|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ Güneş takip cihazı. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Alternatif enerji kaynakları Şimdiye kadar güneş panellerini çalıştırırken güneş ışığının genel dağılımından memnunduk. Doğru, günün saatinin yanı sıra bazı mevsimsel değişiklikler de dikkate alındı (doğu-batı yönünde yönelim). Ancak güneş panelleri bulunduklarında çalışma konumlarında aşağı yukarı sabit kaldı. Bazı durumlarda buna pek önem vermedik, kabaca pili güneş yönüne doğrulttuk. Ancak güneş pillerinin ancak güneş ışınlarının yönüne tam dik olarak konumlandırıldıklarında maksimum enerji ürettiği ve bunun günde yalnızca bir kez gerçekleşebildiği deneyimlerden bilinmektedir. Geri kalan zamanlarda güneş pillerinin verimliliği %10'un altındadır. Diyelim ki Güneş'in gökyüzündeki konumunu takip edebildiniz? Başka bir deyişle, gün içerisinde güneş panelini her zaman doğrudan güneşe bakacak şekilde çevirirseniz ne olur? Sadece bu parametreyi değiştirerek, güneş pillerinin toplam çıktısını yaklaşık %40 oranında artırırsınız, bu da üretilen enerjinin neredeyse yarısı anlamına gelir. Bu da 4 saatlik faydalı güneş yoğunluğunun otomatik olarak neredeyse 6 saate dönüşmesi anlamına geliyor.Güneşi izlemek hiç de zor değil. Takip cihazının çalışma prensibi Takip cihazı iki parçadan oluşmaktadır. Bunlardan biri, güneş radyasyonu alıcısını çalıştıran bir mekanizmayı, diğeri ise bu mekanizmayı kontrol eden bir elektronik devreyi birleştiriyor. Bir dizi güneş takip yöntemi geliştirilmiştir. Bunlardan biri, güneş pillerinin kutup eksenine paralel bir tutucuya monte edilmesine dayanmaktadır. Ekvatoral takip sistemleri adı verilen benzer cihazları duymuş olabilirsiniz. Bu gökbilimciler tarafından kullanılan popüler bir terimdir. Dünyanın dönüşü sayesinde bize Güneş gökyüzünde hareket ediyormuş gibi geliyor. Dünyanın bu dönüşünü hesaba katsaydık, mecazi anlamda Güneş "dururdu". Ekvator izleme sistemi de benzer şekilde çalışır. Dünyanın kutup eksenine paralel dönen bir eksene sahiptir. Eğer buna güneş pilleri takarsanız ve onları ileri geri döndürürseniz, Dünya'nın dönüşünün bir taklidini elde edersiniz (Şekil 1). Dünyanın dönme ekseniyle aynı hizada olan eksen.
Eksen eğim açısı (kutup açısı) coğrafi konuma göre belirlenir ve cihazın monte edildiği yerin enlemine karşılık gelir. Diyelim ki 40°K enlemine karşılık gelen bir bölgede yaşıyorsunuz. Daha sonra izleme cihazının ekseni ufka 40° açıyla döndürülecektir (Kuzey Kutbu'nda Dünya yüzeyine diktir (Şekil 2).
Güneş pillerini bu eğimli eksen etrafında doğuya veya batıya döndürmek, güneşin gökyüzündeki hareketini simüle edecektir. Güneş pillerini Dünya'nın dönüşünün açısal hızıyla döndürürsek, Güneş'i tamamen "durdurabiliriz". Bu dönüş mekanik bir takip sistemi ile gerçekleştirilir. Güneş pillerini bir eksen etrafında döndürmek için bir motora ihtiyaç vardır. Güneşin günlük hareketinin herhangi bir anında güneş panellerinin düzlemi artık güneş ışınlarının yönüne dik olacaktır. Takip cihazının elektronik kısmı, tahrik mekanizmasına Güneş'in konumu hakkında bilgi sağlar. Elektronik komut ile panel istenilen yöne monte edilir. Güneş batıya doğru hareket ettiği anda elektronik kontrolör, panelin güneşe doğru istenilen yönü tekrar sağlanana kadar elektrik motorunu çalıştıracaktır. İzleme cihazının özellikleri Takip cihazımızın yeniliği sadece güneş pillerinin güneşe doğru yönlendirilmesinde değil, aynı zamanda kontrol elektronik "beynine" güç sağlamalarında da yatmaktadır. Bu, cihazın tasarımı ve elektriksel özelliklerinin benzersiz bir kombinasyonuyla elde edilir. Öncelikle Şekil 3'e bakarak cihazın tasarım özelliklerini ele alalım. XNUMX.
