シンプルなソーラートラッカーシステム–メカニズムと動作

この記事で説明されている回路とメカニズムは、最も簡単で完璧な2軸ソーラートラッカーシステムと見なすことができます。

二軸ソーラートラッカーコンセプトの仕組み

このデバイスは、太陽の日中の動きを正確に追跡し、それに応じて垂直軸をシフトすることができます。このデバイスはまた、太陽の季節的な変位を効果的に追跡し、メカニズム全体を水平面または横方向の動きで動かして、太陽電池パネルの向きが常に太陽に対して直線軸に保たれるようにして、垂直方向の動作を補完します。トラッカーの適切な。

図に示すように、ここでは比較的簡単なメカニズムを見ることができます。ソーラートラッカーは基本的に、中央の可動軸を備えたいくつかのスタンドに取り付けられています。

ピボット配置により、パネルマウントはほぼ360度にわたって円形軸上を移動できます。

図に示すモーターギア機構は、モーターが回転すると、ソーラーパネル全体がその中央のピボットを中心に反時計回りまたは時計回りに比例してシフトするように、ピボット軸の角に取り付けられています。モーターは太陽の位置に依存します。

LDR回路のしくみ

ここではLDRの位置が重要であり、この垂直面の動きに対応するLDRのセットは、太陽光を正確に感知し、モーターを適切な方向に動かすことによってパネルを太陽光線に対して垂直に保とうとするように配置されています。一定数の段階的回転。

LDRセンシングは、実際には、上記で説明したアクションをモーターに指示する電子回路によって正確に受信され、解釈されます。

上記の垂直設定と非常によく似た別のメカニズムですが、パネルを横方向に動かすか、ソーラーパネルマウント全体を水平面上で円を描くように動かします。

この動きは、季節の変化の中で太陽の位置に応じて起こるため、垂直方向の動きとは対照的に、この操作は非常に緩やかであり、日常的に体験することはできません。

この場合も、上記の動きは、LDRによって行われた検知に応答して動作する電子回路によってモーターに与えられたコマンドに応答しています。

上記の手順では、異なるLDRのセットが使用され、図に示されている特定の位置で、パネル上に水平に取り付けられます。

ソーラートラッカーオペアンプ制御回路の機能

図に示されている回路を注意深く調べると、構成全体が実際には非常に単純で単純であることがわかります。ここでは、単一のIC 324が使用され、そのオペアンプのうち2つだけが必要な操作に使用されます。

オペアンプは主に一種のウィンドウコンパレータを形成するように配線されており、関連するポットによって設定された所定のウィンドウから入力が揺れたりドリフトしたりするたびに出力をアクティブにします。

2つのLDRは、光レベルを検出するためにオペアンプの入力に接続されています。 2つのLDRのライトが均一である限り、オペアンプの出力は非アクティブのままです。

ただし、LDRの1つが異なる大きさの光を感知すると（太陽の位置が変化するために発生する可能性があります）、オペアンプの入力のバランスが一方向にシフトし、関連するオペアンプの出力がすぐに高くなります。

この高出力により、フルブリッジトランジスタネットワークが即座にアクティブになり、接続されたモーターが設定された方向に回転します。これにより、パネルが回転し、関連するLDRのセット全体で均一な量の光が復元されるまで太陽光線との位置合わせが調整されます。

関連するLDRセットの光レベルが回復すると、オペアンプは再び休止状態になり、出力とモーターのスイッチを切ります。

上記のシーケンスは、太陽がその位置を変更し、上記のメカニズムが太陽の位置に応じてシフトし続けるため、1日中段階的に発生し続けます。

デュアルアクションを制御するため、または単に上記のデュアルトラッカーソーラーシステムメカニズムを作成するために、上記で説明した回路アセンブリの2つのセットが必要になることに注意してください。

パーツリスト

• R3 = 15K、
• R4 = 39K、
• P1 = 100K、
• P2 = 22K、
• LDR =日陰で日光の下で約10Kから40Kの抵抗を持ち、完全な暗闇で無限の抵抗を持つ通常のタイプ。
• オペアンプはIC324からのものであるか、別々に2つの741ICを組み込むこともできます。
• T1、T3 = TIP31C、
• T2、T4 = TIP32C、
• すべてのダイオードは1N4007です
• モーター=ソーラーパネルの負荷とサイズによる

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上記の回路にセット/リセット機能を追加する方法

一見すると、上記の回路には自動リセット機能が組み込まれていないように見えるかもしれません。ただし、詳しく調べると、実際には、夜明けが始まるか、朝の日光が当たると、この回路が自動的にリセットされることがわかります。

これは、LDRが、このアクションを容易にするために「V」字型に特別に設計されたエンクロージャー内に配置されているために当てはまる可能性があります。

昇る太陽光の反射から、朝の時間帯に空は地面よりも明るくなります。 LDRは「V」字型に配置されているため、空を向いているLDRは、地面を向いているLDRよりも多くの光を受け取ります。この状況では、モーターが反対方向に作動し、早朝にパネルが元に戻ります。

パネルが東に戻ると、関連するLDRが日光の上昇からさらに多くの周囲光にさらされ始めます。これにより、両方のLDRがほぼ比例して東の日光にさらされるまで、パネルが東に向かってさらに強く押し出されます。これにより、パネルを使用して、プロセスを最初からやり直します。

リセット機能の設定

セットリセット機能が必要になった場合は、以下の設計を組み込むことができます。

セットスイッチは、トラッカーの「日没」の端に配置されているため、パネルが日数の追跡を終了すると、スイッチが押されます。

下の図に見られるように、トラッカー回路への供給は、DPDTリレーのN / Cポイントから与えられます。つまり、「SET」スイッチを押すと、リレーがアクティブになり、への供給が切断されます。上記の記事に示されている回路全体が切断され、干渉しないように回路を作成します。

同時に、モーターはN / O接点を介して反転電圧を受け取り、パネルの元の位置への反転プロセスを開始できます。

パネルが「日の出」の終わりに向かって反転プロセスを終了すると、その端のどこかに適切に配置されたリセットスイッチを押します。このアクションにより、リレーが非アクティブになり、次のサイクルのためにシステム全体がリセットされます。