태양 추적기는 태양을 향한 탑재물의 방향을 조정하는 장치입니다. 페이로드는 일반적으로 태양 전지 패널, 파라볼 릭 트로프, 프레 넬 반사경, 렌즈 또는 헬리 스탯의 거울입니다.

평면 패널 광전지 시스템의 경우 추적기는 들어오는 햇빛과 광전지 패널 사이의 입사각을 최소화하는 데 사용됩니다. 집광기 광전지 (CPV) 및 집중 태양 광 발전 (CSP) 애플리케이션에서 트래커는 CPV 및 CSP 시스템의 광학 부품을 작동시키는 데 사용됩니다. 집중 태양 응용 프로그램의 광학은 햇빛의 직접적인 구성 요소를 받아들이므로 에너지를 수집하기 위해 적절하게 배향되어야합니다. 추적 시스템은 모든 집중 장치 응용 프로그램에서 볼 수 있습니다. 이러한 시스템은 광학 축이 입사 태양 복사와 정렬 될 때 최대 효율로 태양 에너지를 수집하기 때문입니다.

기본 사상
햇빛은 태양 에너지의 약 90 %를 운반하는 “직접 광선”과 나머지를 운반하는 “확산 된 햇빛”의 두 가지 구성 요소를 가지고 있습니다. 확산 부분은 맑은 날 푸른 하늘이며 흐린 날의 총계. 대부분의 에너지가 직접 광선에 있기 때문에 수집을 극대화하려면 가능한 한 오랫동안 패널에 썬을 보이게해야합니다. 그러나 더 흐린 지역의 경우 직접 광선과 직접 광선의 비율은 60 % : 40 % 또는 그 이하로 낮을 수 있습니다.

직접 광선에 기인 한 에너지는 들어오는 빛과 패널 사이의 각도 코사인으로 떨어집니다. 또한, (모든 편광에 대해 평균화 된) 반사율은 약 50 °까지의 입사각에 대해 거의 일정하며, 그 이상으로 반사율이 빠르게 저하됩니다.

Lost = 1 – cos (i) 여기서 misallignment (angle i)로 인한 직접 전력 손실 (%)

나는	잃어버린		나는	시간	잃어버린
0 °	0 %		15 °	1	3.4 %
1	0.015 %		30 °	2	13.4 %
삼	0.14 %		45 °	삼	30 %
8 °	1%		60 °	4	> 50 %
23.4 °	8.3 %		75 °	5	> 75 %

예를 들어, ± 5 °의 정확도를 갖는 트래커는 직접 광선과 확산 광의 100 %에 의해 전달 된 에너지의 99.6 % 이상을 전달할 수 있습니다. 결과적으로 고정밀 추적은 비 집중 PV 응용 프로그램에서 일반적으로 사용되지 않습니다.

추적 메커니즘의 목적은 하늘을 가로 지르는 태양을 따라가는 것입니다. 각 주요 요인에 대해 좀 더 자세하게 설명하는 다음 절에서 Sun의 복잡한 경로는 일년 내내 계절에 따라 매년 남서 변형과 별개로 일일 동서 운동을 고려하여 단순화됩니다 .

태양 에너지 차단
직접 광선으로부터 수집 할 수있는 태양 에너지의 양은 패널에 의해 차단 된 빛의 양입니다. 이것은 패널의 면적에 직접 광선의 입사각의 코사인을 곱한 값입니다 (위 그림 참조). 다른 방법으로 말하자면 가로 채기 된 에너지는 직접 광선에 수직 인 표면에 패널에 의해 투영 된 그림자의 면적과 같습니다.

이 코사인 관계는 Lambert의 코사인 법칙에 의해 1760 년 공식화 된 관측과 매우 밀접하게 관련되어있다. 이것은 물체의 관찰 된 밝기가 물체를 비추는 빛의 입사각의 코사인에 비례 함을 의미합니다.

반사 손실
가로 채기되는 모든 빛이 패널로 전달되는 것은 아닙니다. 표면에 약간의 빛이 반사됩니다. 반사 된 양은 표면 재료의 굴절률 및 입사광의 입사각에 의해 영향을 받는다. 반영되는 양은 들어오는 빛의 편광에 따라 다릅니다. 들어오는 햇빛은 모든 편파가 혼합되어 있습니다. 모든 편광에 대해 평균을 취하면, 반사 손실은 약 50 °까지의 입사각까지 거의 일정합니다. 예를 들어 왼쪽 그래프를보십시오.

