Вступление

Источники энергии

По мере роста развития возникает потребность в энергии для каждой части человеческой жизни. Основным источником энергии является природа, которая дает несколько источников, например ископаемое топливо. Природные ресурсы можно разделить на невозобновляемые и возобновляемые источники энергии.

В основном используются невозобновляемые источники энергии, такие как уголь, нефть, природный газ, но их невозможно восполнить. Кроме того, такие факторы, как глобальное потепление, продолжающийся рост топлива, создают препятствия в использовании этих источников энергии.

Отныне единственный способ - использовать возобновляемые источники энергии, которые можно пополнять и заменять. Примеры: энергия ветра, солнечная энергия, тепловая энергия.

“система управления с разомкнутым и замкнутым контуром ”

Из этой солнечной энергии самая первичная.

Посмотреть живой проект Солнечная панель слежения за солнцем

Солнце как источник энергии

Ядерный синтез в активном ядре Солнца дает внутреннюю температуру 10⁷K и поток внутреннего излучения с неравномерным спектральным распределением. Это внутреннее излучение поглощается внешними пассивными слоями, которые нагреваются примерно до 5800 К. Это излучение генерирует световую энергию в виде фотонов, которые несут большое количество энергии и импульса. Эти фотоны могут либо отклоняться, либо поглощаться во время своего путешествия от Солнца к Земле.

Земля получает мощность солнечного излучения примерно 1,73 * 10.¹⁴КВт. Эта непрерывно полученная мощность складывается в общую энергию 5,46 * 10.²¹МДж в год. Таким образом, солнечная энергия является наиболее подходящим источником энергии, необходимым для удовлетворения растущих потребностей человечества.

В зависимости от типа коллектора существует три различных способа сбора этой энергии:

Коллекторы с плоской пластиной - наиболее часто используемый тип коллектора сегодня. Они представляют собой массивы солнечных панелей, расположенных в простой плоскости.
Фокусирующие коллекторы - это, по сути, плоские коллекторы с оптическими устройствами, расположенными так, чтобы максимизировать излучение, попадающее в фокус коллектора. В настоящее время они используются только в нескольких разрозненных районах. Солнечные печи - примеры этого типа коллектора.
Пассивные коллекторы полностью отличаются от двух других типов коллекторов. Пассивные коллекторы поглощают излучение и естественным образом преобразуют его в тепло, не будучи спроектированными и построенными для этого.

Солнечные панели

Из этих плоских пластин наибольшее распространение получили коллекторы. Примером может служить солнечная панель.

Солнечная панель - это группа солнечных элементов, расположенных в виде матрицы. Эти панели могут собирать мощность от 10 до 300 Вт.

Солнечный элемент - это двухслойное полупроводниковое устройство, которое используется для поглощения излучения. Он работает по принципу фотоэлектрической, что подразумевает генерацию напряжения через падающий свет. Когда свет падает на слои, он возбуждает электроны, заставляя их переходить из одного слоя в другой, образуя электрический заряд.

Источник изображения - etap - etap

Типичная система приема солнечной энергии состоит из следующих частей

Солнечная панель - для сбора энергии.
Инвертор - для преобразования полученной мощности постоянного тока в переменный ток.
Батарея - для хранения полученной мощности постоянного тока.

Монтаж солнечных панелей

Одним из основных ограничений при использовании солнечных панелей является способ их установки для получения максимальной световой энергии от солнца.

“соотношение длины волны и частоты ”

Факторы, которые влияют на мощность или эффективность солнечной панели, следующие:

Направление: В случае расположения в Северном полушарии панели должны быть обращены строго на север, а в случае расположения в Южном полушарии панели должны быть обращены строго на юг.
Наклон или ориентация : Панели солнечных батарей должны иметь наклон, равный широте их местоположения. По мере изменения наклона вращения Земли солнечные панели необходимо отрегулировать для получения максимального света.
Тип поверхности : Наиболее предпочтительна более широкая поверхность, так как на нее попадает максимальное количество солнечного света.

Для эффективного монтажа панелей, чтобы они получали достаточное количество солнечного света, используются устройства, называемые трекерами, которые направляют панели на землю.

Есть два типа трекеров:

а. Пассивный трекер :

В пассивных трекерах используется система, при которой жидкость движется, нагреваясь солнцем, и используется для перемещения панели, автоматически возвращаясь в правильное положение на утро. Он состоит из двух трубчатых резервуаров, расположенных по бокам солнечной панели, так что в случае, если панель не выровнена по солнцу, жидкость в резервуарах нагревается неравномерно, вызывая перепад давления. Этот перепад давления, в свою очередь, заставляет жидкость двигаться к резервуару с низкими температурами. Таким образом, когда уровень жидкости колеблется между двумя резервуарами, изменение веса заставляет гравитацию вращать трекер вместе с ориентацией Солнца. Они менее дороги, не требуют электроприборов и требуют меньшего обслуживания. Однако обычные светочувствительные механизмы могут быть неточными в пасмурные дни, а также неэффективны.

б. Активный трекер :

Активный трекер обычно состоит из двигателей, таких как серводвигатель или Шаговый двигатель повернуть панель. В идеале солнечное излучение падает на панель под углом 90⁰. Двигатель удерживает панель под таким углом, чтобы получить максимальное излучение. Управление двигателем может быть выполнено любым из двух способов. Один из способов - использовать электронную систему для расчета астрономического положения солнца в конкретном месте и, соответственно, повернуть солнечную панель в ориентации, перпендикулярной солнцу, через заданные интервалы времени. Другой элемент управления - это использование сенсорной системы для определения яркости неба и, соответственно, поворота панели под прямым углом к ориентации солнца.

Применение вышеуказанного метода

Применение для монтажа солнечных панелей

Шаговый двигатель управляется с помощью микроконтроллер 8051 , через микросхему драйвера реле ULN2003A. Он состоит из панели малой мощности на валу и обеспечивает вращение от 0 до 180 ° с шагом 5 секунд каждое. Это вращение шагового двигателя соответствует вращению Земли вокруг Солнца, что приводит к изменению направления Земли относительно Солнца на 180 °. Шаговый двигатель запрограммирован на вращение на 90 ° большую часть времени.