Täysautomaattisen aurinkoseurantalaitteen ydin on auringon sijainnin tarkka havaitseminen ja sen säätö. Yhdistän sen sovelluksia eri tapauksissa ja käsittelen sen toimintaperiaatetta yksityiskohtaisesti kolmen keskeisen linkin kautta: anturien havaitseminen, ohjausjärjestelmän analysointi ja päätöksenteko sekä mekaanisen voimansiirron säätö.
Täysautomaattisen aurinkoseurantalaitteen toimintaperiaate perustuu pääasiassa auringon sijainnin reaaliaikaiseen seurantaan ja tarkkaan hallintaan. Anturien, ohjausjärjestelmien ja mekaanisten voimansiirtolaitteiden koordinoidun toiminnan ansiosta se seuraa aurinkoa automaattisesti seuraavasti:
Auringon sijainnin tunnistus: Täysautomaattinen aurinkoseurantalaite käyttää useita antureita auringon sijainnin havaitsemiseen reaaliajassa. Yleisimpiä ovat valosähköisten antureiden ja tähtitieteellisen kalenterin laskentamenetelmien yhdistelmä. Valosähköiset anturit koostuvat yleensä useista eri suuntiin jakautuneista aurinkokennoista. Kun auringonvalo paistaa, kunkin aurinkokennon vastaanottaman valon voimakkuus on erilainen. Vertaamalla eri aurinkokennojen lähtösignaaleja voidaan määrittää auringon atsimuutti- ja korkeuskulmat. Tähtitieteellisen kalenterin laskentasäännöt perustuvat Maan kierto- ja pyörimislakiin Auringon ympäri yhdistettynä tietoihin, kuten päivämäärään, aikaan ja maantieteelliseen sijaintiin, Auringon teoreettisen sijainnin laskemiseksi taivaalla ennalta asetettujen matemaattisten mallien avulla. Suurten aurinkovoimaloiden tapauksessa tarkat aurinkoasema-anturit tarjoavat datatukea myöhemmille säädöille seuraamalla auringon atsimuutti- ja korkeuskulmia.
Signaalinkäsittely ja ohjauspäätöksenteko: Anturin havaitsema auringon sijaintisignaali lähetetään ohjausjärjestelmään, joka on yleensä sulautettu mikroprosessori tai tietokoneohjausjärjestelmä. Ohjausjärjestelmä analysoi ja käsittelee signaalit, vertaa anturin havaitsemaa auringon todellista sijaintia aurinkopaneelin tai havaintolaitteen senhetkiseen kulmaan ja laskee säädettävän kulmaeron. Sitten ennalta asetetun ohjausstrategian ja -algoritmin perusteella luodaan vastaavat ohjausohjeet mekaanisen voimansiirtolaitteen ohjaamiseksi kulman säätöä varten. Tähtitieteellisissä tieteellisissä havaintotapauksissa, kun havaintoparametrit on asetettu tietokoneohjelmistolla, ohjausjärjestelmä voi automaattisesti analysoida ja päättää, miten havaintolaitteen kulmaa säädetään ennalta asetetun ohjelman mukaisesti.
Mekaaninen voimansiirto ja kulman säätö: Ohjausjärjestelmän antamat ohjeet välitetään mekaaniselle voimansiirtolaitteelle. Yleisiä mekaanisia voimansiirtomenetelmiä ovat sähköiset työntötangot, askelmoottorit yhdistettynä vaihteisiin tai lyijyruuveihin jne. Saatuaan ohjeen mekaaninen voimansiirtolaite pyörittää tai kallistaa aurinkopaneelin tukea tai havainnointilaitteen tukea tarpeen mukaan, säätäen aurinkopaneelia tai havainnointilaitetta kohtisuoraan tai tiettyyn kulmaan auringonvaloon nähden. Esimerkiksi maatalouden kasvihuoneiden aurinkosähköjärjestelmissä yksiakselinen täysautomaattinen aurinkoseurantalaite säätää aurinkopaneelien kulmaa mekaanisten voimansiirtolaitteiden avulla ohjausjärjestelmän ohjeiden mukaisesti varmistaen, että viljelykasvit saavat riittävästi valoa ja samalla auringonsäteilyn tehokas vastaanotto saavutetaan.
