RU2758783C1 - Device for examing systems for tracking of the sun - Google Patents

Device for examing systems for tracking of the sun Download PDF

Info

Publication number
RU2758783C1
RU2758783C1 RU2021106707A RU2021106707A RU2758783C1 RU 2758783 C1 RU2758783 C1 RU 2758783C1 RU 2021106707 A RU2021106707 A RU 2021106707A RU 2021106707 A RU2021106707 A RU 2021106707A RU 2758783 C1 RU2758783 C1 RU 2758783C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solar
sensor
systems
tracking
sun
Prior art date
Application number
RU2021106707A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Герра Диас Даниель
Эмилия Владимировна Яковлева
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет»
Priority to RU2021106707A priority Critical patent/RU2758783C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2758783C1 publication Critical patent/RU2758783C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • H02S20/30Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
    • H02S20/32Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment specially adapted for solar tracking
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30Electrical components
    • H02S40/36Electrical components characterised by special electrical interconnection means between two or more PV modules, e.g. electrical module-to-module connection
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

FIELD: solar energy.
SUBSTANCE: invention relates to the field of solar energy, in particular to examine systems for tracking the sun. The invention can be used to increase the capture of sun rays, increase the energy generated by these systems, and increase their efficiency. The device makes it possible to evaluate, in specific climatic conditions of the region, the operation and efficiency of solar tracking systems in comparison with stationary systems, since they increase electricity production by 30-40% compared to stationary systems.
EFFECT: increasing the efficiency of converting solar energy into electrical energy.
1 cl, 5 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области солнечной энергетики, в частности к системам слежения за солнцем. Изобретение можно использовать для увеличения захвата солнечных лучей, увеличения энергии, вырабатываемой этими системами, и повышения их эффективности.The invention relates to the field of solar energy, in particular to systems for tracking the sun. The invention can be used to increase the capture of sunlight, increase the energy generated by these systems, and improve their efficiency.

Известна система солнечного слежения для фотовольтаических панелей (Автор: Рамиро А.Э. и Эрнесто Х. П. из Лаборатория солнечной энергии и Окружающая среда - Факультет физико-математических и естественных наук -U.N.S.L, сентябрь 2018 г. (https://www.researchgate.net/publication/331175353_sistema_de_seguimiento_solar_para_paneles_fotovoltaicos), в котором используются датчики света LDR-типа, которые являются аналоговыми датчиками низкой точности, кроме того, в конструкции используется микропроцессор Arduino типа Mega 2650, а также часы реального времени типа DS1307, карта памяти SD для сохранения полученных данных и два серводвигателя. Представленная авторами конструкция рассчитана на работу с двумя разными типами алгоритмов слежения за Солнцем: астрономическим и оптическим, независимо и в комбинации.A known solar tracking system for photovoltaic panels (Author: Ramiro A.E. and Ernesto H.P. from Solar Energy Laboratory and Environment - Faculty of Physics, Mathematics and Natural Sciences -UNSL, September 2018 (https: // www. researchgate.net/publication/331175353_sistema_de_seguimiento_solar_para_paneles_fotovoltaicos), which uses LDR-type light sensors, which are low-precision analog sensors, in addition, the design uses an Arduino microprocessor of the Mega 2650 type, as well as a DS1307 real-time clock for storing of the obtained data and two servomotors The design presented by the authors is designed to work with two different types of algorithms for tracking the Sun: astronomical and optical, independently and in combination.

Недостатком этой конструкции является использование световых датчиков LDR-типа, которые являются аналоговыми и их диапазон измерения люменов ограничен 10 люксами. Применение таких датчиков выдает очень низкий диапазон измерения солнечного света для алгоритма оптического отслеживания.The disadvantage of this design is the use of LDR-type light sensors, which are analog and their lumen measurement range is limited to 10 lux. The use of such sensors produces a very low range of sunlight measurement for the optical tracking algorithm.

Известна фотоэлектрическая система низкой эффективности с солнечным слежением (Автор: Педро Мануэль Родриго Крус от Национальный технологический институт Мексики, Ноябрь 2016 г) (http://www.itcelaya.edu.mx/ojs/index.php/pistas/article/download/590/525), в котором используется одноосный солнечный трекер, управляемый Arduino.A known low efficiency solar tracking photovoltaic system (Posted by Pedro Manuel Rodrigo Cruz from National Institute of Technology Mexico, November 2016) (http://www.itcelaya.edu.mx/ojs/index.php/pistas/article/download/ 590/525 ), which uses a single axis solar tracker controlled by Arduino.

