Il cuore dell'inseguitore solare completamente automatico risiede nella rilevazione accurata della posizione del sole e nelle regolazioni di guida. Ne illustrerò le applicazioni in diversi casi e ne approfondirò il principio di funzionamento in dettaglio, partendo da tre elementi chiave: rilevamento dei sensori, analisi e processo decisionale del sistema di controllo e regolazione meccanica della trasmissione.
Il principio di funzionamento dell'inseguitore solare completamente automatico si basa principalmente sul monitoraggio in tempo reale e sul controllo preciso della posizione del sole. Attraverso il funzionamento coordinato di sensori, sistemi di controllo e dispositivi di trasmissione meccanica, si ottiene l'inseguimento automatico del sole, come segue:
Rilevamento della posizione solare: l'inseguitore solare completamente automatico si basa su più sensori per rilevare la posizione del sole in tempo reale. Tra i metodi più comuni vi è la combinazione di sensori fotoelettrici e metodi di calcolo del calendario astronomico. I sensori fotoelettrici sono solitamente composti da più celle fotovoltaiche distribuite in diverse direzioni. Quando la luce solare splende, l'intensità della luce ricevuta da ciascuna cella fotovoltaica è diversa. Confrontando i segnali di uscita di diverse celle fotovoltaiche, è possibile determinare gli angoli di azimut e altitudine del sole. Le regole di calcolo del calendario astronomico si basano sulle leggi della rivoluzione e della rotazione terrestre attorno al Sole, combinate con informazioni come data, ora e posizione geografica, per calcolare la posizione teorica del Sole nel cielo attraverso modelli matematici preimpostati. Nel caso di centrali solari su larga scala, i sensori di posizione solare ad alta precisione forniscono dati di supporto per le successive regolazioni monitorando gli angoli di azimut e altitudine del sole.
Elaborazione del segnale e processo decisionale di controllo: il segnale di posizione solare rilevato dal sensore viene trasmesso al sistema di controllo, che solitamente è un microprocessore integrato o un sistema di controllo computerizzato. Il sistema di controllo analizza ed elabora i segnali, confronta la posizione effettiva del sole rilevata dal sensore con l'angolo attuale del pannello fotovoltaico o dell'apparecchiatura di osservazione e calcola la differenza di angolo da regolare. Quindi, in base alla strategia di controllo e all'algoritmo preimpostati, vengono generate le istruzioni di controllo corrispondenti per azionare il dispositivo di trasmissione meccanica per la regolazione dell'angolo. Nei casi di osservazione per la ricerca scientifica astronomica, dopo aver impostato i parametri di osservazione tramite software, il sistema di controllo può analizzare automaticamente e decidere come regolare l'angolo dell'apparecchiatura di osservazione in base al programma preimpostato.
Trasmissione meccanica e regolazione dell'angolo: le istruzioni impartite dal sistema di controllo vengono trasmesse al dispositivo di trasmissione meccanica. I metodi di trasmissione meccanica più comuni includono aste di spinta elettriche, motori passo-passo combinati con ingranaggi o viti madri, ecc. Dopo aver ricevuto l'istruzione, il dispositivo di trasmissione meccanica aziona il supporto del pannello fotovoltaico o il supporto dell'apparecchiatura di osservazione per ruotare o inclinarsi secondo necessità, regolando il pannello fotovoltaico o l'apparecchiatura di osservazione in modo che siano perpendicolari o con un angolo specifico rispetto alla luce solare. Ad esempio, nel caso di impianti fotovoltaici per serre agricole, l'inseguitore solare monoassiale completamente automatico regola l'angolo dei pannelli fotovoltaici tramite dispositivi di trasmissione meccanica in base alle istruzioni del sistema di controllo, garantendo che le colture ricevano luce sufficiente e ottenendo al contempo una ricezione efficiente della radiazione solare.
Feedback e correzione: per garantire la precisione del tracciamento, il sistema introdurrà anche un meccanismo di feedback. I sensori angolari sono solitamente installati su dispositivi di trasmissione meccanica per monitorare l'angolo effettivo dei pannelli fotovoltaici o delle apparecchiature di osservazione in tempo reale e inviare queste informazioni al sistema di controllo. Il sistema di controllo confronta l'angolo effettivo con l'angolo target. In caso di deviazione, invierà nuovamente un'istruzione di regolazione per correggere l'angolo e garantire la precisione del tracciamento. Grazie al rilevamento, al calcolo, alla regolazione e al feedback continui, l'inseguitore solare completamente automatico può tracciare in modo continuo e accurato le variazioni della posizione del sole.
Un caso di miglioramento dell'efficienza di generazione di energia delle centrali solari su larga scala
(1) Contesto del progetto
Una centrale solare terrestre di grandi dimensioni negli Stati Uniti ha una capacità installata di 50 megawatt. Originariamente utilizzava staffe fisse per installare i pannelli fotovoltaici. A causa dell'impossibilità di seguire i cambiamenti della posizione del sole in tempo reale, la quantità di radiazione solare ricevuta dai pannelli fotovoltaici era limitata, con conseguente efficienza di generazione di energia relativamente bassa. Soprattutto nelle prime ore del mattino e in tarda serata e durante le transizioni stagionali, la perdita di energia era significativa. Per migliorare l'efficienza di generazione di energia della centrale, il gestore della centrale ha deciso di introdurre un inseguitore solare automatico.
