Солнечный трекер — это устройство, которое ориентирует полезную нагрузку на Солнце.Полезными нагрузками обычно являются солнечные батареи, параболические желоба, отражатели Френеля, линзы или зеркала гелиостата.
Для плоскопанельных фотогальванических систем трекеры используются для минимизации угла падения между входящим солнечным светом и фотогальванической панелью. В приложениях с концентрированной фотогальваникой (CPV) и концентрированной солнечной энергией (CSP) трекеры используются для включения оптических компонентов в системах CPV и CSP. Оптика в концентрированных солнечных приложениях принимает прямую составляющую солнечного света и поэтому должна быть ориентирована надлежащим образом на сбор энергии. Системы слежения находятся во всех концентраторных приложениях, поскольку такие системы собирают солнечную энергию с максимальной эффективностью, когда оптическая ось совмещена с падающей солнечной радиацией.
Основная концепция
Солнечный свет имеет два компонента: «прямой луч», который несет около 90% солнечной энергии, и «рассеянный солнечный свет», который несет остаток — диффузная часть — это голубое небо в ясный день, и это большая доля всего в пасмурные дни. Поскольку большая часть энергии находится в прямом луче, для максимального сбора требуется, чтобы Солнце было видимым для панелей как можно дольше. Однако учтите, что в более пасмурных областях соотношение прямого и рассеянного света может быть до 60%: 40% или даже ниже.
Энергия, создаваемая прямым пучком, падает с косинусом угла между входящим светом и панелью. Кроме того, коэффициент отражения (усредненный по всем поляризациям) является приблизительно постоянным для углов падения до около 50 °, за пределами которого коэффициент отражения быстро уменьшается.
Прямая потеря мощности (%) из-за несоосности (угол i), где Lost = 1 — cos (i)
| я | Потерял | я | часов | Потерял | |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 ° | 0% | 15 ° | 1 | 3,4% | |
| 1 ° | 0,015% | 30 ° | 2 | 13,4% | |
| 3 ° | 0,14% | 45 ° | 3 | 30% | |
| 8 ° | 1% | 60 ° | 4 | > 50% | |
| 23.4 ° | 8,3% | 75 ° | 5 | > 75% |
Например, трекеры с точностью ± 5 ° могут доставлять более 99,6% энергии, получаемой прямым лучом плюс 100% рассеянного света. В результате, высокоточное отслеживание обычно не используется в неконцентрирующих приложениях PV.
Цель механизма слежения — следить за Солнцем, когда он перемещается по небу. В следующих разделах, в которых каждый из основных факторов описан более подробно, сложный путь Солнца упрощается, рассматривая его ежедневное движение восток-запад отдельно от его ежегодного изменения с севера на юг с сезонами года ,
Перехваченная солнечная энергия
Количество солнечной энергии, доступной для сбора от прямого луча, — это количество света, перехваченного панелью. Это определяется площадью панели, умноженной на косинус угла падения прямого луча (см. Рисунок выше). Или иначе, перехваченная энергия эквивалентна площади тени, отбрасываемой панелью на поверхность, перпендикулярную прямому лучу.
Эта косинусная связь очень тесно связана с наблюдением, формализованным в 1760 году по косинусовому закону Ламберта. Это описывает, что наблюдаемая яркость объекта пропорциональна косинусу угла падения света, освещающего его.
Отражающие потери
Не весь перехваченный свет передается в панель — на его поверхности немного отражается.На отраженное количество влияет как показатель преломления материала поверхности, так и угол падения входящего света. Отраженное количество также зависит от поляризации входящего света. Входящий солнечный свет представляет собой смесь всех поляризаций.Осредненные по всем поляризациям отражающие потери приблизительно постоянны вплоть до углов падения до около 50 °, за которыми он быстро деградирует. См. Например, левый граф.