Palaute ja korjaus: Seurannan tarkkuuden varmistamiseksi järjestelmässä on myös takaisinkytkentämekanismi. Kulma-anturit asennetaan yleensä mekaanisiin voimansiirtolaitteisiin aurinkopaneelien tai havainnointilaitteiden todellisen kulman seuraamiseksi reaaliajassa ja tämän kulmatiedon syöttämiseksi ohjausjärjestelmälle. Ohjausjärjestelmä vertaa todellista kulmaa tavoitekulmaan. Jos havaitaan poikkeama, se antaa uudelleen säätökäskyn kulman korjaamiseksi ja seurannan tarkkuuden varmistamiseksi. Jatkuvan havaitsemisen, laskennan, säädön ja palautteen avulla täysin automaattinen aurinkoseurantalaite voi jatkuvasti ja tarkasti seurata auringon sijainnin muutoksia.
Tapaus suurten aurinkovoimaloiden sähköntuotantotehokkuuden parantamisesta
(1) Hankkeen tausta
Yhdysvalloissa sijaitsevan suuren maahan asennetun aurinkovoimalan asennettu kapasiteetti on 50 megawattia. Alun perin siinä käytettiin kiinteitä kiinnikkeitä aurinkosähköpaneelien asentamiseen. Koska auringon sijainnin muutoksia ei voitu seurata reaaliajassa, aurinkosähköpaneelien vastaanottama auringonsäteilyn määrä oli rajallinen, mikä johti suhteellisen alhaiseen sähköntuotantotehokkuuteen. Erityisesti aamuvarhaisella ja myöhään illalla sekä vuodenaikojen vaihtuessa sähköntuotantohävikki oli merkittävä. Voimalaitoksen sähköntuotantotehokkuuden parantamiseksi voimalaitoksen operaattori on päättänyt ottaa käyttöön automaattisen aurinkoseurantajärjestelmän.
(2) Ratkaisut
Vaihda aurinkosähköpaneelien kiinnikkeet erissä voimalaitoksessa ja asenna kaksiakseliset täysautomaattiset aurinkoseurantalaitteet. Tämä seurantalaite valvoo auringon atsimuutti- ja korkeuskulmia reaaliajassa erittäin tarkkojen auringon sijaintiantureiden avulla. Yhdessä edistyneen ohjausjärjestelmän kanssa se ohjaa kiinnikettä säätämään automaattisesti aurinkosähköpaneelien kulmaa varmistaen, että paneelit ovat aina kohtisuorassa auringonvaloon nähden. Samaan aikaan seurantalaite on kytketty voimalaitoksen älykkääseen hallintajärjestelmään etävalvontaa ja vikavaroitusta varten.
(3) Toteutuksen vaikutus
Täysautomaattisen aurinkoseurantalaitteen asentamisen jälkeen aurinkovoimalan sähköntuotantotehokkuus on parantunut merkittävästi. Tilastojen mukaan vuosittainen sähköntuotanto on kasvanut 25–30 % aiempaan verrattuna, ja keskimääräinen päivittäinen sähköntuotanto on kasvanut merkittävästi. Huonojen valaistusolosuhteiden, kuten talven ja sateisten päivien aikana sähköntuotantoetu on vieläkin merkittävämpi. Voimalaitoksen investoinnin tuotto on kasvanut merkittävästi, ja laitteiden peruskorjauskustannusten odotetaan palautuvan 2–3 vuotta etuajassa.
Tarkan paikannuksen tapaus tähtitieteellisissä tieteellisissä havainnoissa
(1) Hankkeen tausta
Kun eräs venäläinen tähtitieteellinen tutkimuslaitos teki aurinkohavainnointitutkimusta, perinteinen havaintolaitteiden manuaalinen säätö ei kyennyt vastaamaan auringon tarkkaan ja pitkäaikaiseen seurantaan ja havainnointiin liittyviin vaatimuksiin, mikä vaikeutti jatkuvien ja tarkkojen aurinkotietojen saamista. Tieteellisen tutkimuksen ja havainnoinnin tason parantamiseksi laitos on päättänyt käyttää täysin automaattisia aurinkoseurantalaitteita havaintojen apuna.