Предложенная автором конструкция состоит из двух систем: стационарной или фиксированной системы и системы слежения за Солнцем, но с одной осью. Предлагаемая система может перемещаться только по вертикальной оси (тип вертикальной системы слежения за Солнцем). Для управления в системе используется микропроцессор Mega 2650, часы реального времени DS1307, а также датчик тока типа ASC712 для измерения тока солнечной панели, а также линейный привод для движения солнечной панели.The design proposed by the author consists of two systems: a stationary or fixed system and a solar tracking system, but with one axis. The proposed system can only move along the vertical axis (a type of vertical tracking system for the sun). The system is controlled by a Mega 2650 microprocessor, a DS1307 real-time clock, as well as an ASC712 current sensor for measuring the solar panel current, as well as a linear drive for moving the solar panel.

Недостатком системы является наличие только одной оси движения, то есть прототип может выполнять слежение за Солнцем только по вертикальной оси. Поэтому данная система обладает более низкой эффективностью по сравнению с системами слежения за Солнцем с двумя осями. The disadvantage of the system is the presence of only one axis of motion, that is, the prototype can track the Sun only along the vertical axis. Therefore, this system has a lower efficiency compared to solar tracking systems with two axes.

Известно устройство двухосных солнечных трекеров (Автор: Зарин Лопес Милланес, Хаэнский университет, ноябрь 2015 г.) (http://tauja.ujaen.es/bitstream/10953.1/2293/1/Memoria%20Programa%20Seguidor%20Solar%20Zar%C3%ADn%20L%C3%B3pez%20Millanes.pdf). Представленный прототип имеет двухосную систему слежения за солнцем (слежение за солнцем по вертикальной и горизонтальной осям), управляемую микропроцессором Arduino UNO, а также датчик солнечного излучения для измерения интенсивности солнечного света.A known device for biaxial solar trackers (Author: Zarin Lopez Millanes, University of Jaén, November 2015) (http://tauja.ujaen.es/bitstream/10953.1/2293/1/Memoria%20Programa%20Seguidor%20Solar%20Zar%C3 % ADn% 20L% C3% B3pez% 20Millanes.pdf). The prototype presented has a biaxial sun tracking system (tracking the sun along the vertical and horizontal axes), controlled by an Arduino UNO microprocessor, and a solar radiation sensor for measuring the intensity of sunlight.

Система не имеет оптической системы слежения, поэтому система выполняет корректировку слежения за солнцем в неблагоприятных погодных условиях. Недостатком прототипа является то, что пошаговое перемещение шестерен, соединенных с двигателями, в этой экспериментальной схеме осуществляется с угловым смещением 5 градусов. Это негативно сказывается на точность системы.The system does not have an optical tracking system, so the system makes adjustments to tracking the sun in adverse weather conditions. The disadvantage of the prototype is that the step-by-step movement of the gears connected to the motors in this experimental scheme is carried out with an angular displacement of 5 degrees. This negatively affects the accuracy of the system.

Техническим результатом является повышение эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую энергию.The technical result is to increase the efficiency of converting solar energy into electrical energy.

Технический результат достигается тем, что в качестве основания, установлена коробка подключений внутри которой последовательно соединены друг с другом часы, адаптер памяти microSD, модуль связи Wi-Fi, микропроцессор, реле подключения, а сверху закреплена Т-образная опора, на концах верхней поверхности которой с одной стороны установлена солнечная система слежения, которая включает закреплённый датчик напряжения и тока, на котором установлены друг над другом серводвигатели для вертикального и горизонтального поворота, на нем с возможностью поворота установлена солнечная панель малой мощности, по углам которой, установлены высокоточные цифровые датчики света, солнечная стационарная система, которая включает датчик солнечного излучения, который установлен с противоположной стороны от датчика напряжения и тока, на нем установлена опора, на которой жестко закреплена солнечная панель малой мощности, на задней стороне солнечных панелей малой мощности закреплены датчики рабочей температуры и датчик наклона, в центре верхней поверхности Т-образной опоры установлена опора Г-образной формы на ней смонтирована метеорологическая станция, внутри которой установлены датчик температуры окружающей среды, атмосферного давления и относительной влажности и цифровой компас.The technical result is achieved by the fact that, as a base, a connection box is installed inside which a clock, a microSD memory adapter, a Wi-Fi communication module, a microprocessor, a connection relay are connected in series, and a T-shaped support is fixed on top, at the ends of the upper surface of which on one side, a solar tracking system is installed, which includes a fixed voltage and current sensor, on which servomotors for vertical and horizontal rotation are mounted one above the other, a low-power solar panel is mounted on it with the possibility of rotation, at the corners of which high-precision digital light sensors are installed, solar stationary system, which includes a solar radiation sensor, which is installed on the opposite side of the voltage and current sensor, a support is installed on it, on which a low-power solar panel is rigidly fixed, operating temperature sensors are fixed on the rear side of low-power solar panels, and tilt sensor, in the center of the upper surface of the T-shaped support there is an L-shaped support, on it a meteorological station is mounted, inside which an ambient temperature, atmospheric pressure and relative humidity sensor and a digital compass are installed.