(2) Soluzioni
Sostituire le staffe dei pannelli fotovoltaici in lotti all'interno della centrale elettrica e installare inseguitori solari biassiali completamente automatici. Questo inseguitore monitora l'azimut e l'altitudine del sole in tempo reale tramite sensori di posizione solare ad alta precisione. In combinazione con un sistema di controllo avanzato, aziona le staffe per regolare automaticamente l'angolazione dei pannelli fotovoltaici, garantendo che siano sempre perpendicolari alla luce solare. Nel frattempo, l'inseguitore è collegato al sistema di gestione intelligente della centrale elettrica per il monitoraggio remoto e la segnalazione tempestiva di guasti.
(3) Effetto dell'attuazione
Dopo l'installazione dell'inseguitore solare completamente automatico, l'efficienza di produzione di energia della centrale solare è notevolmente migliorata. Secondo le statistiche, la produzione annua di energia è aumentata del 25-30% rispetto a prima, con un aumento significativo della produzione media giornaliera. Nei periodi di scarsa illuminazione, come l'inverno e le giornate piovose, il vantaggio in termini di produzione di energia è ancora più evidente. Il ritorno sull'investimento della centrale è aumentato significativamente e si prevede che i costi di ristrutturazione delle apparecchiature saranno recuperati con 2-3 anni di anticipo.
Un caso di posizionamento preciso nelle osservazioni della ricerca scientifica astronomica
(1) Contesto del progetto
Quando un istituto di ricerca astronomica in Russia conduceva ricerche sull'osservazione solare, la tradizionale regolazione manuale delle apparecchiature di osservazione non riusciva a soddisfare la richiesta di un tracciamento e di un'osservazione del Sole ad alta precisione e a lungo termine, rendendo difficile ottenere dati solari continui e accurati. Per migliorare il livello della ricerca scientifica e dell'osservazione, l'istituto ha deciso di utilizzare inseguitori solari completamente automatici per supportare l'osservazione.
(2) Soluzioni
È stato selezionato un inseguitore solare completamente automatico ad alta precisione, appositamente progettato per la ricerca scientifica. La precisione di posizionamento di questo inseguitore può raggiungere 0,1° e presenta un'elevata stabilità e capacità anti-interferenza. L'inseguitore è collegato in modo diretto e calibrato con precisione con apparecchiature di osservazione per la ricerca scientifica, come telescopi solari e spettrometri. I parametri di osservazione vengono impostati tramite software, consentendo all'inseguitore di regolare automaticamente l'angolazione dell'apparecchiatura di osservazione in base al programma preimpostato e di tracciare la traiettoria del sole in tempo reale.
(3) Effetto dell'attuazione
Una volta messo in funzione l'inseguitore solare completamente automatico, i ricercatori possono facilmente ottenere un tracciamento e un'osservazione del sole a lungo termine e ad alta precisione. La continuità e l'accuratezza dei dati di osservazione sono state notevolmente migliorate, riducendo efficacemente la perdita di dati e gli errori causati da regolazioni intempestive delle apparecchiature. Con l'aiuto di questo inseguitore, il team di ricerca ha ottenuto con successo dati più abbondanti sull'attività solare e ha raggiunto molti importanti risultati di ricerca scientifica in campi come lo studio delle macchie solari e l'osservazione coronale.
Un caso di ottimizzazione collaborativa di sistemi fotovoltaici in serre agricole
(1) Contesto del progetto
In una serra agricola fotovoltaica integrata in Brasile, i pannelli fotovoltaici sono installati in modo fisso. Pur soddisfacendo il fabbisogno di luce delle colture all'interno della serra, non è possibile sfruttare appieno l'energia solare per la produzione di energia. Per ottimizzare in modo coordinato la produzione agricola e la produzione di energia fotovoltaica e aumentare il reddito complessivo delle serre, il gestore ha deciso di installare inseguitori solari completamente automatici.
(2) Soluzioni
Installare un inseguitore solare monoassiale completamente automatico. Questo inseguitore è in grado di regolare l'angolazione dei pannelli fotovoltaici in base alla posizione del sole. Con l'obiettivo di garantire la durata e l'intensità della luce solare per le colture all'interno della serra, è possibile ricevere la massima radiazione solare. Grazie al sistema di controllo intelligente, è possibile impostare l'intervallo di regolazione dell'angolazione dei pannelli fotovoltaici per evitare che un'eccessiva esposizione alla luce solare possa compromettere la crescita delle colture. Allo stesso tempo, l'inseguitore è collegato al sistema di monitoraggio ambientale della serra per regolare l'angolazione dei pannelli fotovoltaici in tempo reale in base alle esigenze di crescita delle colture.
(3) Effetto dell'attuazione
Dopo l'installazione dell'inseguitore solare completamente automatico, la produzione di energia fotovoltaica nelle serre agricole è aumentata di circa il 20%, consentendo un utilizzo efficiente delle risorse solari senza compromettere la normale crescita delle colture. Le colture in serra crescono bene grazie a condizioni di luce più uniformi, e sia la resa che la qualità sono migliorate. La sinergia tra agricoltura e industria fotovoltaica è notevole e il reddito complessivo delle serre è aumentato del 15-20% rispetto a prima.
I casi sopra riportati dimostrano i risultati applicativi degli inseguitori solari completamente automatici in diversi campi. Se desiderate saperne di più su casi specifici o avete indicazioni per la modifica dei contenuti, non esitate a contattarmi in qualsiasi momento.
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Data di pubblicazione: 18-06-2025