일요일의 동서 운동
태양은 하루 동서 방향으로 360도 여행하지만 고정 된 위치의 관점에서 볼 때 평균 부분은 봄과 여름에 더 많으며 가을과 겨울에 더 많이 나타납니다. 로컬 지평선 효과는 약 150도 정도의 효과적인 모션을 만들어이를 다소 감소시킵니다. 새벽과 일몰 극단 사이의 고정 된 방향의 태양 전지판은 어느 한쪽으로 75 도의 움직임을 보게되므로 위의 표에 따라 아침과 저녁에 75 % 이상의 에너지가 손실됩니다.패널을 동쪽과 서쪽으로 회전 시키면 이러한 손실을 다시 채울 수 있습니다. 태양의 동서 운동을 보상하려고하는 추적 장치는 단일 축 추적 장치로 알려져 있습니다.

태양의 계절 남북 운동
지구의 축의 기울기로 인해 태양은 또한 1 년 동안 북쪽과 남쪽으로 46도 이동합니다. 2 개의 국부적 인 극단 사이 중간 점에 놓인위원회의 동일한 세트는 이렇게 태양이 23의 정도를 어느 쪽이든 이동하는 것을 볼 것이다. 따라서 위의 표에 따르면 최적으로 정렬 된 단일 축 추적기 (아래의 극좌표 추적기 참조)는 여름과 겨울의 계절적 극단 또는 연간 평균 약 5 %에서만 8.3 %를 잃게됩니다. 반대로 수직 또는 수평으로 정렬 된 단일 축 추적기는 Sun의 경로에서 이러한 계절적 변동의 결과로 훨씬 더 많이 손실됩니다. 예를 들어, 위도 60 °에있는 사이트의 수직 추적기는 여름에 사용 가능한 에너지의 최대 40 %를 잃는 반면, 위도 25 °에 위치한 수평 추적기는 겨울에 최대 33 %를 잃게됩니다.

일별 및 계절별 동작을 모두 설명하는 추적기를 이중 축 추적기라고합니다. 일반적으로 계절별 각도 변화로 인한 손실은 하루의 길이 변화로 인해 복잡해지며 북부 또는 남부의 위도에서 여름에 수집량이 증가합니다. 이것은 여름철에 수집을 편향 시키므로 패널을 평균 여름 각도에 더 가깝게 기울이면 봄 / 가을 기준점 각도 (사이트의 위도와 동일)에서 기울어 진 시스템에 비해 총 연간 손실이 줄어 듭니다.

업계에서 단일 및 이중 축 추적 장치 간 연간 수집의 차이가 작 으면 2 축 추적 장치의 추가 복잡성이 더 커지는 지 여부가 상당한 논란의 여지가 있습니다. 온타리오 주 남부의 실제 생산 통계에 대한 최근의 리뷰에 따르면이 차이는 전체에서 약 4 %였으며 이중 축 시스템의 추가 비용보다 훨씬 적습니다.이는 고정 배열과 단일 축 추적기 간의 24-32 % 개선과 비교하면 좋지 않습니다.

기타 요인

구름
위의 모델은 하루 또는 일년 중 서로 다른 시간대에 구름이 덮일 가능성을 일정하게 가정합니다. 다른 기후 지역에서 구름 덮개는 계절에 따라 달라질 수 있으며 위에서 설명한 평균 성능 수치에 영향을 미칩니다. 대안으로, 예를 들어 낮 동안 구름이 평균적으로 쌓이는 지역에서, 아침 해를 모으는 데 특별한 이점이있을 수 있습니다.

분위기
햇빛이 대기를 통해 대각선으로 이동해야하기 때문에 햇빛이 대기를 통과해야하는 거리는 태양이 수평선에 접근함에 따라 증가합니다. 대기의 경로 길이가 길어지면 컬렉터에 도달하는 태양 강도는 감소합니다. 이러한 경로 길이의 증가는 공기 질량 (AM) 또는 공기 질량 계수라고하며, 여기서 AM0는 대기의 상단에 있고, AM1은 태양 수준의 해수면까지의 수직 수직 경로이며 AM은 1보다 큽니다 태양이 수평선에 접근함에 따라 대각선 경로를 나타냅니다.

태양이 이른 아침이나 겨울철에 특히 뜨겁지 않을지라도, 대기를 통과하는 대각선 경로는 예상보다 태양 강도에 영향을 미치지 않습니다. 햇빛이 지평선 위로 단지 15 ° 일 때조차도, 태양 강도는 최대 값의 약 60 %, 10 °에서 약 50 %, 수평선에서 불과 5 ° 위에서 25 %가 될 수 있습니다. 따라서 트래커는 태양이 수평에 가까울 때 사용할 수있는 상당한 에너지를 수집하여 이익을 얻을 수 있습니다.