Ежедневное движение Солнца на восток-запад
Солнце путешествует на 360 градусов с востока на запад в день, но с точки зрения любого фиксированного местоположения видимая часть составляет 180 градусов в среднем в течение 1/2 дня (больше весной и летом, меньше, осенью и зимой). Эффекты локального горизонта уменьшают это, делая эффективное движение около 150 градусов. Солнечная панель с фиксированной ориентацией между крайними точками рассвета и заката увидит движение по 75 градусов с обеих сторон, и, согласно приведенной выше таблице, утром и вечером потеряет более 75% энергии. Вращение панелей на восток и запад может помочь вернуть эти потери.Трекер, который только пытается компенсировать движение Солнца с востока на запад, известен как одноосный трекер.
Сезонное движение Солнца и Юга Солнца
Из-за наклона оси Земли Солнце также движется через 46 градусов на север и юг в течение года. Тот же набор панелей, установленных в середине между двумя локальными крайностями, будет таким образом видеть, что Солнце перемещается на 23 градуса с каждой стороны. Таким образом, согласно приведенной выше таблице, оптимально выровненный одноосевой трекер (см. Полярный выровненный трекер ниже) потеряет 8,3% в летних и зимних сезонных экстремальных значениях или примерно на 5%, усредненных за год. Наоборот, вертикальный или горизонтально выровненный одноосевой трекер потеряет значительно больше в результате этих сезонных изменений на пути Солнца. Например, вертикальный трекер на участке с широтой 60 ° будет терять до 40% от имеющейся энергии летом, тогда как горизонтальный трекер, расположенный на широте 25 °, потеряет до 33% зимой.
Трекер, который учитывает как ежедневные, так и сезонные движения, известен как двухосевой трекер. Вообще говоря, потери из-за сезонных изменений угла осложняются изменениями продолжительности дня, увеличивая сбор летом в северных или южных широтах. Это смещает сбор к лету, поэтому, если панели наклоняются ближе к средним летним углам, то общие годовые потери уменьшаются по сравнению с системой, наклоненной под углом солнцестояния пружины / падения (что совпадает с широтой участка).
В отрасли есть веские аргументы в пользу того, стоит ли небольшая разница в ежегодной коллекции между одиночными и двуосевыми трекерами, что делает сложную задачу двухосевого трекера. Недавний обзор фактической статистики производства из Южного Онтарио предположил, что разница составляет около 4%, что намного меньше, чем дополнительные затраты на системы с двумя осями. Это неблагоприятно сравнивается с улучшением на 24-32% между фиксированным массивом и одноосевым трекером.
Другие факторы
Облака
Вышеупомянутые модели предполагают единообразную вероятность облачного покрова в разное время суток или года. В разных климатических зонах облачный покров может варьироваться в зависимости от времени года, что влияет на усредненные показатели производительности, описанные выше. В качестве альтернативы, например, в районе, где средняя облачность в среднем увеличивается в течение дня, могут быть особые выгоды при сборе утреннего солнца.
атмосфера
Расстояние, которое солнечный свет должен проходить по атмосфере, возрастает по мере приближения солнца к горизонту, поскольку солнечный свет должен проходить по диагонали через атмосферу. По мере увеличения длины пути в атмосфере солнечная интенсивность, достигающая коллектор, уменьшается. Эта увеличенная длина пути называется воздушной массой (AM) или коэффициентом воздушной массы, где AM0 находится в верхней части атмосферы, AM1 относится к прямому вертикальному пути вниз до уровня моря с накладными расходами Солнца, а AM больше 1 относится к диагональным дорожкам, когда Солнце приближается к горизонту.
Несмотря на то, что солнце может не чувствовать себя особенно жарким в начале утра или в зимние месяцы, диагональный путь через атмосферу оказывает меньшее влияние на солнечную интенсивность. Даже когда солнце находится на 15 ° выше горизонта, интенсивность солнца может составлять около 60% от его максимального значения, около 50% при 10 ° и 25% только на 5 ° над горизонтом. Таким образом, трекеры могут принести пользу, собирая значительную энергию, доступную, когда Солнце близко к горизонтали, это возможно.