Устройство для исследования систем слежения за Солнцем представлено на чертежах:A device for researching solar tracking systems is shown in the drawings:

фиг. 1 – общий вид устройства; fig. 1 is a general view of the device;

фиг. 2 – устройство вид сбоку;fig. 2 - device side view;

фиг. 3 – экспериментальный стенд, fig. 3 - experimental stand,

фиг. 4 – блок–схема устройств;fig. 4 - block diagram of devices;

Фиг. 5 – алгоритм работы устройства, где:FIG. 5 - device operation algorithm, where:

1 – коробка подключений;1 - connection box;

2 – система слежения за Солнцем;2 - solar tracking system;

3 – стационарная система;3 - stationary system;

4 – Т-образная опора;4 - T-shaped support;

5 – солнечная панель малой мощности; 5 - low power solar panel;

6 – метеорологическая станция;6 - meteorological station;

7 – датчик солнечного света;7 - sun light sensor;

8 – серводвигателей для горизонтального поворота;8 - servomotors for horizontal rotation;

9 – серводвигателей для вертикального поворота;9 - servomotors for vertical rotation;

10 – датчик температуры окружающей среды, атмосферного давления и относительной влажности;10 - sensor for ambient temperature, atmospheric pressure and relative humidity;

11 – высокоточные цифровые датчики света;11 - high-precision digital light sensors;

12 – датчика рабочей температуры;12 - working temperature sensor;

13 – датчик напряжения и тока;13 - voltage and current sensor;

14 – датчик солнечного излучения;14 - solar radiation sensor;

15 – часы;15 - hours;

16 – цифровой компас;16 - digital compass;

17 – адаптер памяти microSD;17 - microSD memory adapter;

18 – модуль связи Wi-Fi;18 - Wi-Fi communication module;

19 – микропроцессор;19 - microprocessor;

20 – реле подключения;20 - connection relay;

21 – опора;21 - support;

22 – внешний источник питания;22 - external power supply;

23 – датчик наклона.23 - tilt sensor.

Устройство для исследования систем слежения за солнцем включает основание в качестве, которого используется коробка подключений 1 (фиг. 1- 3) на которой, закреплена Т-образная опора 4. Внутри коробки подключений 1 находятся последовательно соединенные друг с другом часы 15, адаптер памяти microSD 17, модуль связи Wi-Fi 18, микропроцессор 19, реле подключения 20 для внешнего источника питания 22. A device for researching sun tracking systems includes a base in the capacity of which a connection box 1 (Figs. 1-3) is used, on which a T-shaped support is fixed 4. Inside the connection box 1 there are clock 15 connected in series with each other, a microSD memory adapter 17, Wi-Fi communication module 18, microprocessor 19, connection relay 20 for external power supply 22.

На концах верхней поверхности Т-образной опоры 4 с одной стороны установлена система слежения за Солнцем 2, с другой стороны - стационарная система 3.At the ends of the upper surface of the T-shaped support 4, on one side, a tracking system for the Sun 2 is installed, on the other side, a stationary system 3.

Система слежения за Солнцем 2 включает закреплённый датчик напряжения и тока 13, на котором установлены друг над другом серводвигатель для вертикального поворота 9 и серводвигатель для горизонтального поворота 8. На серводвигателе для горизонтального поворота 8 закреплена шаровая опора для крепления солнечной панели малой мощности 5. По углам солнечной панели малой мощности 5 установлены высокоточные цифровые датчики света 11.The sun tracking system 2 includes a fixed voltage and current sensor 13, on which a servomotor for vertical rotation 9 and a servomotor for horizontal rotation 8 are mounted one above the other 8. A ball joint is fixed on the servomotor for horizontal rotation 8 for attaching a low-power solar panel 5. At the corners low power solar panel 5, high-precision digital light sensors 11 are installed.