태양 전지 효율성
물론 광전지의 기본 전력 변환 효율은 추적의 사용 여부와 상관없이 최종 결과에 큰 영향을 미친다. 추적의 이점과 특히 관련이있는 것은 다음과 같습니다.

분자 구조
최대량의 에너지를 세포 내로 안내하고 반사 손실을 최소화하기 위해 표면 물질을 개발하는 데 많은 연구가 필요합니다.

온도
광전지 태양 전지 효율은 온도가 증가함에 따라 약 0.4 % / ℃의 비율로 감소한다. 예를 들어, 이른 아침이나 겨울의 10 ° C에서의 효율은 하루 또는 여름의 열에서 60 ° C와 비교하여 20 % 더 높습니다.따라서 트래커는 셀이 최고 효율로 작동 할 때 새벽 및 겨울 에너지를 수집하여 추가적인 이점을 제공 할 수 있습니다.

개요
집광 집광 장치 용 트래커는 집광 장치를 집광 점에 유지하기 위해 고정밀 추적을 사용해야합니다.

비 집중 평판 트래커에는 고정밀 추적이 필요하지 않습니다.

저전력 손실 : 25 °의 오정렬에서도 10 % 미만의 손실
약 50 °의 오정렬에도 일관된 반사율
확산 태양 광선은 방향에 관계없이 10 %를 차지하고 흐린 날에는 더 큰 비율을 차지합니다

집광이되지 않는 평면 패널 콜렉터를 추적하면 다음과 같은 이점이 있습니다.

전력 손실은 약 30 °의 정렬 오차 이상으로 빠르게 저하됩니다.
태양이 지평선에 매우 근접한 경우에도 상당한 전력이 가능합니다. 예를 들어, 수평선 위 15 °, 10 °에서 약 50 %, 수평선에서 불과 5 ° 지점에서 25 % 고위도 및 / 또는 겨울철 관련성
광전지 패널은 하루의 더위에 비해 이른 아침의 냉기에서 약 20 % 더 효율적입니다. 마찬가지로 여름보다 겨울에 더 효율적이며, 이른 아침과 겨울 태양을 효과적으로 포착하려면 추적이 필요합니다.

이것은 다음과 같이 엄청난 양의 태양 복사를 생산하는데 사용될 수있다.

태양열 집열기의 종류
태양열 집열기는 다음과 같습니다.

평탄하지 않은 평면 패널, 일반적으로 광전지 또는 온수,
다양한 종류의 집중 시스템.

태양열 집열기 장착 시스템은 고정 (수동으로 정렬) 또는 추적 할 수 있습니다. 태양 수집기의 종류와 위치 (위도)에는 서로 다른 유형의 추적 메커니즘이 필요합니다. 추적 시스템은 다음과 같이 구성 될 수 있습니다.

고정 콜렉터 / 무빙 미러 – Heliostat
이동 수집기

비 추적 고정 마운트
주거용 및 소용량의 상업용 또는 산업용 옥상 태양열 판넬과 태양열 온수기 패널은 대개 고정되어 있으며 적절히 마주 보는 지붕에 종종 매입 형으로 설치됩니다. 추적기에 비해 고정 된 마운트의 장점은 다음과 같습니다.

기계적 장점 : 제조가 간단하고 설치 및 유지 보수 비용이 저렴합니다.
바람 하중 : 튼튼한 마운트를 제공하는 것이 더 쉽고 저렴합니다. 고정 된 매입 형 패널 이외의 모든 장착부는 더 큰 노출로 인해 풍하중을 고려하여 신중하게 설계해야합니다.
간접 조명 : 입사 태양 복사의 약 10 %는 확산 광이며 태양과의 임의의 어긋남 각도에서 사용할 수 있습니다.
불일치에 대한 허용 오차 : 평면 패널의 효과적인 집적 영역은 태양과의 높은 오정렬 수준에 상대적으로 민감하지 않습니다. 위의 기본 개념 절의 표 및 다이어그램을 참조하십시오. 예를 들어 25 °의 불균형으로 인해 수집 된 직접 태양 에너지는 10 % 이상.
고정식 마운트는 일반적으로 비 집속 시스템과 함께 사용되지만, 제 3 세계에서 특별한 가치를 지닌 비 추적 집광 집광 장치의 중요한 클래스는 휴대용 태양열 밥솥입니다. 이것들은 상대적으로 낮은 농도를 사용하는데, 전형적으로 약 2 ~ 8 개의 태양이며 수동으로 정렬됩니다.