Эффективность солнечных элементов
Конечно, основная эффективность преобразования энергии фотоэлектрической ячейки оказывает большое влияние на конечный результат, независимо от того, используется ли отслеживание или нет. Особого внимания к преимуществам отслеживания имеют следующие особенности:
Молекулярная структура
Многое исследование направлено на разработку поверхностных материалов для направления максимального количества энергии в ячейку и минимизации отражающих потерь.
температура
Эффективность фотоэлектрических солнечных элементов снижается с повышением температуры со скоростью около 0,4% / ° C. Например, на 20% выше эффективность при 10 ° C ранним утром или зимой по сравнению с 60 ° C в разгар дня или лета. Поэтому трекеры могут принести дополнительную выгоду, собирая раннюю утреннюю и зимнюю энергию, когда клетки работают с максимальной эффективностью.
Резюме
Трекеры для концентрационных коллекторов должны использовать отслеживание высокой точности, чтобы удерживать коллектор в точке фокусировки.
Трекеры для неконцентрирующей плоской панели не нуждаются в высокоточном отслеживании:
низкие потери мощности: менее 10% потери даже при 25 ° несоосности
коэффициент отражения соответствует даже примерно до 50 ° несоосности
рассеянный солнечный свет способствует 10% независимо от ориентации, а большая доля в пасмурные дни
Преимущества отслеживания неконцентрирующих плоских коллекторов вытекают из следующего:
потери мощности ухудшаются быстро за пределами 30 ° несоосности
значительная мощность доступна даже тогда, когда Солнце находится очень близко к горизонту, например, около 60% полной мощности при 15 ° над горизонтом, около 50% при 10 ° и даже 25% только на 5 ° над горизонтом — особой актуальность в высоких широтах и / или в зимние месяцы
фотоэлектрические панели на 20% эффективнее в прохладе раннего утра по сравнению с теплом дня; так же более эффективно зимой, чем летом, — и для эффективного захвата раннего утреннего и зимнего солнца требуется отслеживание.
это может быть использовано для производства огромного количества солнечного излучения в течение следующих
Типы солнечного коллектора
Солнечные коллекторы могут быть:
неконцентрирующие плоские панели, обычно фотогальванические или горячие воды,
концентрирующих систем различных типов.
Системы крепления солнечных коллекторов могут быть закреплены (вручную выровнены) или отслеживания. Различные типы солнечных коллекторов и их местоположение (широта) требуют различных типов механизма слежения. Системы отслеживания могут быть настроены как:
Неподвижный сборник / движущееся зеркало — т.е. гелиостат
Перемещение коллектора
Не отслеживание фиксированного крепления
Жилые и маломерные коммерческие или промышленные солнечные панели на крыше и панели солнечных водонагревателей обычно фиксируются, часто устанавливаются на ровной крышей с соответствующей крышей. Преимущества фиксированных креплений над трекерами включают следующее:
Механические преимущества: Простота изготовления, низкие затраты на установку и обслуживание.
Ветровая нагрузка: легче и дешевле обеспечить прочное крепление; все крепления, кроме неподвижных панелей, должны быть тщательно разработаны с учетом нагрузки ветра из-за большей экспозиции.
Косвенный свет: около 10% падающего солнечного излучения — рассеянный свет, доступный под любым углом смещения с Солнцем.
Толерантность к несоосности: эффективная область сбора для плоской панели относительно нечувствительна к довольно высоким уровням несоосности с Солнцем — см. Таблицу и диаграмму в разделе базовой концепции выше — например, даже несоосность 25 ° уменьшает прямую солнечную энергию, собранную за счет меньшего чем 10%.
Фиксированные крепления обычно используются в сочетании с неконцентрирующими системами, однако важным классом неконтролирующих концентрационных коллекторов, имеющих особое значение в третьем мире, являются переносные солнечные плиты. Они используют относительно низкие уровни концентрации, обычно от 2 до 8 Солнц и выровнены вручную.
