Przenośny tracker dla składanego modułu fotowoltaicznego

Naukowcy z Uniwersytetu Mauritiusa opracowali prototyp trackera solarnego, który ich zdaniem pozwala zwiększyć uzysk energii elektrycznej o kilkadziesiąt procent. Urządzenie jest proste w budowie, lekkie i przenośne.

Tracker składa się głównie z mechanizmu śledzącego i składanego modułu fotowoltaicznego o wymiarach 450 x 170 mm przed rozłożeniem (450 x 550 mm po rozłożeniu). Jego moc wyjściowa wynosi 22,5 W. Główny mechanizm z kolei składa się z przegubu kulowego obsługiwanego przez cztery silniki sterujące pozycją modułu fotowoltaicznego.

Budowa modułu

Moduł fotowoltaiczny jest zamontowany na specjalnym uchwycie składającym się z czterech ramion. Każde z nich jest sterowane za pośrednictwem jednego silnika (napędzanego prądem stałym) i po odpowiednich sygnałach moduł jest ustawiany w określonej pozycji.

REKLAMA

Elementy silnika są zabezpieczone przed wpływem zewnętrznych warunków atmosferycznych za pomocą tzw. alucobondu, czyli kompozytowego materiału budowalnego, który składa się z dwóch blach aluminiowych połączonych za pośrednictwem wewnętrznej warstwy wykonanej z tworzywa sztucznego (materiał wysoce odporny na korozję).

Silniki są połączone w pary i w obszarze pary działają naprzemiennie, umożliwiając przechylenie modułu w danej płaszczyźnie o określony kąt.

Działanie systemu

Algorytm systemu w uproszczeniu wygląda w ten sposób, że na początku następuje odczytanie danych z poszczególnych sensorów (czujników) przypisanych do poszczególnych ramion (roboczo nazwane A, B, C i D). Następnie mikrokontroler porównuje dane z czujników A i D. Jeżeli różnica (wartość) pomiędzy danymi z tych czujników jest większa lub równa 10 proc., wówczas – w zależności od tego, w którą stronę wykryto różnicę (czy jest pozytywna (+), czy negatywna (-)) – ramię A porusza się przeciwnie do wskazówek zegara, a ramię D porusza się zgodnie ze wskazówkami zegara lub na odwrót.

REKLAMA

W przypadku gdy różnica w danych między sensorami A i D nie jest równa lub większa 10 proc., algorytm odpytuje dalej i sprawdza pod tym samym kątem sensory B i C. Jeżeli w tym przypadku warunek jest spełniony (różnica jest równa lub większa 10 proc.), następuje obrót poszczególnych ramion B i C zgodnie z ruchem bądź przeciwnie do ruchu wskazówek zegara – znów w zależności od tego, jak typ różnicy zidentyfikowano (+/–).

Uzysk wyższy o ponad 35 proc.

Zdaniem badaczy zastosowanie opracowanego systemu śledzącego pozwala na podniesienie produkcji energii elektrycznej nawet o 37 proc. w porównaniu do ilości energii uzyskanej z tego samego modułu, lecz bez systemu śledzącego.

Przenośny tracker solarny, mimo że na razie opracowany tylko w skali pilotażowej, ma być bardzo dobrym rozwiązaniem m.in. w klimacie tropikalnym. Mógłby się sprawdzić zwłaszcza w rejonach objętych większym ubóstwem, gdzie za pomocą prostego urządzenia mieszkańcy mogliby zmaksymalizować uzysk energii elektrycznej w całym roku.

Wyniki swojej pracy naukowcy opublikowali w artykule opublikowanym w „Energy Reports”.