추적자
고정 평면 패널을 사용하여 유효한 정오 에너지의 높은 비율을 수집 할 수 있다고하더라도, 고정 된 패널과의 정렬 불량이 과도하게되어 조기 아침과 늦은 오후에 중요한 전력을 사용할 수 있습니다. 사용 가능한 에너지. 예를 들어 태양이 지평선 위로 불과 10 ° 일 때라도 사용 가능한 에너지는 정오 시간 에너지 레벨의 약 1/2 (또는 위도, 계절 및 대기 조건에 따라 더 크게) 일 수 있습니다.

따라서 추적 시스템의 주요 이점은 하루 중 가장 긴 시간 동안 태양 에너지를 수집하고 태양의 위치가 계절에 따라 가장 정확하게 정렬된다는 것입니다.

또한, 직접 방사로부터 유래 된 에너지의 비율이 더 높고, 집중된 에너지가 집중되는 영역이 작아지기 때문에, 사용되는 집중도가 클수록 정확한 추적이 더욱 중요해진다.
고정 콜렉터 / 무빙 미러
많은 수집가는 이동할 수 없습니다. 예를 들어 에너지가 뜨거운 액체 나 가스 (예 : 증기)로 회수되는 고온 수집기. 다른 예로는 Scheffler 반사경과 같은 건물 및 고정식 태양열 조리기의 직접 가열 및 조명이 있습니다. 그러한 경우 태양이 태양의 어느 위치에 있든지 관계없이 태양 광선이 콜렉터로 방향이 바뀌도록 움직이는 거울을 사용할 필요가 있습니다.

하늘을 가로 지르는 태양의 복잡한 움직임과 태양 광선을 목표물에 정확하게 향하게하는 데 요구되는 정밀도로 인해 헬리 스탯 거울은 일반적으로 적어도 하나의 축을 기계화 한 이중 축 추적 시스템을 사용합니다. 다른 응용 분야에서 거울은 평평하거나 오목 할 수 있습니다.

이동 수집기
추적 프로그램의 축의 수와 방향에 따라 추적 프로그램을 클래스로 그룹화 할 수 있습니다. 고정 마운트에 비해 단일 축 추적기는 연간 출력을 약 30 %, 이중 축 추적기를 추가로 10-20 % 증가시킵니다.

광전지 추적기는 표준 광전지 (PV) 추적기 및 집중 형 광전지 (CPV) 추적기의 두 가지 유형으로 분류 할 수 있습니다. 각 추적기 유형은 축의 수와 방향, 구동 아키텍처와 드라이브 유형, 의도 된 어플리케이션, 수직 지지대 및 기초로 더 자세히 분류 할 수 있습니다.

플로팅 그라운드 마운트
태양 추적기는 침입 형 콘크리트 기초가 필요없이 바닥에 앉아있는 “떠 다니는”기초를 사용하여 만들 수 있습니다. 콘크리트 기초 위에 추적 장치를 배치하는 대신 추적 장치를 모래 또는 자갈과 같은 다양한 재료로 채워서 추적 장치를 땅에 고정시킬 수있는 자갈 팬에 추적 장치를 배치합니다. 이러한 “부동”추적기는 기존의 고정식 장착형 추적기와 동일한 바람 하중을 견딜 수 있습니다. 플로팅 추적기를 사용하면 상업용 태양 광 발전 프로젝트의 잠재 사이트 수를 증가시킵니다. 그 이유는 출입이 금지 된 매립지 또는 발굴 된 기반이 실현 불가능한 지역에 배치 될 수 있기 때문입니다.

비 집중 광전지 (PV) 추적기
광전지 패널은 하늘에서 직접 빛과 확산 빛을 받아들입니다. 표준 광전지 추적 장치의 패널은 직접 조명과 확산 조명을 모두 수집합니다. 표준 광전지 추적기의 추적 기능은 들어오는 빛과 광전지 패널 사이의 입사각을 최소화하는 데 사용됩니다. 이것은 들어오는 햇빛의 직접적인 구성 요소로부터 수집 된 에너지의 양을 증가시킵니다.

표준 태양 광 (PV) 트래커 뒤에있는 물리학은 모든 표준 광전지 모듈 기술과 함께 작동합니다. 여기에는 모든 유형의 결정 실리콘 패널 (모노 -Si 또는 다중 Si)과 모든 유형의 박막 패널 (비정질 실리콘, CdTe, CIGS, 미세 결정)이 포함됩니다.

집광기 광전지 (CPV) 트래커
CPV 모듈의 광학 장치는 들어오는 빛의 직접적인 성분을 받아들이므로 수집 된 에너지를 최대화하기 위해 적절하게 배향되어야합니다. 저농도 응용 분야에서는 하늘에서 확산되는 빛의 일부를 포착 할 수 있습니다. CPV 모듈의 추적 기능은 들어오는 빛이 광전지 수집기에 집중되도록 광학 장치의 방향을 지정하는 데 사용됩니다.