трекеры
Несмотря на то, что фиксированная плоская панель может быть настроена на сбор высокой доли доступной энергии в полдень, значительная мощность также доступна в начале утра и в позднем полуденном времени, когда смещение с фиксированной панелью становится чрезмерным для сбора разумной доли доступная энергия. Например, даже когда Солнце находится на 10 ° выше горизонта, доступная энергия может составлять примерно половину уровней энергии в полдень (или даже больше в зависимости от широты, времени года и атмосферных условий).
Таким образом, основным преимуществом системы слежения является сбор солнечной энергии в течение самого длинного периода дня и с наиболее точным выравниванием по мере того, как положение Солнца меняется с годами.
Кроме того, чем выше уровень концентрации, тем более важным становится точное отслеживание, поскольку доля энергии, получаемой от прямого излучения, выше, а область сосредоточения сосредоточенной энергии уменьшается.
Фиксированный коллектор / движущееся зеркало
Многие коллекторы не могут перемещаться, например, высокотемпературные коллекторы, где энергия выделяется в виде горячей жидкости или газа (например, пара). Другие примеры включают прямое отопление и освещение зданий и стационарные встроенные солнечные плиты, такие как отражатели Scheffler. В таких случаях необходимо использовать движущееся зеркало, чтобы независимо от того, где Солнце расположено в небе, лучи Солнца перенаправляются на коллектор.
Из-за сложного движения Солнца по небу и уровня точности, необходимого для правильной нацеливания лучей Солнца на цель, в зеркале гелиостата обычно используется система с двойной осью слежения, по меньшей мере с одной механизированной осью. В разных применениях зеркала могут быть плоскими или вогнутыми.
Перемещение коллектора
Трекеры могут быть сгруппированы в классы по количеству и ориентации осей трекера. По сравнению с фиксированным креплением одноосевой трекер увеличивает годовой объем производства примерно на 30%, а двухосевой трекер — на 10-20%.
Фотогальванические трекеры можно разделить на два типа: стандартные фотогальванические (PV) трекеры и концентрированные фотовольтаические (CPV) трекеры. Каждый из этих типов трекеров можно дополнительно классифицировать по количеству и ориентации их осей, их архитектуре приведения и типу привода, их предполагаемым приложениям, их вертикальным опорам и фундаменту.
Плавающее основание
Солнечные трекеры могут быть построены с использованием «плавучего» фундамента, который сидит на земле без необходимости использования бетонных фундаментов. Вместо того, чтобы размещать трекер на бетонных основаниях, трекер помещается на гравийную кастрюлю, которая может быть заполнена различными материалами, такими как песок или гравий, чтобы закрепить трекер на земле. Эти «плавающие» трекеры могут поддерживать ту же ветровую нагрузку, что и традиционный стационарный трекер. Использование плавающих трекеров увеличивает количество потенциальных объектов для коммерческих солнечных проектов, поскольку они могут быть размещены поверх закрытых полигонов или в районах, где выкопанные фундаменты нецелесообразны.
Бесконцентрирующие фотогальванические (PV) трекеры
Фотогальванические панели принимают как прямой, так и рассеянный свет с неба. Панели на стандартных фотогальванических трекерах собирают как прямой, так и рассеянный свет.Функциональность отслеживания в стандартных фотогальванических трекерах используется для минимизации угла падения между входящим светом и фотогальванической панелью. Это увеличивает количество энергии, собранной из прямого компонента входящего солнечного света.
Физика стандартных фотогальванических (PV) трекеров работает со всеми стандартными технологиями фотоэлектрических модулей. К ним относятся все типы кристаллических кремниевых панелей (моно-Si или multi-Si) и все типы тонкопленочных панелей (аморфный кремний, CdTe, CIGS, микрокристаллический).