Стационарная система 3 состоит из датчика солнечного излучения 14, который установлен с противоположной стороны от датчика напряжения и тока 13. Сверху на датчик солнечного излучения 14 установлена опора 21, на которой закреплена солнечная панель малой мощности 5, в центре на задней поверхности установлен датчик наклона 23.The stationary system 3 consists of a solar radiation sensor 14, which is installed on the opposite side from the voltage and current sensor 13. A support 21 is installed on top of the solar radiation sensor 14, on which a low-power solar panel 5 is fixed, a tilt sensor 23 is installed in the center of the rear surface ...

В центре верхней поверхности Т-образной опоры 4 установлена опора 21 Г-образной формы на которой смонтирована метеорологическая станция 6, внутри которой находятся датчик температуры окружающей среды, атмосферного давления и относительной влажности 10 и цифровой компас 16.In the center of the upper surface of the T-shaped support 4, an L-shaped support 21 is installed on which a meteorological station 6 is mounted, inside which there are an ambient temperature, atmospheric pressure and relative humidity sensor 10 and a digital compass 16.

На задней стороне солнечных панелей малой мощности 5 закреплены датчики рабочей температуры 12.On the back side of low-power solar panels 5, operating temperature sensors 12 are fixed.

Характеристики датчиков, которые установлены в устройство для исследования систем слежения за солнцем представлены в таблице 1.The characteristics of the sensors that are installed in the device for the study of solar tracking systems are presented in Table 1.

Таблица 1 – технические характеристики каждого из электронных компонентов, составляющих экспериментальный дизайн.Table 1 - Specifications for each of the electronic components that make up the experimental design.

ДатчикиSensors Технические характеристикиSpecifications Тип сигналSignal type Датчик температуры окружающей среды, атмосферного давления и относительной влажности (BME280).Ambient temperature, atmospheric pressure and relative humidity sensor (BME280). Температура: +/- 1Cº
Влажность: +/- 3%
Давление: +/- 1 гПа.
Temperature: +/- 1Cº
Humidity: +/- 3%
Pressure: +/- 1 hPa.
цифровойdigital
Высокоточные цифровые датчики света (BH1750FVI)High Precision Digital Light Sensors (BH1750FVI) Диапазон Люмен: от -1 до -65535 люкс (16 бит).Lumen range: -1 to -65535 lux (16 bit). цифровойdigital датчика рабочей температуры (DS18D20).operating temperature sensor (DS18D20). Диапазон температур: от -55 до 125 ° C (12 бит).Temperature range: -55 to 125 ° C (12 bit). цифровойdigital Датчик напряжения и тока (INA226).Voltage and current sensor (INA226). Диапазон напряжения и тока: от 0 до 30 В и от 0 до 3 А.Voltage and current range: 0 to 30 V and 0 to 3 A. цифровойdigital Датчик солнечного излучения (PYR20).Solar radiation sensor (PYR20). Диапазон солнечного излучения: от 0 до 2000 Вт / м2 Solar radiation range: 0 to 2000 W / m 2 аналогичныйsimilar Часы (DS1307) и Цифровой компас (HMC5883L).Clock (DS1307) and Digital Compass (HMC5883L). Диапазон входного напряжения: от 4,5 до 5,5 В постоянного тока.
Магнитометр, компас, 3-осевой цифровой компас (+/- 8 Гаусс во всем диапазоне)
Input voltage range: 4.5 to 5.5 VDC.
Magnetometer, compass, 3-axis digital compass (+/- 8 Gauss full range)
цифровойdigital
Aдаптер памяти microSDMicroSD memory adapter ------ цифровойdigital Модуль связи Wi-Fi (ESP8266)Wi-Fi communication module (ESP8266) IEEE 802.11 b/g/n Wi-Fi (32 бит)IEEE 802.11 b / g / n Wi-Fi (32 bit) цифровойdigital Cерводвигатели (ES08MAII)Servo motors (ES08MAII) Скорость работы: 0,12 сек / 60 градусовWorking speed: 0.12 sec / 60 degrees аналогичныйsimilar Микропроцессор (МЕГА 2650)Microprocessor (MEGA 2650) Ядро: 8-битный AVR.
Тактовая частота: 16 МГц
Объём Flash-памяти: 256 КБ (8 КБ занимает загрузчик)
Объём SRAM-памяти: 32 КБ
Объём EEPROM-памяти: 4 КБ, Портов ввода-вывода всего: 54,Портов с АЦП: 16.
Core: 8-bit AVR.
Clock frequency: 16 MHz
Flash memory size: 256 KB (8 KB is used by the bootloader)
SRAM Size: 32 KB
EEPROM-memory: 4 KB, I / O ports total: 54, Ports with ADC: 16.
цифровойdigital
Реле подключенияRelay connection Напряжение: 5 В.Voltage: 5 V. аналогичныйsimilar Внешний источник питанияExternal power supply Диапазон входного напряжения: 0-30 В, 1,5 АInput voltage range: 0-30V, 1.5A аналогичныйsimilar Cолнечные панели 2 (CNC85X115-18).Solar panels 2 (CNC85X115-18). Диапазон входного напряжения: 0-18 В, 0.1 АInput voltage range: 0-18V, 0.1A аналогичныйsimilar