1 차원에 집중하는 CPV 모듈은 한 축에서 태양에 수직으로 추적해야합니다. 2 차원으로 집중하는 CPV 모듈은 두 축에서 태양에 수직으로 추적해야합니다.

정확도 요구 사항
CPV 광학계 뒤에있는 물리학은 시스템 농도 비율이 증가함에 따라 추적 정확도가 증가해야합니다. 그러나, 주어진 농도에 대해, 비 이미징 광학은 가능한 가장 넓은 수용 각을 제공하며, 이는 추적 정확도를 감소 시키는데 사용될 수있다.

일반적인 고농도 시스템에서 정격 출력의 약 90 %를 전달하려면 추적 정밀도가 ± 0.1 ° 범위 내에 있어야합니다. 저농도 시스템에서 정격 출력의 90 %를 전달하려면 추적 정밀도가 ± 2.0 ° 범위 여야합니다. 결과적으로 고정밀 추적 시스템이 일반적입니다.

지원되는 기술
집중 형 광전지 추적기는 굴절 및 반사 기반 집광 시스템과 함께 사용됩니다. 이러한 시스템에 사용되는 신흥 광전지 기술의 범위가 있습니다. 기존의 결정질 실리콘 기반 태양 광 수신기에서부터 게르마늄 기반 삼중 접합 수신기에 이르기까지 다양합니다.

단축 추적기
단일 축 추적기는 회전 축 역할을하는 1 자유도를 갖습니다. 단일 축 추적기의 회전 축은 일반적으로 실제 북쪽 자오선을 따라 정렬됩니다. 고급 추적 알고리즘을 사용하여 추기경 방향으로 정렬 할 수 있습니다. 단일 축 추적기에는 여러 가지 공통된 구현이 있습니다. 여기에는 수평 단일 축 추적 장치 (HSAT), 기울어 진 모듈 (HTSAT)이있는 수평 단일 축 추적 장치, VSAT (수직 단일 축 추적 장치), TSAT (기울어 진 단일 축 추적 장치) 및 PSAT (극좌표 정렬 단일 축 추적 장치)이 포함됩니다. 성능을 모델링 할 때 추적기 축에 대한 모듈의 방향이 중요합니다.

수평

수평 한 축 추적 장치 (HSAT)
수평 한 축 추적기의 회전축은지면에 대해 수평입니다. 가로 단일 축 추적기의 회전 축의 양쪽 끝에있는 기둥을 추적기간에 공유하여 설치 비용을 낮출 수 있습니다. 태양 추적기의이 유형은 저위도 지역에 가장 적합합니다. 수평 단일 축 추적 장치가있는 필드 레이아웃은 매우 유연합니다. 단순한 기하학은 모든 회전축을 서로 평행하게 유지하는 것이 트래커를 서로에 대해 적절하게 배치하는 데 필요한 모든 것임을 의미합니다. 적절한 간격은 비용 대비 에너지 생산 비율을 극대화 할 수 있으며 이는 지역 및 지형 조건과 생산 된 에너지의 시간 가치에 달려 있습니다. 역 추적은 패널 배치를 계산하는 한 가지 방법입니다. 수평 추적기는 대개 회전 축에 평행하게 모듈의면을 갖습니다. 모듈이 추적 할 때 회전 축을 기준으로 회전 대칭 인 원통을 스윕합니다. 단일 축 수평 추적기에서는 긴 수평 튜브가 파일론이나 프레임에 장착 된 베어링에지지됩니다. 튜브의 축은 남북 선상에 있습니다. 판넬은 관 위에 올려 져 있으며, 관은 그 날을 통해 태양의 겉보기 동작을 추적하기 위해 축에서 회전합니다.

기울어 진 모듈이있는 수평 단일 축 추적 장치 (HTSAT)
HSAT에서 모듈은 평평하게 0도에 장착되고 HTSAT에서는 모듈이 일정한 기울기로 설치됩니다.HSAT와 동일한 원리로 작동하여 튜브의 축을 남북 선에서 수평으로 유지하고 태양 모듈을 하루 종일 동서 방향으로 회전시킵니다. 이 추적기는 대개 고위도 지역에 적합하지만 VSAT (Vertical Single Axis Tracker)에서 사용하는만큼의 육로 공간을 차지하지 않습니다. 따라서 수평 추적기에 VSAT의 이점을 가져오고 태양 광 프로젝트의 전체 비용을 최소화합니다.