Концентраторы фотогальванических (CPV) трекеров
Оптика в модулях CPV принимает прямую составляющую входящего света и поэтому должна быть ориентирована надлежащим образом, чтобы максимизировать собранную энергию. В приложениях с низкой концентрацией также может быть захвачена часть рассеянного света с неба. Функция отслеживания в модулях CPV используется для ориентации оптики таким образом, что входящий свет фокусируется на фотогальванический коллектор.
Модули CPV, которые концентрируются в одном измерении, должны отслеживаться как нормальные для Солнца на одной оси. Модули CPV, которые концентрируются в двух измерениях, должны быть отслежены по нормали к Солнцу в двух осях.
Требования к точности
Физика оптики CPV требует, чтобы точность отслеживания возрастала по мере увеличения отношения концентрации систем. Однако для данной концентрации неизолирующая оптика обеспечивает максимально широкий угол приема, который может использоваться для уменьшения точности слежения.
В типичных высококонцентрированных системах точность слежения должна быть в диапазоне ± 0,1 °, чтобы обеспечить примерно 90% номинальной выходной мощности. В системах с низкой концентрацией точность слежения должна быть в диапазоне ± 2,0 °, чтобы обеспечить 90% номинальной выходной мощности. В результате типичные системы отслеживания высокой точности.
Поддерживаемые технологии
Концентрированные фотогальванические трекеры используются с преломляющими и отражающими системами концентраторов. В этих системах используется ряд новых технологий фотоэлектрических ячеек. Они варьируются от обычных фотоэлектрических приемников на основе кристаллического кремния до приемников с тройным соединением на основе германия.
Одиночные трекеры
Одиночные трекеры имеют одну степень свободы, которая действует как ось вращения. Ось вращения одноосных трекеров обычно выровнена вдоль истинного северного меридиана. Их можно выровнять в любом кардинальном направлении с помощью дополнительных алгоритмов отслеживания. Существует несколько общих реализаций одноосевых трекеров. К ним относятся горизонтальные одноосевые трекеры (HSAT), горизонтальный одноосевой трекер с наклонными модулями (HTSAT), вертикальные одноосные трекеры (VSAT), наклонные одноосные трекеры (TSAT) и полярные однополюсные трекеры (PSAT).Ориентация модуля относительно оси трекера важна при моделировании производительности.
горизонтальный
Горизонтальный одноосевой трекер (HSAT)
Ось вращения горизонтального одноосевого трекера горизонтальна относительно земли.Посты на обоих концах оси вращения горизонтального одноосевого трекера могут делиться между трекерами для снижения стоимости установки. Этот тип солнечного трекера наиболее подходит для регионов с низкой широтой. Макеты полей с горизонтальными одноосевыми трекерами очень гибкие. Простая геометрия означает, что держать все оси вращения, параллельные друг другу, все, что требуется для правильного позиционирования трекеров по отношению друг к другу. Соответствующий интервал может максимизировать отношение производства энергии к стоимости, что зависит от местных условий местности и затенения, а также от стоимости производства энергии в течение дня. Backtracking — это один из способов вычисления расположения панелей. Горизонтальные трекеры обычно имеют поверхность модуля, ориентированную параллельно оси вращения. Как модуль отслеживает, он подметает цилиндр, который является вращательно-симметричным вокруг оси вращения. В одноосных горизонтальных трекерах длинная горизонтальная трубка поддерживается на подшипниках, установленных на пилонах или рамах. Ось трубы находится на линии север-юг. Панели устанавливаются на трубе, и трубка вращается по ее оси, чтобы отслеживать кажущееся движение Солнца в течение дня.
Горизонтальный одноосевой трекер с наклонными модулями (HTSAT)
В HSAT модули монтируются ровно на 0 градусов, а в HTSAT модули устанавливаются с определенным наклоном. Он работает по тому же принципу, что и HSAT, удерживая ось трубы горизонтально в линии север-юг и поворачивая солнечные модули с востока на запад в течение дня. Эти трекеры обычно подходят в местах с высокой широтой, но не занимают столько места на земле, сколько потребляется вертикальным одноосевым трекером (VSAT).Поэтому он обеспечивает преимущества VSAT в горизонтальном трекере и сводит к минимуму общую стоимость солнечного проекта.
