Napkövető napenergia-rendszer

Bevezetés

Energia források

A növekvő fejlődéssel felmerül a későbbi energiaigény az emberi élet minden részében. A fő energiaforrás a természet, amely számos forrást biztosít, mint például a fosszilis tüzelőanyagok. A természeti erőforrások nem megújuló és megújuló energiaforrásokba sorolhatók.

A megújíthatatlan energiaforrásokat, mint a szenet, az olajat, a földgázt, többnyire használják, de ezek nem pótolhatók. Az olyan tényezők, mint a globális felmelegedés, az üzemanyag folyamatos növekedése, akadályt jelentenek ezen energiaforrások felhasználásában.

Ezentúl az egyetlen módja a megújuló energiaforrások használata, amelyek pótolhatók és pótolhatók. Ilyenek például a szélenergia, a napenergia, a hőenergia.

Ebből a napenergia a legfontosabb.

Nézze meg a Napkövető napelem

Nap, mint energiaforrás

A mag aktív fúziója a nap aktív magjában 10 belső hőmérsékletet eredményez⁷K és egyenetlen spektrális eloszlású belső sugárzási fluxus. Ez a belső sugárzás abszorbeálódik a külső passzív rétegekben, amelyeket körülbelül 5800K-ra melegítenek. Ez a sugárzás fényenergiát generál fotonok formájában, amelyek nagy mennyiségű energiát és lendületet hordoznak. Ezek a fotonok elhajlhatnak, vagy elnyelhetik a naptól a földig tartó útjukat.

A föld körülbelül 1,73 * 10 napsugárzási energiát kap¹⁴KW. Ez a folyamatosan vett energia 5,46 * 10 teljes energiává integrálódik^huszonegyMJ évente. Így a napenergia a legfontosabb energiaforrás, amely az emberiség növekvő igényeinek kielégítéséhez szükséges.

Három különböző módon lehet gyűjteni ezt az energiát, a gyűjtő típusától függően:

• A lapos kollektorok manapság a leggyakrabban használt kollektortípusok. Ezek egyszerű síkban elrendezett napelemek tömbjei.
• A fókuszáló kollektorok lényegében sík kollektorok, optikai eszközökkel, amelyek a kollektor fókuszára eső sugárzás maximalizálására szolgálnak. Ezeket jelenleg csak néhány elszórt területen használják. A napkályhák példák az ilyen típusú kollektorokra.
• A passzív gyűjtők teljesen különböznek a másik két típusú gyűjtőtől. A passzív kollektorok elnyelik a sugárzást, és természetes hővé alakítják, anélkül, hogy erre tervezték és építették volna.

Napelemek

Ezen lapos lemezek közül a kollektorokat használják a legszélesebb körben. Ilyen például a napelem.

A napelem egy mátrixba rendezett napelemek csoportja. Ezek a panelek 10 és 300 W közötti energiát gyűjthetnek.

A napelem egy kétrétegű félvezető eszköz, amelyet a sugárzás elnyelésére használnak. A fotovoltaikus elven működik, amely magában foglalja a beeső fény által előállított feszültséget. Amikor a fény ráesik a rétegekre, gerjeszti az elektronokat, aminek következtében egyik rétegről a másikra ugranak, elektromos töltést képezve.

Kép forrása - etap - etap

A tipikus napenergia-vevő rendszer a következő részekből áll

1. Napelem - Az erő összegyűjtésére.
2. Inverter - A kapott egyenáram átalakítása váltóáramúvá.
3. Akkumulátor- A fogadott egyenáram tárolása.

Napelemek felszerelése

A napelemek használatának egyik fő korlátja az, ahogyan azokat úgy szerelik fel, hogy a naptól kapják a maximális fényenergiát.

A napelem teljesítményét vagy hatékonyságát befolyásoló tényezők a következők:

• Irány: Ha a helyszín északi félteke, akkor a paneleknek észak felé, a déli féltekének kell lenniük, a paneleknek pedig dél felé kell nézniük.
• Döntés vagy tájolás : A napelemek dőlésének meg kell egyeznie a helyük szélességének szélességével. Amint a föld forgásának dőlése változik, a napelemeket a maximális fény elérése érdekében be kell állítani.
• A felület típusa : Leginkább a szélesebb felületet részesítik előnyben, mivel maximális mennyiségű napfényt kap.

A panelek hatékony felszereléséhez és a megfelelő napfényhez Tracker nevű eszközöket használnak, amelyek a paneleket a föld felé mutatják.

Kétféle nyomkövető létezik:

a. Passzív nyomkövető :

A passzív nyomkövetők olyan rendszert használnak, amelynek során folyadék mozog, amikor a nap felmelegíti, és arra használják a panelt, hogy automatikusan visszatérjen a reggel megfelelő helyzetébe. Két csőtartályból áll, amelyek a napelem oldalán helyezkednek el, így abban az esetben, ha a panel nem áll össze a nappal, a tartályokban lévő folyadék egyenetlenül melegszik, ami nyomáskülönbséget okoz. Ez a nyomáskülönbség viszont arra készteti a folyadékot, hogy alacsony hőmérséklet mellett a tartály felé mozogjon. Így amikor a folyadék szintje ingadozik a két tartály között, a súlyeltolódás miatt a gravitáció elforgatja a nyomkövetőt a Nap irányával együtt. Olcsóbbak, nem igényelnek elektromos készülékeket és kevesebb karbantartást igényelnek. A hagyományos fényérzékelő mechanizmusok azonban nem biztos, hogy felhős napokon pontosak, és nem is hatékonyak.

b. Aktív nyomkövető :

Az Active Tracker általában olyan motorokból áll, mint egy szervomotor vagy egy Léptetőmotor a panel forgatásához. Ideális esetben a napsugárzás 90⁰ szögben éri el a panelt. A motor abban a szögben tartja a panelt, hogy a maximális sugárzást megkapja. A motor vezérlése a kétféle módon történhet. Az egyik módszer az, hogy egy elektronikus rendszert használunk a nap csillagászati ​​helyzetének kiszámításához az adott helyen, és ennek megfelelően elforgatjuk a napelemet a napra merőleges irányban előre meghatározott időközönként. Egy másik vezérlő szenzorelrendezéssel érzékeli az ég fényerejét, és ennek megfelelően a panelt derékszögben forgatja a nap tájolásához.

A fenti módszer alkalmazása

Napelemek szerelési alkalmazása

A léptetőmotort a mikrokontroller 8051 , az ULN2003A IC relé-meghajtón keresztül. A tengelyén található kis teljesítményű panelből áll, és 0–180⁰-os forgást biztosít 5 másodperces intervallumokban. A léptetőmotor ezen forgása megfelel a Föld forgásának a Nap körül, ami a Föld irányának 180⁰ változását jelenti a Nap vonatkozásában. A léptetőmotor úgy van programozva, hogy a legtöbbször 90⁰-os forgást biztosítson.