수직선
수직 단일 축 추적 장치 (VSAT)
수직 단일 축 추적기의 회전 축은지면에 대해 수직입니다. 이 추적기는 하루 동안 동서 방향으로 회전합니다. 이러한 추적기는 수평축 추적기보다 고위도에서 더 효과적입니다. 현장 레이아웃은 불필요한 에너지 손실을 피하고 토지 이용을 최적화하기 위해 음영을 고려해야합니다. 또한 조밀 한 포장에 대한 최적화는 1 년 동안의 음영 특성으로 인해 제한됩니다. 수직 단일 축 추적기는 일반적으로 모듈의면이 회전축에 대해 일정 각도로 배치됩니다. 모듈이 추적함에 따라 회전축을 중심으로 회전 대칭 인 원뿔을 스윕합니다.

기울어 진
기울어 진 단일 축 추적 장치 (TSAT)
수평과 수직 사이의 회전축을 가진 모든 추적기는 기울어 진 단일 축 추적기로 간주됩니다. 트랙커 틸트 각도는 종종 바람 프로파일을 줄이고 상승 된 높이를 줄이기 위해 제한됩니다. 역 추적으로 어떤 밀도로도 회전 축에 수직 인 쉐이딩없이 포장 될 수 있습니다. 그러나, 회전축에 평행 한 패킹은 경사각 및 위도에 의해 제한된다. 기울어 진 단일 축 추적기는 일반적으로 모듈의면이 회전 축에 평행하게 배치됩니다. 모듈이 추적 할 때 회전 축을 기준으로 회전 대칭 인 원통을 스윕합니다.

이중 축 추적 장치
이중 축 추적기에는 회전 축 역할을하는 두 가지 자유도가 있습니다. 이 축은 일반적으로 서로 수직입니다. 지면에 대해 고정 된 축은 주축으로 간주 될 수 있습니다. 주축을 기준으로하는 축을 보조 축으로 간주 할 수 있습니다. 이중 축 추적 장치에 대한 몇 가지 일반적인 구현이 있습니다. 그것들은지면에 대한 주축의 방향에 따라 분류됩니다. 두 가지 공통적 인 구현으로는 TTDAT (tip-tilt dual axis tracker)와 AADAT (azimuth-altitude dual axis trackers)가 있습니다. 성능을 모델링 할 때 추적기 축에 대한 모듈의 방향이 중요합니다. 이중 축 추적 장치는 일반적으로 보조 회전 축에 평행하게 배향 된 모듈을 포함합니다. 이중 축 추적 장치는 태양을 수직 및 수평으로 따라갈 수 있기 때문에 최적의 태양 에너지 레벨을 제공합니다. 태양이 어디에 있든 상관없이 이중 축 추적 장치는 태양과 직접 접촉 할 수 있도록 각도를 설정할 수 있습니다.

팁 – 기울임
팁 – 틸트 (tip-tilt) 이중 축 트래커 (TTDAT)는 패널 어레이가 기둥의 상단에 장착되기 때문에 그렇게 명명됩니다. 일반적으로 동서 운동은 극의 꼭대기를 중심으로 어레이를 회전시켜 구동됩니다. 회전 베어링 위에는 패널의 수직 회전을 제공하고 어레이의 주 마운팅 포인트를 제공하는 T 또는 H 형 메커니즘이 있습니다. 팁 – 틸트 이중 축 추적 장치의 주 회전 축의 양쪽 끝에있는 기둥은 설치 비용을 낮추기 위해 추적 장치간에 공유 될 수 있습니다.

다른 TTDAT 추적기는 수평 주축과 종속 직각 축을 갖는다. 수직 방위각 축은 고정되어 있습니다. 이는 극 주변의 케이블 링이 비 틀리지 않기 때문에 지상 장착 장비에 대한 유료 부하 연결의 유연성을 크게 높입니다.

팁 – 틸트 이중 축 추적 장치가있는 필드 레이아웃은 매우 유연합니다. 간단한 기하학은 회전축을 서로 평행하게 유지하는 것이 추적기를 서로에 대해 적절히 배치하는 데 필요한 모든 것임을 의미합니다.일반적으로 추적기는 하늘이 낮을 때 추적자가 다른 사람에게 그림자를 드리 우는 것을 피하기 위해 상당히 낮은 밀도에 위치해야합니다. 팁 – 틸트 추적기는 썬 쉐이딩 (shading)을 최소화하기 위해 수평에 가깝게 기울여서이를 보상 할 수 있으므로 수집되는 총 전력을 최대화합니다.

