Arduino Solar Tracking-Czy masz panel słoneczny, który nie działa tak dobrze, jak byś tego oczekiwał? Czy szukasz sposobów na optymalizację zysków z czystej energii bez wydawania fortuny? Dzięki Arduino możesz z łatwością wykonać swój własny tracker słoneczny. Omówimy, dlaczego trackery słoneczne Arduino mogą być twoim rozwiązaniem, aby osiągnąć maksymalny potencjał twojego panelu słonecznego i jak możesz je zbudować samodzielnie przy użyciu Arduino. Zaczynajmy.
Co to jest Solar Tracker i jak działa?
Arduino Solar Tracking-Podążanie za Słońcem dzięki czujnikom.
Solar Trackery to urządzenia, które kierują panele słoneczne w stronę słońca. Są to urządzenia mechaniczno-automatyczne, których czujniki mogą śledzić położenie słońca. Podążanie za słońcem w ciągu dnia pozwala panelom słonecznym przechwytywać energię z maksymalną wydajnością. Solar trackery mogą zwiększyć produkcję energii nawet o 40%.
Arduino Solar Tracking-Jak działają czujniki?
Solar trackery są częścią systemów fotowoltaicznych. Ich działanie polega na minimalizacji kąta padania światła na panel słoneczny. Kąt padania to kąt pomiędzy dowolnym promieniem światła a jego prostopadłą powierzchnią. Zmniejszenie kąta padania powoduje, że instalacja produkuje więcej energii. Trackery solarne są kluczowe dla prawidłowego odbioru energii, zwłaszcza w przypadku skoncentrowanych systemów solarnych, które nie wytwarzają energii, jeśli nie zwrócimy ich bezpośrednio w stronę słońca.
Solar tracker
Dwa główne typy systemów nadążnych za słońcem
Na rynku istnieje wiele różnych systemów śledzenia słońca. Będziemy mówić o dwóch głównych: jednoosiowych systemach nadążnych i dwuosiowych systemach nadążnych.
Arduino Solar Tracking-Jednoosiowe systemy nadążne za słońcem
Po pierwsze, jednoosiowe systemy nadążne za słońcem obracają się wokół jednej osi, która porusza się w jednym kierunku, tam i z powrotem. Można znaleźć różne rodzaje trackerów jednoosiowych, takie jak poziome, pochylone, pionowe i wyrównane biegunowo.
Trackery słoneczne dwuosiowe
Wśród różnych typów, znajdziesz tip-tilt i azymut wysokości. Te trackery uzyskują maksymalną energię słoneczną, ponieważ mogą śledzić słońce zarówno w poziomie, jak i w pionie. Z drugiej strony, dwuosiowe trackery słoneczne zawsze są skierowane w stronę słońca, ponieważ mogą poruszać się w dwóch kierunkach.
Lokalizatory słoneczne
Arduino Solar Tracking-Jak stworzyć solar tracker za pomocą Arduino
Teraz, gdy wiesz, jak działa tracker osi słonecznej, stworzenie go przy użyciu Arduino może wydawać się mniej przerażające. W rzeczywistości, z odpowiednimi komponentami i odrobiną cierpliwości, jest to całkiem proste. Wejdźmy więc do środka i dowiedzmy się, jak zrobić własny tracker słoneczny Arduino.
Arduino Solar Tracking-Jak to działa?
Ponieważ panel słoneczny musi być skierowany w stronę promieni, aby wykorzystać maksymalną moc i energię, musisz być w stanie skierować go w stronę słońca, gdy zmienia ono swoją pozycję w ciągu dnia. Możesz to zrobić, najpierw wykrywając pracę słońca, a następnie poruszając się wzdłuż niego.
Możesz zmierzyć natężenie światła za pomocą LDR-ów i Arduino na zewnętrznych krawędziach panelu słonecznego. LDR-y mierzą intensywność światła, a następnie wysyłają sygnał do pionowego serwomotoru, aby wygenerować ruch. Panel słoneczny będzie wtedy przechylał się w prawą stronę, aby podążać za kierunkiem promieni słonecznych.
