O cerne do rastreador solar totalmente automático reside na percepção precisa da posição do sol e nos ajustes de direção. Combinarei suas aplicações em diferentes casos e detalharei seu princípio de funcionamento a partir de três pontos principais: detecção por sensor, análise e tomada de decisão do sistema de controle e ajuste da transmissão mecânica.
O princípio de funcionamento do rastreador solar totalmente automático baseia-se principalmente no monitoramento em tempo real e no controle preciso da posição solar. Por meio da operação coordenada de sensores, sistemas de controle e dispositivos de transmissão mecânica, ele realiza o rastreamento automático do sol, da seguinte forma:
Detecção da posição solar: O rastreador solar totalmente automático conta com múltiplos sensores para detectar a posição do sol em tempo real. Os mais comuns incluem a combinação de sensores fotoelétricos e métodos de cálculo do calendário astronômico. Os sensores fotoelétricos são geralmente compostos por múltiplas células fotovoltaicas distribuídas em diferentes direções. Quando a luz solar brilha, a intensidade da luz recebida por cada célula fotovoltaica é diferente. Comparando os sinais de saída de diferentes células fotovoltaicas, os ângulos de azimute e altitude do sol podem ser determinados. As regras de cálculo do calendário astronômico são baseadas nas leis da revolução e rotação da Terra em torno do Sol, combinadas com informações como data, hora e localização geográfica, para calcular a posição teórica do Sol no céu por meio de modelos matemáticos predefinidos. No caso de usinas solares de grande porte, sensores de posição solar de alta precisão fornecem suporte de dados para ajustes subsequentes, monitorando os ângulos de azimute e altitude do sol.
Processamento de sinal e tomada de decisão de controle: O sinal de posição solar detectado pelo sensor é transmitido ao sistema de controle, que geralmente é um microprocessador embarcado ou um sistema de controle computadorizado. O sistema de controle analisa e processa os sinais, compara a posição real do sol detectada pelo sensor com o ângulo atual do painel fotovoltaico ou do equipamento de observação e calcula a diferença de ângulo que precisa ser ajustada. Em seguida, com base na estratégia e no algoritmo de controle predefinidos, as instruções de controle correspondentes são geradas para acionar o dispositivo de transmissão mecânica para ajuste de ângulo. Em casos de observação de pesquisa científica astronômica, após definir os parâmetros de observação por meio de um software de computador, o sistema de controle pode analisar e decidir automaticamente como ajustar o ângulo do equipamento de observação de acordo com o programa predefinido.
Transmissão mecânica e ajuste de ângulo: As instruções emitidas pelo sistema de controle são transmitidas ao dispositivo de transmissão mecânica. Os métodos comuns de transmissão mecânica incluem hastes de pressão elétricas, motores de passo combinados com engrenagens ou parafusos de avanço, etc. Ao receber a instrução, o dispositivo de transmissão mecânica acionará o suporte do painel fotovoltaico ou o suporte do equipamento de observação para girar ou inclinar conforme necessário, ajustando o painel fotovoltaico ou o equipamento de observação para ficar perpendicular ou em um ângulo específico em relação à luz solar. Por exemplo, no caso de sistemas fotovoltaicos de estufas agrícolas, o rastreador solar totalmente automático de eixo único ajusta o ângulo dos painéis fotovoltaicos por meio de dispositivos de transmissão mecânica de acordo com as instruções do sistema de controle, garantindo que as plantações recebam luz suficiente e, ao mesmo tempo, alcançando uma recepção eficiente da radiação solar.
Feedback e Correção: Para garantir a precisão do rastreamento, o sistema também possui um mecanismo de feedback. Sensores de ângulo são geralmente instalados em dispositivos de transmissão mecânica para monitorar o ângulo real de painéis fotovoltaicos ou equipamentos de observação em tempo real e retornar essas informações ao sistema de controle. O sistema de controle compara o ângulo real com o ângulo alvo. Caso haja um desvio, ele emitirá uma instrução de ajuste novamente para corrigir o ângulo e garantir a precisão do rastreamento. Por meio de detecção, cálculo, ajuste e feedback contínuos, o rastreador solar totalmente automático pode rastrear de forma contínua e precisa as mudanças na posição do sol.