방위각 – 고도
방위각 – 고도 (또는 고도 방위각) 이중 축 추적 장치 (AADAT)는 지상에 수직 인 기본 축 (방위각 축)을 갖습니다. 일반적으로 고도 축이라고하는 보조 축은 일반적으로 기본 축에 수직입니다. 이들은 작동중인 팁 – 틸트 시스템과 유사하지만 일별 추적을 위해 어레이가 회전되는 방식이 다릅니다. AADAT 시스템은 기둥 상단을 중심으로 배열을 회전시키는 대신 일련의 롤러에 장착 된 어레이로지면에 장착 된 대형 링을 사용할 수 있습니다. 이 배열의 주요 이점은 TTDAT에있는 극의 단일 적재 지점과 반대로 배열의 무게가 링의 일부분에 분산된다는 것입니다. 이를 통해 AADAT는 훨씬 더 큰 배열을 지원할 수 있습니다. 그러나 TTDAT와는 달리 AADAT 시스템은 링 직경보다 가깝게 배치 할 수 없으므로 특히 시스템 간 음영을 고려하여 시스템 밀도를 낮출 수 있습니다.

건축 및 (자체) 건축
나중에 설명 하듯이 패널과 추적기의 비용 사이의 경제적 균형은 그리 간단하지 않습니다. 2010 년 초반 태양열 패널의 가격이 급격히 하락하면서 합리적인 해결책을 찾는 것이 더욱 어려워졌습니다. 첨부 된 미디어 파일에서 볼 수 있듯이, 대부분의 건축물은 작거나 공예의 워크샵에 적합하지 않은 산업 및 / 또는 무거운 재료를 사용합니다. “Complete-Kit-1KW- 단일 축 – 솔라 패널 추적 시스템 – 선형 액추에이터 – 일광 – 태양 광 – 태양열 / 1279440_2037007138″과 같은 상용 제품조차 안정화를위한 다소 부적절한 솔루션 (큰 바위)을 가지고 있습니다 . 작고 (아마추어 / 매니아) 건설을 위해서는 다음과 같은 기준을 충족해야합니다 : 경제, 요소 위험에 대한 최종 제품의 안정성, 자재 취급 용이성 및 가구 제조.

트래커 유형 선택
추적기 유형의 선택은 설치 크기, 전기 요금, 정부 인센티브, 토지 구속 조건, 위도 및 지역 날씨를 비롯한 여러 요소에 달려 있습니다.

수평 단일 축 추적기는 대용량 분산 생성 프로젝트 및 유틸리티 규모 프로젝트에 일반적으로 사용됩니다. 에너지 향상과 제품 비용 절감 및 설치 복잡성 감소의 결합은 대규모 배치에서 강력한 경제성을 가져옵니다. 또한 강력한 오후 성능은 대형 그리드 타이 (grid-tied) 태양 광 시스템의 경우 특히 바람직하므로 생산량이 피크 수요 시간과 일치합니다. 수평 한 축 추적기는 또한 태양이 하늘에서 높을 때 봄과 여름철에 상당량의 생산성을 추가합니다. 지지 구조물의 고유 한 견고 함과 메커니즘의 단순성은 유지 보수 비용을 낮게 유지하는 높은 신뢰성을 가져옵니다. 패널은 수평이기 때문에 차광의 위험없이 액슬 튜브에 콤팩트하게 놓을 수 있으며 청소가 용이합니다.

수직축 추적기는 고정, 조정 또는 추적 된 앙각으로 패널을 수직으로 움직여서 수직 축에 대해서만 선회합니다. 고정 된 또는 (계절적으로) 조정 가능한 각도를 가진 추적 장치는 겉보기 태양 경로가 특히 높지는 않지만 태양에서 긴 호를 통과하는 여름에는 긴 날을 초래하는 고위도에 적합합니다.

이중 축 추적 장치는 일반적으로 작은 주거 시설 및 관세에 정부 급식을 매우 많이 사용하는 위치에서 사용됩니다.

멀티 미러 집광 PV
이 장치는 햇빛을 고온 광전지 또는 집중 태양력이 필요한 다른 시스템으로 반사하기 위해 수평면에 여러 개의 거울을 사용합니다. 거울이 풍하중에 크게 노출되지 않기 때문에 구조적인 문제와 비용이 크게 줄어 듭니다. 특허받은 메커니즘을 통해 각 장치에 대해 2 개의 드라이브 시스템 만 필요합니다.장치 구성으로 인해 평평한 지붕과 낮은 위도에서 특히 적합합니다. 그림 된 장치는 각각 약 200 피크 DC 와트를 생성합니다.

