Oversikt over utstyr
Den helautomatiske soltrackeren er et intelligent system som registrerer solens asimut og høyde i sanntid, og driver solcellepaneler, konsentratorer eller observasjonsutstyr for alltid å opprettholde den beste vinkelen med solstrålene. Sammenlignet med faste solcelleenheter kan den øke energimottakseffektiviteten med 20–40 %, og har viktig verdi innen solcellekraftproduksjon, regulering av landbrukslys, astronomisk observasjon og andre felt.
Kjerneteknologisk sammensetning
Persepsjonssystem
Fotoelektrisk sensormatrise: Bruk en firekvadrants fotodiode eller en CCD-bildesensor for å oppdage forskjellen i fordeling av sollysintensitet
Astronomisk algoritmekompensasjon: Innebygd GPS-posisjonering og astronomisk kalenderdatabase, beregne og forutsi solens bane i regnvær
Fusjonsdeteksjon med flere kilder: Kombiner lysintensitets-, temperatur- og vindhastighetssensorer for å oppnå anti-interferensposisjonering (for eksempel å skille sollys fra lysinterferens)
Kontrollsystem
Toakset drivstruktur:
Horisontal rotasjonsakse (asimut): Steppermotor styrer 0–360° rotasjon, nøyaktighet ±0,1°
Justeringsakse for helling (høydevinkel): Lineær skyvestang oppnår -15°~90° justering for å tilpasse seg endringen i solhøyde i fire årstider
Adaptiv kontrollalgoritme: Bruk PID-lukket sløyfekontroll for å dynamisk justere motorhastigheten for å redusere energiforbruket.
Mekanisk struktur
Lett komposittbrakett: Karbonfibermaterialet oppnår et styrke-til-vekt-forhold på 10:1 og en vindmotstand på 10
Selvrensende lagersystem: IP68-beskyttelsesnivå, innebygd grafittsmørelag og kontinuerlig driftslevetid i ørkenmiljø overstiger 5 år
Typiske brukstilfeller
1. Høyeffekts konsentrert solcellekraftverk (CPV)
Array Technologies DuraTrack HZ v3-sporingssystemet er distribuert i solparken i Dubai, UAE, med III-V multi-junction solceller:
Sporing med to akser muliggjør en effektivitet for lysenergikonvertering på 41 % (faste braketter er bare 32 %)
Utstyrt med orkanmodus: Når vindhastigheten overstiger 25 m/s, justeres solcellepanelet automatisk til en vindbestandig vinkel for å redusere risikoen for strukturelle skader.
2. Smart solcelledrivhus for landbruket
Wageningen Universitet i Nederland integrerer sporingssystemet SolarEdge Sunflower i tomatdrivhuset:
Sollysets innfallsvinkel justeres dynamisk gjennom reflektormatrisen for å forbedre lysets ensartethet med 65 %.
Kombinert med plantevekstmodellen avbøyes den automatisk 15° i løpet av den sterke lysperioden ved middagstid for å unngå å brenne bladene.
3. Astronomisk observasjonsplattform i rommet
Yunnan-observatoriet ved Det kinesiske vitenskapsakademiet bruker ASA DDM85 ekvatorialsporingssystem:
I stjernesporingsmodus når vinkeloppløsningen 0,05 buesekunder, noe som oppfyller behovene for langtidseksponering av dypskyobjekter.
Ved å bruke kvartsgyroskoper for å kompensere for jordens rotasjon, er 24-timers sporingsfeil mindre enn 3 bueminutter
4. Smart gatelyssystem for byen
Pilotprosjekt for solcelledrevne gatelys i Shenzhen Qianhai-området:
Dobbeltakset sporing + monokrystallinske silisiumceller sørger for at den gjennomsnittlige daglige strømproduksjonen når 4,2 kWh, noe som støtter 72 timers batterilevetid i regn og overskyet tilstand
Tilbakestilles automatisk til horisontal posisjon om natten for å redusere vindmotstand og fungere som en monteringsplattform for 5G-mikrobasestasjon
5. Solcelledrevet avsaltingsskip
Maldivene «SolarSailor»-prosjekt:
Fleksibel solcellefilm legges på skrogdekket, og bølgekompensasjonssporing oppnås gjennom et hydraulisk drivsystem
Sammenlignet med faste systemer økes den daglige ferskvannsproduksjonen med 28 %, noe som dekker det daglige behovet til et lokalsamfunn på 200 mennesker.
Trender innen teknologiutvikling
Multisensorfusjonsposisjonering: Kombiner visuell SLAM og lidar for å oppnå sporingsnøyaktighet på centimeternivå under komplekst terreng
Optimalisering av AI-drivstrategi: Bruk dyp læring til å forutsi bevegelsesbanen til skyer og planlegg den optimale sporingsbanen på forhånd (MIT-eksperimenter viser at det kan øke den daglige strømproduksjonen med 8 %)
Bionisk strukturdesign: Imiter vekstmekanismen til solsikker og utvikle en selvstyrende enhet i flytende krystallelastomer uten motordrift (prototypen til det tyske KIT-laboratoriet har oppnådd ±30° styring)
Romfotovoltaisk array: SSPS-systemet utviklet av Japans JAXA realiserer overføring av mikrobølgeenergi gjennom en faset arrayantenne, og den synkrone banesporingsfeilen er <0,001°
Forslag til utvalg og implementering
Ørkenfotovoltaisk kraftverk, slitasjebestandig mot sand og støv, drift ved 50 ℃ høy temperatur, lukket motor for harmonisk reduksjon + luftkjølingsmodul for varmespredning
Polarforskningsstasjon, -60℃ lavtemperaturoppstart, is- og snølastbeskyttelse, varmelager + brakett i titanlegering
Hjemmedistribuert solcelleanlegg, stillegående design (<40 dB), lett takmontering, sporingssystem med én akse + børsteløs likestrømsmotor
Konklusjon
Med gjennombrudd innen teknologier som perovskitt-solcellematerialer og digitale tvillingdrifts- og vedlikeholdsplattformer, utvikler helautomatiske solsporere seg fra «passiv følge» til «prediktivt samarbeid». I fremtiden vil de vise større anvendelsespotensial innen solkraftverk i rommet, kunstige lyskilder for fotosyntese og interstellare utforskningsfartøyer.
Publisert: 11. februar 2025