваем другой подстроечник до тех пор, пока двигатель не начнет немного дергаться.
  10. Возвращаем подстроечник немного назад и оставляем в таком положении.
  11. Для проверки правильности работы можно закрывать участки солнечной батареи и смотреть за реакцией схемы.

Часовой механизм поворота

Устройство часового механизма поворота в основе своей довольное простое. Для того чтобы создать такой принцип работы, нужно взять любые механические часы и соединить их с двигателем солнечной батареи.

Для того чтобы заставить работать двигатель, необходимо установить один подвижный контакт на длинную стрелку механических часов. Второй неподвижный закрепляется на двенадцати часах. Таким образом, каждый час, когда длинная стрелка будет проходить через двенадцать часов, контакты будут замыкаться, и двигатель будет поворачивать панель.

Временной промежуток в один час, выбран исходя из того, что за это время солнечное светило проходит по небу около 15 градусов. Установить еще один неподвижный контакт можно на шесть часов. Таким образом, поворот будет проходить каждые полчаса.

Водяные часы

Данный способ управления поворотным устройством был изобретен одной предприимчивой канадской студенткой лет и отвечает за поворот лишь одной оси, горизонтальной.

Принцип работы также прост и заключается в следующем:

  1. Солнечная батарея устанавливается в изначальное положение, когда солнечные лучи попадают на фотоэлемент перпендикулярно.
  2. После этого к одной из сторон цепляют емкость с водой, а к другой стороне цепляют какой-нибудь предмет такого же веса, что и емкость с водой. Дно емкости должно обладать небольшим отверстием.
  3. Через него вода будет понемногу вытекать из емкости, из-за чего будет уменьшаться вес, а панель будет потихоньку наклоняться в сторону противовеса. Определить размеры отверстия для емкости придется экспериментально.

Данный способ является наиболее простым. К тому же он экономит материальные средства, которые ушли бы на покупку двигателя, как в случае с часовым механизмом. К тому же, провести монтаж поворотного механизма в виде водяных часов можно самостоятельно, даже не обладая какими-либо специальными знаниями.

Как сделать трекер для солнечной батареи своими руками, вы узнаете из нашего видео.

(2 4,50 из 5) Загрузка…

Источник: https://solar-energ.ru/kak-sdelat-povorotnoe-ustrojstvo-dlya-solnechnoj-paneli-luchshie-idei.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.