캘리포니아 주 랭카스터 (Lancaster)에 위치한 시에라 선 타워 (Sierra SunTower)는 중앙 전력 탑과 결합 된 다중 거울 반사 시스템을 사용합니다. eSolar가 운영하는이 발전소는 2009 년 8 월 5 일에 가동을 시작할 예정입니다.이 시스템은 북쪽과 남쪽으로 정렬 된 여러 헬리 스타터를 사용하여 기동 및 작동 비용을 줄이는 방법으로 미리 제작 된 부품과 구조를 사용합니다.

드라이브 유형

활성 추적기
능동 트래커는 모터 및 기어 열차를 사용하여 태양 추적을 수행합니다. 그들은 마이크로 프로세서와 센서, 날짜와 시간 기반 알고리즘, 또는 둘의 조합을 사용하여 태양의 위치를 ​​감지 할 수 있습니다. 이 거대한 구조의 움직임을 제어하고 관리하기 위해 특수 slewing 드라이브가 설계되고 엄격하게 테스트됩니다. 추적기를 안내하는 데 사용되는 기술은 끊임없이 발전하고 있으며 Google과 Eternegy의 최근 개발에는 비용이 많이 들고 깨지기 쉬운 부품을 대체하기 위해 와이어 로프와 윈치를 사용했습니다.

고정 된 각도 지지대를 사이에 두는 카운터 회전 선회 구동 장치를 적용하여 종 방향 정렬에 상대적인 회전을 제거하는 “다축”추적 방법을 만들 수 있습니다. 이 방법은 기둥이나 기둥에 고정 PV보다 더 많은 전기를 발생시키고 PV 어레이는 결코 주차장 주행 차선으로 회전하지 않습니다. 또한 원형 또는 곡선을 포함하여 거의 모든 주차장 차선 / 행 방향에서 최대 태양 발생을 허용합니다.

액티브 2 축 추적 장치는 태양 광을 중앙 발전소의 흡수 장치쪽으로 반사하는 이동 거울 인 헬리 어스 탓 스 (heliostats)를 방향 지정하는데도 사용됩니다. 대형 필드의 각 미러는 개별 오리 엔테이션을 갖기 때문에 중앙 컴퓨터 시스템을 통해 프로그래밍 방식으로 제어되며 필요한 경우 시스템을 종료 할 수도 있습니다.

광 감지 트래커는 전형적으로 동일한 광 플럭스를 수신 할 때 널을 출력 할 수 있도록 차등 적으로 구성된 포토 다이오드와 같은 2 개 이상의 광 센서를 가지고 있습니다. 기계식으로는 무 지향성 (예 : 평면)이어야하며 90도 간격으로 겨냥해야합니다. 이것은 코사인 전달 함수의 가장 가파른 부분이 최대 민감도로 변환되는 가장 가파른 부분에서 균형을 이룰 것입니다.

수동 추적기
가장 일반적인 패시브 트래커는 저비점 압축 가스 유체를 사용하여 불균형에 대한 응답으로 트래커가 움직 이도록 한쪽 또는 다른쪽으로 (태양열이 가스 압력을 만들어서) 구동됩니다. 이것은 정밀하지 않은 방향이므로 특정 유형의 집중 형 광전지 수집기에는 적합하지 않지만 일반적인 PV 패널 유형에는 적합합니다. 이것들은 바람 돌풍에 대한 반응으로 과도한 움직임을 막기 위해 점성 댐퍼를 가지고 있습니다. 쉐이더 / 반사경은 이른 아침 햇빛을 반사시켜 패널을 “깨우고”태양쪽으로 기울이기 위해 사용되며 약 1 시간이 걸릴 수 있습니다. 이 작업을 수행하는 시간은 천정을 약간 지나치게 놓아서 (유체가 중력을 극복 할 필요가 없도록) 자체 방출 형 묶음을 추가하고 저녁에 묶음을 사용하여 크게 줄일 수 있습니다. (느슨한 당김 스프링은 바람이 불면 하룻밤 사이에 풀어지지 않습니다.)

광전지 태양 전지판에 대한 새롭게 부상하는 유형의 수동 추적기는 햇빛이 모듈의 투명한 부분을 통과하고 홀로그램에 반사되도록 광전지 셀의 줄무늬 뒤에 홀로그램을 사용합니다. 이렇게하면 일광이 뒤에서 셀에 닿아 모듈 효율이 높아집니다. 또한, 홀로그램은 항상 셀을 향한 올바른 각도의 햇빛을 반사하기 때문에 패널을 움직일 필요가 없습니다.

수동 추적
일부 개발 도상국에서는 드라이브가 추적기를 조정하는 운영자로 대체되었습니다. 이것은 사이트의 인근 주민을위한 유지 보수 및 고용 창출을 위해 직원을 배치하여 견고성의 이점을 얻습니다.