(2) Ratkaisut
Tieteelliseen tutkimukseen erityisesti suunniteltu erittäin tarkka, täysautomaattinen aurinkoseurantalaite on valittu. Seurantalaitteen paikannustarkkuus voi olla jopa 0,1°, ja sillä on korkea vakaus ja häiriönsietokyky. Seurantalaite on kiinteästi kytketty ja kalibroitu tarkasti tieteellisen tutkimuksen havainnointilaitteisiin, kuten aurinkoteleskooppeihin ja spektrometreihin. Havaintoparametrit asetetaan tietokoneohjelmistolla, minkä ansiosta seurantalaite voi automaattisesti säätää havaintolaitteiden kulmaa ennalta asetetun ohjelman mukaisesti ja seurata auringon kulkua reaaliajassa.
(3) Toteutuksen vaikutus
Kun täysautomaattinen aurinkoseurantalaite on otettu käyttöön, tutkijat voivat helposti seurata ja havainnoida aurinkoa pitkäaikaisesti ja erittäin tarkasti. Havaintotietojen jatkuvuutta ja tarkkuutta on parannettu merkittävästi, mikä on tehokkaasti vähentänyt tietojen menetystä ja virheitä, jotka johtuvat laitteiden ennenaikaisesta säädöstä. Tämän seurannan avulla tutkimusryhmä on onnistuneesti saanut laajempaa auringon aktiivisuusdataa ja saavuttanut monia tärkeitä tieteellisiä tutkimustuloksia esimerkiksi auringonpilkkututkimuksessa ja koronan havainnoinnissa.
Tapaus aurinkosähköjärjestelmien yhteistyöhön perustuvasta optimoinnista maatalouden kasvihuoneissa
(1) Hankkeen tausta
Brasiliassa sijaitsevassa maatalouteen tarkoitetussa integroidussa aurinkosähkökasvihuoneessa aurinkopaneelit on asennettu kiinteästi. Vaikka kasvihuone täyttääkin kasvien valontarpeen, se ei pysty hyödyntämään aurinkoenergiaa täysimääräisesti sähköntuotantoon. Maataloustuotannon ja aurinkosähköntuotannon koordinoidun optimoinnin saavuttamiseksi ja kasvihuoneiden kokonaistulojen lisäämiseksi operaattori on päättänyt asentaa täysautomaattisia aurinkoseurantalaitteita.
(2) Ratkaisut
Asenna yksiakselinen täysautomaattinen aurinkoseurantalaite. Tämä seurantalaite voi säätää aurinkopaneelien kulmaa auringon sijainnin mukaan. Kasvihuoneen sisällä olevien kasvien auringonvalon keston ja voimakkuuden varmistamiseksi se voi vastaanottaa auringonsäteilyä mahdollisimman paljon. Älykkään ohjausjärjestelmän avulla aurinkopaneelien kulman säätöalue voidaan asettaa estämään aurinkopaneelien liiallisen auringonvalon estymisen vaikuttamasta kasvien kasvuun. Samaan aikaan seurantalaite on yhteydessä kasvihuoneen ympäristön valvontajärjestelmään, jotta aurinkopaneelien kulmaa voidaan säätää reaaliajassa kasvien kasvutarpeiden mukaan.
(3) Toteutuksen vaikutus
Täysautomaattisen aurinkoseurantalaitteen asentamisen jälkeen maatalouskasvihuoneiden aurinkosähkön tuotanto on kasvanut noin 20 %, mikä on mahdollistanut aurinkoenergian tehokkaan hyödyntämisen vaikuttamatta viljelykasvien normaaliin kasvuun. Kasvihuonekasvit kasvavat hyvin tasaisempien valaistusolosuhteiden ansiosta, ja sekä sato että laatu ovat parantuneet. Maatalouden ja aurinkosähköteollisuuden välinen synergia on huomattavaa, ja kasvihuoneiden kokonaistulot ovat kasvaneet 15–20 % aiempaan verrattuna.
Yllä olevat tapaukset osoittavat täysautomaattisten aurinkoseurantalaitteiden sovellusten saavutuksia eri aloilla. Jos haluat lisätietoja tietyistä skenaarioista tai sinulla on ohjeita sisällön muokkaamiseen, ota rohkeasti yhteyttä milloin tahansa.
Ota yhteyttä Honde Technology Co., LTD:hen.
Puh: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Yrityksen verkkosivusto:www.hondetechco.com
Julkaisun aika: 18. kesäkuuta 2025