ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ СИСТЕМ ГЕНЕРАЦИИ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ ПРИ ПОМОЩИ СОЛНЕЧНЫХ ПАНЕЛЕЙ

Солнечная энергетика — это один из самых распространённых видов возобновляемой энергетики на сегодняшний день. Её основными преимуществами являются простота эксплуатации, экологичность и низкая себестоимость вырабатываемой энергии.

Такие системы могут быть неподвижные. Они устанавливаются под наиболее оптимальным углом, который рассчитываются для конкретной точки расположения солнечной панели. Также существуют подвижные системы, которые используют механизмы, позволяющие позиционировать солнечную панель под наиболее оптимальным углом для повышения генерации электроэнергии

По типу позиционирования подвижных систем можно выделить 2 вида систем слежения: одноосевые и двухосевые системы.

Одноосевое позиционирование наиболее эффективно в экваториальных широтах, где в полдень солнце находится почти перпендикулярно к поверхности земли. Однако данный способ имеет свои недостатки в связи с тем, что в течении дня солнце перемещается по небу. Это вызывает отклонение от наиболее эффективно расположения солнечной панели к углу падения солнечных лучей.

Решить эту проблему позволяет использование двухосевой системы слежения. В данном случае панель изменяет угол наклона относительно солнца по горизонтали и по вертикали. Это повышает эффективность выработки энергии, так как система постоянно регулирует положение панели.

В стационарных панелях перемещение и вовсе отсутствует, а панель располагается по определенным углом. Это вызывает наибольшее отклонение солнечной панели от необходимого угла поворота относительно Солнца.

На диаграмме 1 представлен график сравнения эффективности трех типов активного слежения за Солнцем.[1].

Диаграмма 1. Сравнение эффективности применения систем слежения за солнцем в разных широтах

В данной статье будут также рассмотрены два способа, получивших наибольшее распространение в активном позиционирования солнечных панелей.

Первый способ — это использование фоточувствительных элементов. В этом случае система получает сигнал с датчиков, в качестве которых могут использоваться фотодиоды, транзисторы, светочувствительные резисторы.  Получая сигнал с датчиков, система определяет, в каком направлении необходимо повернуть солнечную панель. Пример датчика-фотодиода представлен на рисунке 1.

Рисунок 1. Изображение и принципиальная схема квадрантного фотодиода

Из недостатков данного метода выделяется тот факт, что при потере контакта с солнцем панель потеряет возможность позиционировать себя без прямого вмешательства человека.

Второй способ — это использование алгоритма определения положения солнца (SPA). В этом случае программа рассчитывает положение солнца с течением времени, на основе заранее известного местоположения системы. Преимуществом данного метода является отсутствие необходимости в непрерывном контакте фоточувствительного датчика с солнечным лучами. Графическое отображение параметров, используемых в данном алгоритме показано на рисунке 2 [2].

Рисунок 2. Графическое представление параметров расчета солнечной позиции