вертикальный
Вертикальный одноосевой трекер (VSAT)
Ось вращения вертикальных одноосных трекеров вертикальна относительно земли. Эти трекеры вращаются с востока на запад в течение дня. Такие трекеры более эффективны на высоких широтах, чем трекеры с горизонтальной осью. В полевых макетах необходимо учитывать затенение, чтобы избежать ненужных потерь энергии и оптимизировать использование земли. Также оптимизация для плотной упаковки ограничена из-за характера затенения в течение года. Вертикальные одноосные трекеры обычно имеют поверхность модуля, ориентированную под углом относительно оси вращения. Как модуль отслеживает, он разворачивает конус, вращательно-симметричный вокруг оси вращения.
Наклонные
Наклонный одноосевой трекер (TSAT)
Все трекеры с осями вращения между горизонтальными и вертикальными считаются наклонными одноосевыми трекерами. Углы наклона трекера часто ограничены, чтобы уменьшить профиль ветра и уменьшить высоту конечного конца. При обратном трассировке они могут быть упакованы без затенения перпендикулярно их оси вращения при любой плотности. Однако упаковка, параллельная их осям вращения, ограничена углом наклона и широтой. Наклонные одноосные трекеры обычно имеют поверхность модуля, ориентированную параллельно оси вращения. Как модуль отслеживает, он подметает цилиндр, который является вращательно-симметричным вокруг оси вращения.
Двухзонные трекеры
Двухосевые трекеры имеют две степени свободы, которые действуют как оси вращения. Эти оси обычно нормальны друг к другу. Ось, фиксированная относительно земли, может считаться первичной осью. Ось, относящаяся к первичной оси, может считаться вторичной осью. Существует несколько общих реализаций двухосевых трекеров. Они классифицируются по ориентации их первичных осей относительно земли. Два общих варианта реализации: двухосевые трекеры с наклоном (TTDAT) и двухточечные трекеры с азимутальной высотой (AADAT). Ориентация модуля относительно оси трекера важна при моделировании производительности. Двойные осциллографы обычно имеют модули, ориентированные параллельно вторичной оси вращения. Двухосевые трекеры обеспечивают оптимальные уровни солнечной энергии из-за их способности следовать Солнцу вертикально и горизонтально. Независимо от того, где Солнце находится в небе, двухосевые трекеры могут наклоняться, чтобы быть в прямом контакте с Солнцем.
Tip-тент
Так называемый двухосевой трекер (TTDAT) называется так называемым, потому что панель панели монтируется на вершине полюса. Обычно движение восток-запад управляется поворотом массива вокруг верха полюса. На вершине вращающегося подшипника есть Т- или Н-образный механизм, который обеспечивает вертикальное вращение панелей и обеспечивает основные точки крепления для массива. Столбы на обоих концах первичной оси вращения двунаправленного трекера трек-наклона могут делиться между трекерами для снижения затрат на установку.
Другие такие трекеры TTDAT имеют горизонтальную первичную ось и зависимую ортогональную ось. Вертикальная азимутальная ось фиксирована. Это обеспечивает большую гибкость подключения полезной нагрузки к наземному оборудованию, потому что нет никакого скручивания кабелей вокруг полюса.
Макеты полей с двунаправленными трекерами с наклоном наклона очень гибкие. Простая геометрия означает, что поддержание оси вращения параллельно друг другу — это все, что требуется для правильного позиционирования трекеров по отношению друг к другу. Обычно трекеры должны располагаться на довольно низкой плотности, чтобы избежать того, чтобы один трекер бросал тень на других, когда Солнце низко в небе. Трекеры наклона наклона могут компенсировать это, наклоняясь ближе к горизонтали, чтобы свести к минимуму затенение Солнца и, следовательно, максимально увеличить общую мощность.
