Gambaran Keseluruhan Peralatan
Penjejak suria automatik sepenuhnya ialah sistem pintar yang mengesan azimut dan ketinggian matahari dalam masa nyata, memacu panel fotovoltaik, penumpu atau peralatan pemerhatian untuk sentiasa mengekalkan sudut terbaik dengan sinaran matahari. Berbanding dengan peranti suria tetap, ia boleh meningkatkan kecekapan penerimaan tenaga sebanyak 20%-40%, dan mempunyai nilai penting dalam penjanaan kuasa fotovoltaik, peraturan cahaya pertanian, pemerhatian astronomi dan bidang lain.
Komposisi teknologi teras
Sistem persepsi
Tatasusunan sensor fotoelektrik: Gunakan fotodiod empat kuadran atau sensor imej CCD untuk mengesan perbezaan dalam taburan keamatan cahaya suria
Pampasan algoritma astronomi: Kedudukan GPS terbina dalam dan pangkalan data kalendar astronomi, mengira dan meramalkan trajektori matahari dalam cuaca hujan
Pengesanan gabungan berbilang sumber: Gabungkan penderia keamatan cahaya, suhu dan kelajuan angin untuk mencapai kedudukan anti-gangguan (seperti membezakan cahaya matahari daripada gangguan cahaya)
Sistem kawalan
Struktur pemacu dwi paksi:
Paksi putaran mendatar (azimut): Motor stepper mengawal putaran 0-360°, ketepatan ±0.1°
Paksi pelarasan padang (sudut ketinggian): Rod tolak linear mencapai -15°~90° pelarasan untuk menyesuaikan diri dengan perubahan ketinggian suria dalam empat musim
Algoritma kawalan penyesuaian: Gunakan kawalan gelung tertutup PID untuk melaraskan kelajuan motor secara dinamik untuk mengurangkan penggunaan tenaga
Struktur mekanikal
Pendakap komposit ringan: Bahan gentian karbon mencapai nisbah kekuatan kepada berat 10:1, dan tahap rintangan angin 10
Sistem galas pembersihan sendiri: Tahap perlindungan IP68, lapisan pelinciran grafit terbina dalam, dan hayat operasi berterusan dalam persekitaran padang pasir melebihi 5 tahun
Kes aplikasi biasa
1. Stesen janakuasa fotovoltaik tertumpu kuasa tinggi (CPV)
Sistem penjejakan Array Technologies DuraTrack HZ v3 digunakan di Taman Suria di Dubai, UAE, dengan sel solar berbilang simpang III-V:
Penjejakan dwi paksi membolehkan kecekapan penukaran tenaga cahaya sebanyak 41% (kurungan tetap hanya 32%)
Dilengkapi dengan mod taufan: apabila kelajuan angin melebihi 25m/s, panel fotovoltaik dilaraskan secara automatik ke sudut kalis angin untuk mengurangkan risiko kerosakan struktur
2. rumah hijau solar pertanian pintar
Universiti Wageningen di Belanda menyepadukan sistem pengesanan SolarEdge Sunflower dalam rumah hijau tomato:
Sudut kejadian cahaya matahari dilaraskan secara dinamik melalui tatasusunan pemantul untuk meningkatkan keseragaman cahaya sebanyak 65%
Digabungkan dengan model pertumbuhan tumbuhan, ia secara automatik melencong 15° semasa tempoh cahaya yang kuat pada waktu tengah hari untuk mengelakkan daun terbakar
3. Platform cerapan astronomi angkasa
Balai Cerap Yunnan Akademi Sains China menggunakan sistem pengesanan khatulistiwa ASA DDM85:
Dalam mod penjejakan bintang, resolusi sudut mencapai 0.05 saat arka, memenuhi keperluan pendedahan jangka panjang objek langit dalam
Menggunakan giroskop kuarza untuk mengimbangi putaran bumi, ralat penjejakan 24 jam adalah kurang daripada 3 minit arka
4. Sistem lampu jalan bandar pintar
Juruterbang kawasan Shenzhen Qianhai lampu jalan fotovoltaik SolarTree:
Penjejakan dwi paksi + sel silikon monohabluran menjadikan purata penjanaan kuasa harian mencapai 4.2kWj, menyokong 72 jam hayat bateri yang hujan dan mendung
Tetapkan semula secara automatik kepada kedudukan mendatar pada waktu malam untuk mengurangkan rintangan angin dan berfungsi sebagai platform pelekap stesen pangkalan mikro 5G
5. Kapal penyahgaraman solar
Projek "SolarSailor" Maldives:
Filem fotovoltaik fleksibel diletakkan pada dek badan kapal, dan pengesanan pampasan gelombang dicapai melalui sistem pemacu hidraulik
Berbanding dengan sistem tetap, pengeluaran air tawar harian meningkat sebanyak 28%, memenuhi keperluan harian komuniti seramai 200 orang
Trend pembangunan teknologi
Kedudukan gabungan berbilang sensor: Gabungkan visual SLAM dan lidar untuk mencapai ketepatan penjejakan peringkat sentimeter di bawah rupa bumi yang kompleks
Pengoptimuman strategi pemacu AI: Gunakan pembelajaran mendalam untuk meramalkan trajektori pergerakan awan dan merancang laluan penjejakan optimum lebih awal (eksperimen MIT menunjukkan bahawa ia boleh meningkatkan penjanaan kuasa harian sebanyak 8%)
Reka bentuk struktur bionik: Tiru mekanisme pertumbuhan bunga matahari dan bangunkan peranti stereng kendiri elastomer kristal cecair tanpa pemacu motor (prototaip makmal KIT Jerman telah mencapai stereng ±30°)
Tatasusunan fotovoltaik angkasa: Sistem SSPS yang dibangunkan oleh JAXA Jepun merealisasikan penghantaran tenaga gelombang mikro melalui antena tatasusunan berperingkat, dan ralat penjejakan orbit segerak ialah <0.001°
Cadangan pemilihan dan pelaksanaan
Stesen janakuasa fotovoltaik padang pasir, anti-pasir dan haus habuk, operasi suhu tinggi 50℃, motor pengurangan harmonik tertutup + modul pelesapan haba penyejuk udara
Stesen penyelidikan kutub, -60℃ suhu rendah permulaan, anti-ais dan beban salji, galas pemanasan + pendakap aloi titanium
Fotovoltaik teragih di rumah, reka bentuk senyap (<40dB), pemasangan atas bumbung ringan, sistem pengesan paksi tunggal + motor DC tanpa berus
Kesimpulan
Dengan kejayaan dalam teknologi seperti bahan fotovoltaik perovskite dan platform operasi dan penyelenggaraan berkembar digital, penjejak suria automatik sepenuhnya berkembang daripada "pengikut pasif" kepada "kerjasama ramalan". Pada masa hadapan, mereka akan menunjukkan potensi aplikasi yang lebih besar dalam bidang stesen janakuasa suria angkasa, sumber cahaya tiruan fotosintesis, dan kenderaan penerokaan antara bintang.
Masa siaran: Feb-11-2025