Устройство для исследования систем слежения за солнцем работает следующим образом. Внешний источник питания 22 (фиг. 1,2,4) через разъем в коробке подключений 1 передает энергию реле подключения 20, а от неё к микропроцессору 19. Микропроцессор 19 выполняет коды инициации, затем считывает полученные значения с датчика солнечного света 7, датчика температуры окружающей среды, атмосферного давления и относительной влажности 10, датчика рабочей температуры 12, датчика напряжения и тока 13, датчика солнечного излучения 14, часов 15 и цифрового компаса 16. После подтверждения об отсутствии ошибок измерения или неисправностей датчиков информация сохраняется в памяти microSD 17. После считывания данных с датчиков микропроцессор 19 выполняет коды для отслеживания положения Солнца, используя уравнения, после вычисления горизонтальных и вертикальных углов солнечного пути, эти угловые значения корректируются с помощью датчиков света 7. Датчики света 7 определяют среднее значение максимальной интенсивности света, расположенной в этой точке, значения углов поворота для серводвигателя для горизонтального поворота 8 и серводвигателя для вертикального поворота 9. Серводвигатель для горизонтального поворота 8 и серводвигатель для вертикального поворота 9 поворачивают солнечную панель малой мощности 5 под рассчитанными вертикальными и горизонтальными углами. Модуль связи Wi-Fi 18 передает данные на компьютер для их просмотра. Время для контроля и управления системой определяется часами 15. На фиг. 5 показан алгоритм работы системы. The device for the study of tracking systems for the sun works as follows. External power supply 22 (Fig. 1, 2, 4) through the connector in the connection box 1 transfers the energy of the connection relay 20, and from it to the microprocessor 19. The microprocessor 19 executes the initiation codes, then reads the values obtained from the sunlight sensor 7, the temperature sensor environment, atmospheric pressure and relative humidity 10, operating temperature sensor 12, voltage and current sensor 13, solar radiation sensor 14, hours 15 and digital compass 16. After confirming that there are no measurement errors or sensor malfunctions, the information is stored in the microSD 17 memory. By reading data from the sensors, the microprocessor 19 executes codes to track the position of the Sun using equations, after calculating the horizontal and vertical angles of the solar path, these angular values are corrected using light sensors 7. Light sensors 7 determine the average value of the maximum light intensity located at this point, rotation angle values for servomotors 8 and a servomotor for horizontal rotation 8 and a servomotor for vertical rotation 9. A servomotor for horizontal rotation 8 and a servomotor for vertical rotation 9 rotate the low-power solar panel 5 at the calculated vertical and horizontal angles. The Wi-Fi 18 communication module transmits data to a computer for viewing. The time for monitoring and controlling the system is determined by the clock 15. FIG. 5 shows the algorithm of the system.