Güneş pili, her biri üç eleman içeren, seri bağlanmış ve şeffaf plastik bir mahfazanın düzlemleri üzerine yerleştirilmiş iki panelden oluşur. Paneller paralel olarak bağlanır. Bu paneller birbirine dik açılarla monte edilir. Sonuç olarak modüllerden en az biri sürekli olarak güneş tarafından aydınlatılacaktır (aşağıda tartışılan sınırlamalara tabi olarak). İlk olarak, tüm cihazın panellerin oluşturduğu açının açıortayı tam olarak güneşe yönlendirilecek şekilde yerleştirildiği durumu düşünün. Bu durumda her panel güneşe 45° açıyla eğilir (Şekil 4) ve elektrik enerjisi üretir.
Cihazı 45° sağa çevirirseniz sağ panel paralel pozisyon alacak, sol panel ise güneş ışınlarına dik olacaktır. Artık sadece sol panel enerji üretiyor, sağ panel devre dışı. Cihazı 45° daha döndürelim. Işık sol panele 45° açıyla vurmaya devam ediyor. Daha önce olduğu gibi sağ taraf aydınlatılmadığından enerji üretmemektedir. Benzer bir dönüşü sol tarafa doğru tekrarlayabilirsiniz, sağ panel enerji üretecek ve sol panel devre dışı kalacaktır. Her durumda en az bir pil elektrik üretiyor. Paneller paralel bağlı olduğundan cihaz her zaman elektrik üretecektir. Deneyimiz sırasında modül 180° döndü. Bu nedenle, panellerin birleşim yeri öğle güneşine yönlendirilecek şekilde belirli bir cihaz sabitlenirse, güneş pilinin çıkışı, güneşin gökyüzündeki konumuna bakılmaksızın her zaman elektrik voltajı üretecektir. Şafaktan akşam karanlığına kadar cihazın bir kısmı güneş tarafından aydınlatılacak. Harika ama neden tüm bunlar? Şimdi öğreneceksin. Elektronik güneş takip sistemi Güneşin gökyüzündeki hareketini takip etmek için elektronik kontrol devresinin iki işlevi yerine getirmesi gerekir. Öncelikle takip yapılmasına gerek olup olmadığına karar vermesi gerekiyor. Sis veya bulut örtüsü gibi yeterli güneş ışığı yoksa, elektrik motorunu çalıştırarak enerji israf etmenin bir anlamı yoktur. Yukarıda açıklanan cihaza öncelikli olarak ihtiyaç duyulan amaç budur! Çalışma prensibini anlamak için Şekil 3'de gösterilen elektronik devreye dönelim. 1. Öncelikle dikkatimizi RL1 rölesine odaklayalım. Daha fazla tartışmayı basitleştirmek için, Q2 transistörünün doyumda olduğunu (akımı ilettiğini) ve QXNUMX transistörünün mevcut olmadığını varsayalım. Röle RL1, içinden akan akıma yanıt veren bir devre elemanıdır. Röle, elektrik akımının enerjisinin manyetik alanın enerjisine dönüştürüldüğü bir tel bobin içerir. Alan gücü bobinden geçen akımla doğru orantılıdır. Akım arttıkça, alan kuvvetinin o kadar arttığı bir an gelir ki, röle armatürü sargı çekirdeğine çekilir ve röle kontakları kapanır. Bu an, sözde röle tepki eşiğine karşılık gelir. Artık rölenin neden güneş pilleri kullanılarak güneş ışınımının eşik yoğunluğunun ölçülmesinde kullanıldığı açıktır. Hatırlayacağınız gibi güneş pili akımı ışık yoğunluğuna bağlıdır. Devremizde aslında röleye bağlı iki adet güneş paneli bulunmaktadır ve bunlar çalışma eşiğini aşan bir akım üretinceye kadar röle açılmamaktadır. Dolayısıyla tepki eşiğini belirleyen, gelen ışığın miktarıdır. Akım minimum değerin biraz altındaysa devre çalışmaz. Röle ve güneş pili, ışık şiddeti maksimum değerin %60'ına ulaştığında röle devreye girecek şekilde seçilmiştir. İzleme sisteminin ilk görevi bu şekilde çözülür - güneş ışınımı yoğunluğunun seviyesinin belirlenmesi. Kapalı röle kontakları elektrik motorunu çalıştırır ve sistem güneşe yönelimi aramaya başlar. Şimdi bir sonraki göreve geliyoruz, yani güneş pilinin güneşe olan tam yönünü bulmaya. Bunu yapmak için Q1 ve Q2 transistörlerine dönelim. Q1 transistörünün kollektör devresinde bir röle bulunmaktadır. Röleyi açmak için Q1 transistörüne kısa devre yapmanız gerekir. Direnç /?1, Q1 transistörünü açan öngerilim akımını ayarlar. Transistör Q2 bir fototransistörü temsil eder, taban bölgesi ışıkla aydınlatılır (geleneksel transistörlerde tabana bir elektrik sinyali uygulanır). Bir fototransistörün kollektör akımı, ışık yoğunluğuyla doğru orantılıdır. Direnç R1, transistör Q1'in ön akımını ayarlamanın yanı sıra, transistör Q2 için bir yük olarak da kullanılır. Transistör Q2'nin tabanı ışıkla aydınlatılmadığında, kolektör akımı olmaz ve direnç R1'den geçen tüm akım, transistör Q1'i doyurarak tabandan akar. Fototransistörün aydınlatması arttıkça, yalnızca R1 direnci üzerinden akan bir kolektör akımı akmaya başlar. Ohm kanununa göre, sabit bir direnç R1 üzerinden akımdaki bir artış, bunun üzerindeki voltaj düşüşünün artmasına neden olur. Böylece Q2'nin kollektöründeki voltaj da değişir. Bu voltaj 0,7V'un altına düştüğünde, tahmin edilen olay meydana gelecektir: Q1, taban akımını akıtmak için en az 0,7V gerektirmesi nedeniyle önyargıyı kaybedecektir. Transistör Q1 akımı iletmeyi bırakacak, RL1 rölesi kapanacak ve kontakları açılacaktır. Bu çalışma modu yalnızca Q2 transistörü doğrudan güneşe doğrultulduğunda meydana gelecektir. Bu durumda, motor güç kaynağı devresinin röle kontakları tarafından açılması nedeniyle güneşe tam yönelim arayışı durur. Artık güneş paneli doğrudan güneşe yönlendiriliyor. Güneş, transistör Q2'nin görüş alanını terk ettiğinde, transistör Q1 röleyi açar ve mekanizma tekrar hareket etmeye başlar. Ve güneş yeniden kendini buluyor. Gün içerisinde güneş gökyüzünde hareket ettikçe arama birçok kez tekrarlanıyor. Akşamları ışık yoğunluğu azalır. Güneş paneli artık elektronik sisteme güç sağlamaya yetecek kadar enerji üretemez ve röle kontakları son kez açılır. Ertesi sabah erken saatlerde güneş, takip sisteminin doğuya bakan bataryasını aydınlatıyor ve devrenin çalışması yeniden başlıyor. Benzer şekilde kötü hava koşulları nedeniyle aydınlatmanın azalması durumunda röle kontakları açılır. Örneğin sabah havanın güzel olduğunu ve takip sisteminin çalışmaya başladığını varsayalım. Ancak öğle saatlerinde gökyüzü kasvetlenmeye başladı ve aydınlatmanın azalması, öğleden sonra ve belki de ertesi gün gökyüzü tekrar açılana kadar takip sisteminin çalışmasının durmasına neden oldu. Bu ne zaman olursa olsun, takip sistemi her zaman çalışmaya devam etmeye hazırdır. Dizayn Parçaların önemli bir kısmı organik camdan yapıldığı için izleme cihazı yapmak oldukça basittir. Ancak çok önemli bir nokta güneş panelleri ve rölelerin özelliklerinin koordinasyonudur. Maksimum güneş ışınımı yoğunluğunda 80 mA akım üreten elemanların seçilmesi gerekir. Seçim test yoluyla yapılabilir. Bu test cihazı bu amaç için oldukça uygundur. Hilal şeklindeki hücrelerin ortalama 80 mA civarında bir akım ürettiğini buldum. Bu nedenle satışa sunulan her türlü eleman arasında bu elemanları cihazım için kullandım. Her iki güneş paneli de tasarım açısından benzerdir. Her biri seri olarak bağlanan ve 10x10 cm2 ölçülerindeki pleksiglas plakalara tutturulan üç eleman içerir. Elementler sürekli olarak çevreye maruz kalacağından onlar için koruma tedbirlerinin sağlanması gerekmektedir. Aşağıdakileri yapmak güzel olurdu. Tamamlanan pili düz metal bir yüzeye yerleştirilmiş pleksiglas plakanın üzerine yerleştirin. Pilin üstünü nispeten kalın (0,05-0,1 mm) bir Mylar film tabakasıyla kaplayın. Ortaya çıkan yapıyı bir kaynak makinesi ile iyice ısıtın, böylece plastik parçalar eriyip birbirine lehimlenir. Bunu yaparken dikkatli olun. Pleksiglas plakayı yeterince düz olmayan bir yüzeye yerleştirirseniz veya aşırı ısınırsanız çarpılabilir. Her şey ızgara peynirli sandviç hazırlamaya benzer olmalıdır.