Азимут-высота
Двухосевой трекер (AADAT) с азимутальной высотой (или альт-азимутом) имеет свою первичную ось (ось азимута) вертикально к земле. Вторичная ось, часто называемая осью возвышения, обычно является обычной для первичной оси. Они похожи на системы наклона опрокидывания, но они различаются тем, как массив поворачивается для ежедневного отслеживания. Вместо того, чтобы вращать массив вокруг верха полюса, системы AADAT могут использовать большое кольцо, установленное на земле, с решеткой, установленной на ряд роликов. Основным преимуществом этой компоновки является то, что масса массива распределяется по части кольца, в отличие от единственной точки нагрузки полюса в TTDAT.Это позволяет AADAT поддерживать гораздо большие массивы. Однако, в отличие от TTDAT, система AADAT не может быть расположена ближе друг к другу, чем диаметр кольца, что может снизить плотность системы, особенно учитывая зашивание между трекерами.
Строительство и (само-) сборка
Как описано ниже, экономичный баланс между стоимостью панели и трекера не является тривиальным. Резкое снижение стоимости солнечных панелей в начале 2010-х сделало более сложным найти разумное решение. Как видно из прилагаемых медиафайлов, большинство конструкций используют промышленные и / или тяжелые материалы, непригодные для небольших или ремесленных мастерских. Даже такие коммерческие предложения, как «Complete-Kit-1KW-Single-Axis-Solar-Panel-Tracking-System-Linear-Actuator-Electric-Controller-For-Sunlight-Solar / 1279440_2037007138», имеют довольно неподходящие решения (большой камень) для стабилизации , Для небольшого (любительского / энтузиаста) строительства необходимо выполнить следующие критерии: экономичность, устойчивость конечного продукта от стихийных опасностей, простота обработки материалов и столярных изделий.
Выбор типа трекера
Выбор типа трекера зависит от множества факторов, включая размер установки, тарифы на электроэнергию, государственные стимулы, ограничения на землю, широту и местную погоду.
Горизонтальные одноосные трекеры обычно используются для крупных проектов распределенной генерации и проектов масштаба полезности. Сочетание повышения энергопотребления и снижения стоимости продукта и более низкая сложность установки приводят к тому, что экономическая эффективность при крупных развертываниях. Кроме того, сильные дневные характеристики особенно желательны для крупных фотоэлектрических систем с сеткой, поэтому производство будет соответствовать максимальному времени спроса. Горизонтальные одноосные трекеры также добавляют значительную производительность во время весеннего и летнего сезонов, когда Солнце высоко в небе.Врожденная устойчивость их несущей конструкции и простота механизма также приводят к высокой надежности, что снижает затраты на обслуживание. Поскольку панели горизонтальны, они могут быть компактно размещены на осевой трубе без опасности самозатухания и также легко доступны для очистки.
Вертикальная ось трекера поворачивается только вокруг вертикальной оси, при этом панели вертикальны, с фиксированным, регулируемым или отслеживаемым углом места. Такие трекеры с фиксированными или (сезонно) регулируемыми углами подходят для высоких широт, где кажущийся солнечный путь не особенно высок, но который ведет к длинным дням лета, когда Солнце путешествует по длинной дуге.
Двухосевые трекеры обычно используются в небольших жилых зданиях и местах с очень высоким уровнем государственного питания в тарифах.
Многозеркальная концентрация PV
Это устройство использует несколько зеркал в горизонтальной плоскости, чтобы отражать солнечный свет вверх к высокотемпературной фотогальванической или другой системе, требующей концентрированной солнечной энергии. Структурные проблемы и затраты значительно сокращаются, поскольку зеркала не подвергаются воздействию ветровых нагрузок. Благодаря использованию запатентованного механизма для каждого устройства требуется только две системы привода. Из-за конфигурации устройства он особенно подходит для использования на плоских крышах и в более низких широтах. Каждый блок, показанный на рисунке, производит приблизительно 200 пиков постоянного тока.
В Sierra SunTower, расположенной в Ланкастере, штат Калифорния, используется многослойная зеркальная отражательная система в сочетании с центральной башней.Планируется, что эта генерирующая установка, работающая на eSolar, начнет свою работу 5 августа 2009 года. Эта система, которая использует несколько гелиостатов в расчете на север и юг, использует готовые детали и конструкцию как способ снижения начальных и эксплуатационных затрат.
Типы накопителей
Активный трекер
Активные трекеры используют двигатели и редукторы для отслеживания солнечных лучей.Они могут использовать микропроцессоры и датчики, алгоритмы, основанные на дате и времени, или их комбинацию для определения положения солнца. Для управления и управления движением этих массивных конструкций специальные поворотные приводы спроектированы и тщательно протестированы. Технологии, используемые для направления трекера, постоянно развиваются, и последние события в Google и Eternegy включают использование тросов и лебедок для замены некоторых из более дорогостоящих и более хрупких компонентов.
Для создания «многоосевого» метода слежения, который исключает поворот относительно продольного выравнивания, можно применять счетные вращающиеся поворотные приводы, поддерживающие опору фиксированного угла. Этот метод, если он помещен на столбе или столбце, будет генерировать больше электроэнергии, чем фиксированное PV, и его массив PV никогда не будет вращаться в полосе движения парковки. Это также позволит обеспечить максимальную выработку солнечной энергии практически на любом участке дорожного полотна парковки, включая круговые или криволинейные.
Активные двухосевые трекеры также используются для ориентации гелиостатов — подвижных зеркал, отражающих солнечный свет к поглотителю центральной электростанции. Поскольку каждое зеркало в большом поле будет иметь индивидуальную ориентацию, они управляются программно через центральную компьютерную систему, что также позволяет отключать систему при необходимости.
Светочувствительные трекеры обычно имеют два или более фотодатчиков, таких как фотодиоды, которые настроены по-разному, так что они выводят нуль при получении того же светового потока. Механически они должны быть всенаправленными (то есть плоскими) и нацелены на 90 градусов друг от друга. Это приведет к тому, что самая крутая часть их косинусных передаточных функций будет сбалансирована в самой крутой части, что переводится в максимальную чувствительность.
Пассивный трекер
Самые распространенные пассивные трекеры используют низкокипящую газовую флюид, которая приводится в одну сторону или другую (с помощью солнечного тепла, создающего давление газа), чтобы заставить трекер двигаться в ответ на дисбаланс. Поскольку это неточная ориентация, она не подходит для определенных типов концентрирующих фотогальванических коллекторов, но отлично работает для обычных типов панелей PV. Они будут иметь вязкие демпферы, чтобы предотвратить чрезмерное движение в ответ на порывы ветра. Шейдер / отражатели используются, чтобы отражать утренний солнечный свет, чтобы «проснуться» на панели и наклонить ее к Солнцу, что может занять почти час. Время для этого может быть значительно уменьшено путем добавления самоизвлекающегося тиедауна, который позиционирует панель немного мимо зенита (так что жидкость не должна преодолевать гравитацию) и используя вечернюю вечеринку. (Оттянутая пружина предотвратит выброс в ветреную погоду).
Недавно появившийся тип пассивного трекера для фотогальванических солнечных панелей использует голограмму за полосами фотоэлектрических элементов, чтобы солнечный свет проходил через прозрачную часть модуля и отражался на голограмме. Это позволяет солнечному свету ударить по клетке сзади, тем самым повышая эффективность модуля.Кроме того, панель не должна двигаться, поскольку голограмма всегда отражает солнечный свет от правильного угла к ячейкам.
Ручное отслеживание
В некоторых развивающихся странах диски были заменены операторами, которые настраивают трекеры. This has the benefits of robustness, having staff available for maintenance and creating employment for the population in the vicinity of the site.