Стационарная система экспериментальной модели образована высокоэффективным аморфным солнечным модулем 5. Угол наклона солнечного модуля определяется углом географической широты согласно расчетным формулам или по справочным данным для региона, где будет проводиться исследование стационарных солнечных энергетических систем. После определения угла наклона модуля оператор вручную выставляет угол наклона панели и с помощью датчика наклона можно определить, находится ли солнечная панель в правильном положении 23. На обратной стороне солнечного модуля находится датчик температуры 12 для измерения рабочей температуры солнечного модуля.The stationary system of the experimental model is formed by a highly efficient amorphous solar module 5. The tilt angle of the solar module is determined by the latitude angle according to the calculated formulas or reference data for the region where the stationary solar energy systems will be studied. After determining the tilt angle of the module, the operator manually sets the tilt angle of the panel and using the tilt sensor it is possible to determine if the solar panel is in the correct position 23. On the back of the solar module there is a temperature sensor 12 for measuring the operating temperature of the solar module.

Данные о температуре и угле наклона, полученные с помощью датчика температуры 12 и датчика наклона 23, передаются на микропроцессор 19 для последующей записи в адаптере памяти microSD 17.The temperature and tilt data obtained using the temperature sensor 12 and the tilt sensor 23 are transmitted to the microprocessor 19 for subsequent recording in the microSD memory adapter 17.

При попадании естественного и/или искусственного света на поверхность солнечного модуля 5 в нем на основании внутреннего фотоэффекта происходит генерация электрической энергии, проявляющиеся силой тока напряжением. Величина тока и напряжения измеряются датчиком напряжения и тока 13. Далее данные передаются на микропроцессор 19 для последующей обработки и проведения анализа эффективности стационарных систем и систем слежения за Солнцем.When natural and / or artificial light hits the surface of the solar module 5, electric energy is generated in it based on the internal photoelectric effect, which is manifested by the current strength of the voltage. The magnitude of the current and voltage are measured by the voltage and current sensor 13. Further, the data is transmitted to the microprocessor 19 for further processing and analysis of the effectiveness of stationary systems and systems for tracking the Sun.

Повышение эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую энергию достигается за счет реализации одновременно двух систем управления – астрономической и оптической. С помощью датчиков осуществляется позиционирование модуля на максимально яркий объект, положение которого по высоте-азимуту корректируется по рассчитанным уравнениям положения Солнца. Устройство позволяет оценить в конкретных климатических условиях региона работу и эффективность систем слежения за солнцем по сравнению со стационарными системами, поскольку они увеличивают производство электроэнергии на 30-40% по сравнению со стационарными системами.Increasing the efficiency of converting solar energy into electrical energy is achieved through the implementation of two control systems simultaneously - astronomical and optical. With the help of sensors, the module is positioned to the brightest object, the position of which in altitude-azimuth is corrected according to the calculated equations of the position of the Sun. The device makes it possible to evaluate, in specific climatic conditions of the region, the operation and efficiency of solar tracking systems in comparison with stationary systems, since they increase electricity production by 30-40% compared to stationary systems.

Claims (1)

Устройство для исследования систем слежения за Солнцем, включающее основание, опору, серводвигатели для вертикального и горизонтального поворота, отличающееся тем, что в качестве основания установлена коробка подключений, внутри которой последовательно соединены друг с другом часы, адаптер памяти microSD, модуль связи Wi-Fi, микропроцессор, реле подключения, а сверху закреплена Т-образная опора, на концах верхней поверхности которой с одной стороны установлена солнечная система слежения, которая включает закреплённый датчик напряжения и тока, на котором установлены друг над другом серводвигатели для вертикального и горизонтального поворота, на нем с возможностью поворота установлена солнечная панель малой мощности, по углам которой установлены высокоточные цифровые датчики света, солнечная стационарная система, которая включает датчик солнечного излучения, который установлен с противоположной стороны от датчика напряжения и тока, на нем установлена опора, на которой жестко закреплена солнечная панель малой мощности, на задней стороне солнечных панелей малой мощности закреплены датчики рабочей температуры и датчик наклона, в центре верхней поверхности Т-образной опоры установлена опора Г-образной формы, на ней смонтирована метеорологическая станция, внутри которой установлены датчик температуры окружающей среды, атмосферного давления и относительной влажности и цифровой компас.A device for researching solar tracking systems, including a base, a support, servomotors for vertical and horizontal rotation, differing by the fact that a connection box is installed as a base, inside which a clock, a microSD memory adapter, a Wi-Fi communication module, a microprocessor, a connection relay are connected in series, and a T-shaped support is fixed on top, at the ends of the upper surface of which a solar system is installed on one side tracking, which includes a fixed voltage and current sensor, on which servomotors for vertical and horizontal rotation are installed one above the other, a low-power solar panel is installed with the possibility of rotation, at the corners of which high-precision digital light sensors are installed, a solar stationary system that includes a sensor solar radiation, which is installed on the opposite side of the voltage and current sensor, a support is installed on it, on which a low-power solar panel is rigidly fixed, operating temperature sensors and a tilt sensor are fixed on the back side of low-power solar panels, in the center of the upper surface An L-shaped support is installed on the T-shaped support, a meteorological station is mounted on it, inside which an ambient temperature, atmospheric pressure and relative humidity sensor and a digital compass are installed.
RU2021106707A 2021-04-15 2021-04-15 Device for examing systems for tracking of the sun RU2758783C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021106707A RU2758783C1 (en) 2021-04-15 2021-04-15 Device for examing systems for tracking of the sun