İşiniz bittiğinde, özellikle güneş pillerinin kenarlarındaki contanın sağlam olup olmadığını kontrol edin. Hala sıcakken Dacron'un kenarlarını hafifçe kıvırmanız gerekebilir. Paneller yeterince soğuduktan sonra Şekil 5'de gösterildiği gibi birbirine yapıştırın. XNUMX ve bunları paralel olarak bağlayın. Cihazı monte etmeden önce kabloları akülere lehimlemeyi unutmayın. Elektronik beyin Bir sonraki önemli tasarım unsuru röledir. Pratikte röle, küçük bir kamış kontağın etrafına sarılmış bir bobindir. Röle sargısı, parazitli kamış kontağa sığacak kadar küçük bir çerçeve etrafına sarılmış 420 tur No. 36 emaye bakır telden oluşur. Çerçeve olarak kokteyl pipeti kullandım. Pipetin uçlarına sıcak bir bıçakla dokunursanız, çerçeve yanakları oluşacak ve sargının kenarlardan kaymasını önleyecektir. Sargı empedansı 20-30 ohm olmalıdır. Kamış anahtarını çerçeveye yerleştirin ve bir damla tutkalla sabitleyin. Ardından transistör Q1'i ve direnç R1'i röleye bağlayın. Transistör Q2'yi bağlamadan güneş pillerinden güç uygulayın ve devrenin çalışmasını kontrol edin. Her şey doğru çalışıyorsa, güneş ışığı yoğunluğu tam yoğunluğun %60'ı civarında olduğunda rölenin devreye girmesi gerekir. Bunu yapmak için güneş pillerinin yüzeyinin %40'ını karton gibi opak bir malzemeyle kaplayabilirsiniz. Reed anahtarın kalitesine bağlı olarak ideal değerden bazı sapmalar olabilir. Röleyi mümkün olan maksimum değerin% 50-75'i kadar bir ışık yoğunluğunda başlatmak kabul edilebilir. Öte yandan bu limitleri karşılamıyorsanız ya röle sargısının sarım sayısını ya da güneş paneli akımını değiştirmeniz gerekir. Röle sargısının sarım sayısı aşağıdaki kurala göre değiştirilmelidir. Röle erken çalışıyorsa dönüş sayısı azaltılmalı, geç çalışıyorsa artırılmalıdır. Güneş panelinin akımını değiştirmeyi denemek istiyorsanız panele bir şönt direnç bağlayın. Şimdi fototransistör Q2'yi devreye bağlayın. Işık geçirmez bir muhafazaya yerleştirilmelidir, aksi takdirde düzgün çalışmayacaktır. Bunu yapmak için, yaklaşık 2,5 cm uzunluğunda ve transistör mahfazasının çapına karşılık gelen bir çapa sahip bir bakır veya alüminyum boru alın. Borunun bir ucu 0,8 mm genişliğinde bir boşluk kalacak şekilde düzleştirilmelidir. Boruyu transistöre takın. Q1, Q2, R1 ve RL1 elemanlarını içeren bitmiş kontrol devresi, sızdırmazlık amacıyla sıvı kauçukla doldurulur. Cihazdan dört sürücü çıkışı vardır: ikisi röle kontaklarından, ikisi güneş panellerinden. Sıvı kauçuğu dökmek için kalın kağıttan yapılmış bir form (kartpostal gibi) kullanın. Bunu yapmak için, bir kalemin etrafına bir kağıt sarın ve kağıdı açılmaması için sabitleyin.Diyagramın etrafındaki polimer tabakası kuruduktan sonra kağıt formunu çıkarın.