Diagram energii słonecznej
Arduino Solar Tracking-Wymagane komponenty
Płyta Arduino UNO
Arduino UNO
Serwomotor
Czujniki światła
LDR
2 x 10k Rezystor
Zworki
1 x Płyta MDF
Dzięki swojej precyzji i szerokiemu zakresowi ruchu, będziemy używać serwomotoru do obracania panelu słonecznego w zależności od potrzeb. Pomogłoby, gdybyś poszedł po serwomotor na źródło zasilania 5V. LDR oznacza light-dependent resistor (rezystor zależny od światła) i ma właściwości światłoczułe, które pozwalają na zwiększenie jego rezystancji przy wysokiej intensywności światła i zmniejszenie przy niskiej intensywności światła.
Schemat połączeń
Schemat połączeń jest dość łatwy do osiągnięcia. Będziemy używać Arduino Uno jako kontrolera, a do pinów wejść analogowych A0 i A1 podłączymy 2 LDR-y. Najlepsze jest to, że nie potrzebujesz zewnętrznego zasilania, ponieważ używasz serwomechanizmu.
Arduino Solar Tracking-Konfiguracja i montaż
Krok 1: Pierwszą rzeczą, którą się zajmiemy jest skonstruowanie podstawy. Weź płytę MDF i potnij ją na kawałki 12*8 cm i 12*2 cm.
Płyta MDF
Krok 2: Połącz pionowo jeden kawałek 12*2cm z kawałkiem 12*8cm za pomocą pistoletu do kleju na gorąco.
Pistolet do kleju na gorąco
Krok 3: Teraz przymocujemy podstawę do serwomotoru za pomocą kontry w kształcie litery L za pomocą kleju.
Krok 4: Kolejnym krokiem jest przyklejenie LDR-ów po przeciwnych stronach panelu słonecznego.
Panel słoneczny
Krok 5: Teraz, dla rezystora pull-down, podłączymy rezystory 10k do obu LDR-ów, łącząc drugie końce rezystorów z masą.
Krok 6: Ostatnim krokiem układu jest podłączenie serwomechanizmu do reszty za pomocą jego trzech przewodów: masy, V_in i przewodu sygnałowego. Podłącz pin V_in do 5 V Arduino, pin masy, a przewód sygnałowy dołącz do pinu 9 Arduino.
Krok 7: Pozostało już tylko zmontować całość. Możesz to zrobić przyklejając Arduino do podstawy z MDF-u. Następnie możesz przejść dalej i przymocować serwomechanizm do pionowej części za pomocą pistoletu do klejenia na gorąco. Na koniec będziesz mógł połączyć panel słoneczny z ręką serwomechanizmu i zabezpieczyć go szczelnie śrubą. To wszystko; masz swój tracker słoneczny Arduino!
Zalety trackera słonecznego
Jak być może zauważyłeś, trackery słoneczne mogą przynieść korzyści z instalacji słonecznej. Dowiedzmy się dokładnie dlaczego.
Trackery solarne mogą generować więcej energii elektrycznej niż stacjonarny system solarny.
Ze względu na wiele rodzajów trackerów słonecznych, możesz zainstalować najbardziej odpowiedni w zależności od przestrzeni, pogody, wymagań elektrycznych...
Solar trackery mają bezpośrednią ekspozycję na słońce, generując znacznie więcej energii elektrycznej niż stacjonarne systemy słoneczne.
Ze względu na zaawansowanie mechatroniki i technologii trackerów słonecznych, nie wymagają one w dłuższej perspektywie zbyt wielu zabiegów konserwacyjnych, więc są znaczącą inwestycją.
Systemy solarne są koniecznością, jeśli mieszkasz w stanie, w którym dostawcy usług komunalnych oferują korzyści związane z czasem użytkowania (TOU). Będziesz mógł sprzedawać energię wytworzoną w godzinach szczytu po znacznie wyższej stawce, co zmaksymalizuje Twoje zyski energetyczne, gdy słońce jest na zewnątrz.
Kolektory słoneczne
Podsumowanie
Solar trackery są energooszczędne, niedrogie i naprawdę proste do wykonania dzięki Arduino i kilku LDR-om. Będziesz mógł czerpać wiele korzyści z zastosowania trackerów słonecznych: generować więcej energii elektrycznej, dostosowywać się do warunków pogodowych i przestrzennych, w pełni wykorzystywać TOU... Dzięki szybkiemu procesowi z użyciem pistoletu do kleju, kilku komponentów i Twojego niezawodnego Arduino.
Uwielbiamy pomagać użytkownikom w ich projektach DIY Arduino na naszym PCB. Jeśli masz jakieś pytania, skontaktuj się z nami, aby uzyskać pomoc!