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021106707A RU2758783C1 (en) 2021-04-15 2021-04-15 Device for examing systems for tracking of the sun

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2758783C1 true RU2758783C1 (en) 2021-11-01

Family

ID=78466869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021106707A RU2758783C1 (en) 2021-04-15 2021-04-15 Device for examing systems for tracking of the sun

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2758783C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU205912A1 (en) * А. П. тницкий , В. В. Маслаев
SU868697A1 (en) * 1978-12-01 1981-09-30 Предприятие П/Я В-8670 Cascade-coupled regulation system for solar plant
US7202457B2 (en) * 2002-05-28 2007-04-10 Giselher Fengler Device that automatically tracks the position of the sun

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU205912A1 (en) * А. П. тницкий , В. В. Маслаев
SU292052A1 (en) * Р. Р. Лпариси, Я. Г. Колос, Д. И. Тепл ков , Н. Шаток НдЯ SOLAR EXPERIMENTAL INSTALLATION
SU868697A1 (en) * 1978-12-01 1981-09-30 Предприятие П/Я В-8670 Cascade-coupled regulation system for solar plant
US7202457B2 (en) * 2002-05-28 2007-04-10 Giselher Fengler Device that automatically tracks the position of the sun

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2882929T3 (en) Predictive piloting procedure for the orientation of a solar tracker
ES2926018T3 (en) Procedure for piloting the orientation of a solar tracker based on cartographic models
KR20100043049A (en) Variable tilt tracker for photovoltaic arrays
Sidek et al. GPS based portable dual-axis solar tracking system using astronomical equation
CN106990074B (en) Near-infrared multi-laser-band whole-layer atmosphere transmittance and water vapor total amount measuring instrument
CN103904987A (en) Two-degree of freedom solar tracker
CN104655014A (en) Crop canopy structure information automatic measurement device and measuring method
US20190285720A1 (en) Sensor and control method thereof
Hamad et al. Design and Practical Implementation of Dual-Axis Solar Tracking System with Smart Monitoring System.
CN102778894A (en) Control system and control method of solar cell module support
RU2758783C1 (en) Device for examing systems for tracking of the sun
CN106872030B (en) Visible-short-wave infrared ultraphotic spectrum irradiance instrument available for long-term automatic Observation
ITPD20070082A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR THE ORIENTATION COMMAND OF SURFACES SURFACES OF PHOTO-VOLTAIC PANELS INTENDED FOR PLANTS FOR THE PRODUCTION OF ELECTRICITY
Visconti et al. Electronic system for improvement of solar plant efficiency by optimized algorithm implemented in biaxial solar trackers
Subramaniam Real time clock based energy efficient automatic dual axis solar tracking system
Chow et al. Optimization of solar panel with solar tracking and data logging
RU171448U1 (en) DEVICE FOR AUTOMATIC ORIENTATION OF THE SOLAR BATTERY
Lan Development and performance test of a novel solar tracking sensor
ES2726474B2 (en) SYSTEM FOR MEASURING CONCENTRATED SOLAR RADIATION AND UNTRIPULATED AIR VEHICLE UNDERSTANDING
Kumaravel A novel measurement technique for performance comparison of sun tracker systems
Petrusev et al. Energy-efficient photovoltaic installation
Al-Naima et al. Design and implementation of a smart dual axis sun tracker based on astronomical equations
Szász Solar tracker platform development for energy efficiency improvement of photovoltaic panels
Baumann et al. Illumination homogeneity of bifacial systems–Outdoor measurements with systematically varied installation conditions
Cotfas et al. System design to study hybrid systems in concentrated light using Fresnel lens