Cihazla çalışmak Takip cihazının kullanımı oldukça basittir. İlk önce basit bir izleme mekanizması oluşturun. Pilinizi dönen bir eksene monte edin. Pili uygun bir çerçeveye monte edebilir, daha sonra çerçeveyi sürtünmeli veya makaralı rulmanlar kullanarak boruya sabitleyebilirsiniz. Daha sonra çerçeveyi kendi ekseni etrafında döndürmek için dişli kutusuna sahip bir motor takın. Bu birçok şekilde yapılabilir. Röle elektronik devrede sadece açma-kapama fonksiyonlarını yerine getirdiği için elektrik motorunun dönüş gerilimini anahtarlayan elemanların bulunması gerekmektedir. Bunun için çerçevenin en uç konumlarına yerleştirilen limit anahtarları gerekir. Şekil 6'de gösterilen şemaya göre bağlanırlar. 1. Şekil 6'de 1 numaralı limit anahtarı yer almaktadır. XNUMX yanlıştır. Devrenin düzgün çalışmasını sağlamak için limit anahtarı terminalleri, röleye seri bağlanan RLXNUMX rölesinin kontaklarına paralel bağlanmalıdır.
Şekilden bunun basit bir polarite anahtarı devresi olduğunu görebilirsiniz.Güç uygulandığında elektrik motoru dönmeye başlar. Dönüş yönü güç kaynağının polaritesine bağlıdır. Güç kaynağı anında, polarite anahtarlama rölesi RL1 çalışmaz çünkü sargısının güç kaynağı devresi normalde açık kontaklar tarafından kesilir. Elektrik motoru, çerçeveyi 1 numaralı limit anahtarına doğru döndürür. Bu anahtar, çerçevenin yalnızca dönüşünün en uç konumunda ona dayanacağı şekilde yerleştirilmiştir. Yazar, Şekil 3 ve 6'daki diyagramlarda farklı röleleri aynı şekilde belirtmektedir. Gelecekte karışıklığı önlemek için, Şekil 1'teki RL3 rölesine izleme sisteminin reed rölesi, Şekil 6'daki kontaklarına ise reed kontakları adı verilmektedir. Şekil 1'daki RL6 rölesi, üç grup anahtarlama kontağıyla bir kamış anahtardan daha güçlüdür. Bu anahtar kapatıldığında, elektrik motoruna giden besleme voltajının polaritesini değiştiren RL1 rölesi etkinleştirilir ve ikincisi ters yönde dönmeye başlar. 1 numaralı uç kontak tekrar açılsa da kontakları kapalı olduğundan röle açık kalır. Çerçeve 2 numaralı limit anahtarına bastığında RL1 rölesinin güç devresi açılır ve röle kapanır. Motorun dönüş yönü tekrar değişir ve gökyüzü takibi devam eder. Döngü yalnızca elektrik motorunun güç kaynağı devresini kontrol eden güneş ışınımı izleme devresinden gelen RL 1 reed rölesi tarafından kesilir. Ancak RL 1 rölesi düşük akımlı bir cihazdır ve motor akımını doğrudan değiştiremez. Böylece reed röle, elektrik motorunu kontrol eden yardımcı röleyi Şekil 6'de gösterildiği gibi anahtarlar. XNUMX. Takip sisteminin güneş panelleri dönme mekanizmasının yakınına yerleştirilmelidir. Eğimlerinin açısı kutup ekseninin eğim açısıyla örtüşmeli ve pillerin eklemi öğle güneşine doğru yönlendirilmelidir. Elektronik modül doğrudan döndürme cihazına bağlanır. Fototransistör kapağının yarığını kutup eksenine paralel olarak yönlendirin. Bu, güneşin ufkun üzerindeki konumundaki mevsimsel değişiklikleri hesaba katar. Yazar: Byers T.
Optik Sinyalleri Kontrol Etmenin ve Yönetmenin Yeni Bir Yolu
05.05.2024 Primium Seneca klavye
05.05.2024 Dünyanın en yüksek astronomi gözlemevi açıldı
04.05.2024
▪ İnsan genomu HIV'den temizlendi ▪ Brother ADS-1100W ve ADS-1600W Kompakt Tarayıcılar ▪ Kuantum bilgisayarların sorununu çözdü ▪ USB arabirimli ultra hızlı termal yazıcı ünitesi
▪ web sitesinin Kaçak akım cihazları bölümü. Makale seçimi ▪ André Malraux'nun makalesi. Ünlü aforizmalar ▪ makale Arjantin hükümeti neden Big Mac'in fiyatını yapay olarak düşürmeye çalıştı? ayrıntılı cevap ▪ makale Achokhcha salatalık. Efsaneler, yetiştirme, uygulama yöntemleri ▪ makale Reçine esterlerinden vernikler. Basit tarifler ve ipuçları
Makaleyle ilgili yorumlar: Gayalar Tamamen anlaşılmaz bir plan. Elektrik devresindeki "gözler" nerede?
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri