سیستم ردیاب خورشیدی

ردیاب خورشیدی چیست؟

ردیاب خورشیدی، سامانه‌ای است که شی را در یک زاویه نسبت به خورشید قرار می‌دهد. معمول‌ترین کاربردهای ردیاب های خورشیدی، موقعیت یابی پنل فتوولتائیک (PV)می‌باشد به طوری که آن‌ها عمود بر اشعه‌های خورشید و قرار دادن تلسکوپ‌های فضایی هستند تا آن‌ها بتوانند جهت خورشید را تعیین کنند. ردیاب های خورشیدی، جهت را تنظیم می‌کند که یک پنل خورشیدی با توجه به موقعیت خورشید در آسمان مواجه است. با نگه داشتن پانل عمود بر خورشید، نور خورشید بیشتر به پنل های خورشیدی می‌تابد، نور کم‌تر منعکس می‌شود و انرژی بیشتری جذب می‌شود. این انرژی می‌تواند به قدرت تبدیل شود.

ردیابی انرژی خورشیدی از ابزارهای پیچیده برای تعیین مکان خورشید نسبت به شی تراز شده استفاده می‌کند. این ابزارها معمولا شامل کامپیوترها هستند، که می‌توانند الگوریتم‌های پیچیده را پردازش کنند که سیستم را قادر می‌سازند تا خورشید و سنسورها را ردیابی کنند، که اطلاعات مربوط به یک کامپیوتر را در مورد مکان خورشید فراهم می‌کنند و یا وقتی متصل به یک پنل خورشیدی با یک تخته مدار ساده هستند، می‌توانند خورشید را بدون نیاز به یک کامپیوتر دنبال کنند.

مطالعات نشان داده‌اند که زاویه نور بر خروجی قدرت پنل خورشیدی تاثیر می‌گذارد. یک پنل خورشیدی که دقیقا عمود بر خورشید است، قدرت بیشتری نسبت به یک پنل خورشیدی که عمود نیست، تولید می‌کند. زوایای کوچک از عمود بر روی خروجی قدرت اثر کوچکتری نسبت به زوایای بزرگ‌تر دارند. به علاوه زاویه خورشید در شمال تا جنوب فصلی و شرقی به طور روزانه تغییر می‌کند. در نتیجه، اگرچه پی‌گیری شرق به غرب مهم است، مسیر یابی به سمت جنوب تاثیر کمتری دارد.

مزایای سیستم ردیاب خورشیدی

ردیاب های خورشیدی مزایای قابل‌توجهی برای انرژی‌های تجدیدپذیر فراهم می‌کند. با ردیابی انرژی خورشیدی، خروجی برق می‌تواند تا حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد افزایش یابد. افزایش قدرت خروجی باعث باز کردن بازارهای جدید برای انرژی خورشیدی می‌شود. با این حال، ترکرهای خورشیدی دارای چندین عیب مهم هستند. یک پنل خورشیدی استاتیک ممکن است یک ضمانت داشته باشد که دهه‌ها طول بکشد و ممکن است نیاز به نگهداری نداشته باشد. از طرف دیگر ردیاب های خورشیدی، ضمانت نامه های کمتری دارند و به یک یا چند عملگر برای حرکت به سمت تابلو نیاز دارند. این قطعات متحرک هزینه‌های نصب را افزایش داده و قابلیت اطمینان را کاهش می‌دهند.

سیستم‌های ردیابی فعال نیز ممکن است از مقدار کمی انرژی (سیستم‌های غیرفعال نیاز به انرژی اضافی)استفاده کنند. ردیاب‌های خورشیدی مبتنی بر الگوریتم رایانه‌ای گران‌تر هستند، نیاز به تعمیر و نگهداری اضافی دارند و بسیار سریع‌تر از پانل‌های خورشیدی استاتیک منسوخ می‌شوند، زیرا از قطعات الکترونیکی در حال تکامل سریع با قطعاتی استفاده می‌کنند که ممکن است در دوره‌های زمانی نسبتاً کوتاهی جایگزین آن‌ها دشوار باشد.

کاربرد ردیاب خورشیدی

محصولات ردیابی خورشیدی برای موارد زیر استفاده می شود:

• نیروگاه های برق خورشیدی مقیاس سودمند;
• سیستم های برق خورشیدی مسکونی متصل به شبکه؛
• سیستم های برق خورشیدی مسکونی خارج از شبکه؛
• آزمایشگاه های تست مواجهه؛
• سیستم های PV متمرکز
• و…

ردیاب خورشیدی چگونه کار میکند؟

تولید کنندگان به طور مداوم پیشرفت‌های فزاینده برای پنل های خورشیدی خود ایجاد می‌کنند تا بازده انرژی بیشتری در هر واحد نسبت به مدل‌های قبلی و رقیب ایجاد کنند. یک روش اثبات‌شده دیگر برای افزایش خروجی سیستم با استفاده از ردیاب خورشیدی است، که بر خلاف سیستم‌های میله‌ای با شیب ثابت، باعث می‌شود که پنل های خورشیدی در طول روز از مسیر خورشید پیروی کنند.

دو نوع اصلی ردیاب خورشیدی در بازار موجود است: تک محوره و دو محوره.

ردیاب‌های خورشیدی تک محوری خورشید را از شرق به غرب ردیابی می‌کنند و روی یک نقطه می‌چرخند و به صورت هماهنگ، ردیف پانل یا بر اساس بخش حرکت می‌کنند. ردیاب‌های دو محوره روی هر دو محور X و Y می‌چرخند و باعث می‌شوند که پانل‌ها مستقیماً خورشید را ردیابی کنند.

سیستم های ردیاب‌ خورشیدی زمانی معنا پیدا می‌کنند که سود بازدهی نسبت به برنامه‌های شیب ثابت بیشتر از هزینه‌های سرمایه‌ای سیستم باشد.» در دهه گذشته، با توجه به افزایش ۱۵ تا ۳۰ درصدی تولید نسبت به سیستم‌های شیب ثابت در یک آرایه اندازه، هزینه ردیاب‌های خورشیدی با مهندسی ارزش [هزینه همسطح انرژی] و تقاضای کلی برای این سیستم‌ها به طور قابل‌توجهی کاهش یافته است.

انواع ردیاب خورشیدی

ردیاب های تک محوره

ردیابی تکنولوژی جدید برای بازار خورشیدی نیست، اما راه‌حل‌های تک محور به تازگی به استانداردی در کاربردهای در مقیاس صنعتی تبدیل شده‌اند. آزمایشگاه برکلی نشان داد که ۷۰ % انرژی خورشیدی در مقیاس صنعتی در سال ۲۰۱۸ از سیستم‌های ردیابی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ردیاب تک محوری انرژی کمتری در هر واحد در مقایسه با ردیاب محور دوگانه دریافت می‌کند، اما با ارتفاع‌های قفسه بندی کوتاه‌تر، آن‌ها به فضای کمتری برای نصب نیاز دارند، یک جای سیستم متمرکز تر و یک مدل ساده‌تر برای عملیات و تعمیر و نگهداری.

ردیاب های خورشیدی تک محوره در ابتدا به گونه ای طراحی شدند که مانند پرده های ونیزی با ردیف های پانل هایی که در طول روز به طور هماهنگ حرکت می کنند، کار کنند. اکنون، ملاحظاتی در نرم‌افزار ردیابی ایجاد می‌شود تا ردیف‌های پانل، نور پراکنده، شرایط باد نامطلوب و سایه‌زنی ردیف و افق را جبران کنند.

در روزهای پوشیده از ابر، نور خورشید با پرتوهای مستقیم به سطح زمین نمی رسد – به عنوان نور منتشر دریافت می شود – به این معنی که یک پانل که مستقیماً به سمت خورشید است، لزوماً بیشترین نسل را نخواهد داشت. این می تواند به این معنی باشد که پانل ها به صورت افقی قرار می گیرند تا نور منتشر را جذب کنند.

ردیاب های دو محوره

از آنجا که چرخش زمین نسبت به خورشید در تمام سال یک‌سان نیست، با یک جرقه که در فصل متفاوت خواهد بود، یک سیستم ردیابی محور دوگانه به طور مداوم بازده انرژی بیشتری نسبت به همتای خود محور خود تجربه خواهد کرد چون می‌تواند مستقیما از مسیر حرکت کند. یک ردیاب خورشیدی محور دوگانه ۳۰ تا ۴۵ درصد انرژی بیشتر نسبت به سیستم‌های خورشیدی با شیب ثابت تولید می‌کند.

ردیاب های دارای دو محور در کاربردهای مسکونی و تجاری کوچک‌تر استفاده می‌شوند، اما شروع به دیدن کاربرد در مقیاس صنعتی کرده‌اند. هر یک از این ترکرها در بالای یک پست مرتفع نصب می‌شود تا دامنه وسیعی از زوایای پنل های نصب‌شده در نظر گرفته شود. ردیاب های خورشیدی دارای دو محور می‌تواند بیش از ۲۰ پنل در هر واحد داشته باشد.

سخن پایانی

اکثر ردیاب های خورشیدی دارای گارانتی پنج ساله برای درایوها و کنترل ها و 10 سال ضمانت برای قفسه بندی هستند. در چند سال گذشته، شرکت‌های سیستم‌های ردیابی بهبودهای عملیاتی را در سیستم‌های خود ایجاد کرده‌اند، نرم‌افزار نظارتی را برای نگهداری پیشگیرانه و بهینه‌سازی زوایای برای بازده انرژی بالاتر توسعه داده‌اند. فناوری ردیابی به تکامل خود ادامه خواهد داد و به نصابان کمک می کند تا توان خروجی پروژه های خورشیدی را به حداکثر برسانند.

سوالات متداول ردیاب خورشیدی