Um caso de melhoria da eficiência de geração de energia de grandes usinas solares
(1) Histórico do Projeto
Uma usina solar terrestre de grande porte nos Estados Unidos tem uma capacidade instalada de 50 megawatts. Originalmente, utilizava suportes fixos para instalar painéis fotovoltaicos. Devido à incapacidade de acompanhar as mudanças na posição do sol em tempo real, a quantidade de radiação solar recebida pelos painéis fotovoltaicos era limitada, resultando em uma eficiência de geração de energia relativamente baixa. Especialmente no início da manhã e no final da tarde, e durante a transição das estações, a perda de energia era significativa. Para aumentar a eficiência de geração de energia da usina, o operador da usina decidiu implementar um rastreador solar automático.
(2) Soluções
Substituir os suportes dos painéis fotovoltaicos em lotes dentro da usina e instalar rastreadores solares totalmente automáticos de eixo duplo. Este rastreador monitora os ângulos de azimute e altitude do sol em tempo real por meio de sensores de posição solar de alta precisão. Combinado com um sistema de controle avançado, ele aciona o suporte para ajustar automaticamente o ângulo dos painéis fotovoltaicos, garantindo que eles estejam sempre perpendiculares à luz solar. Enquanto isso, o rastreador é conectado ao sistema de gerenciamento inteligente da usina para monitoramento remoto e alerta antecipado de falhas.
(3) Efeito de implementação
Após a instalação do rastreador solar totalmente automático, a eficiência de geração de energia da usina solar foi significativamente melhorada. Segundo as estatísticas, a geração anual de energia aumentou de 25% a 30% em comparação com o período anterior, com um aumento significativo na geração média diária de energia. Em períodos com pouca iluminação, como inverno e dias chuvosos, a vantagem na geração de energia é ainda maior. O retorno sobre o investimento na usina aumentou significativamente, e espera-se que o custo da renovação do equipamento seja recuperado de 2 a 3 anos antes do previsto.
Um caso de posicionamento preciso em observações de pesquisa científica astronômica
(1) Histórico do Projeto
Quando uma instituição de pesquisa astronômica na Rússia realizava pesquisas de observação solar, o ajuste manual tradicional dos equipamentos de observação não atendia à demanda por rastreamento e observação do Sol de alta precisão e longo prazo, dificultando a obtenção de dados solares contínuos e precisos. Para aprimorar o nível da pesquisa científica e da observação, a instituição decidiu utilizar rastreadores solares totalmente automáticos para auxiliar na observação.
(2) Soluções
Selecionamos um rastreador solar totalmente automático de alta precisão, especialmente projetado para pesquisa científica. A precisão de posicionamento deste rastreador pode chegar a 0,1°, e ele possui alta estabilidade e capacidade antiparasitária. O rastreador é conectado fisicamente e calibrado com precisão a equipamentos de observação de pesquisa científica, como telescópios solares e espectrômetros. Os parâmetros de observação são definidos por meio de software, permitindo que o rastreador ajuste automaticamente o ângulo do equipamento de observação de acordo com o programa predefinido e rastreie a trajetória do sol em tempo real.
(3) Efeito de implementação
Após a entrada em operação do rastreador solar totalmente automático, os pesquisadores podem facilmente realizar o rastreamento e a observação do Sol a longo prazo e com alta precisão. A continuidade e a precisão dos dados de observação foram significativamente aprimoradas, reduzindo efetivamente a perda de dados e os erros causados por ajustes prematuros do equipamento. Com a ajuda deste rastreador, a equipe de pesquisa obteve com sucesso dados mais abundantes sobre a atividade solar e alcançou muitos resultados científicos importantes em áreas como pesquisa de manchas solares e observação coronal.
Um caso de otimização colaborativa de sistemas fotovoltaicos em estufas agrícolas
(1) Histórico do Projeto
Em uma estufa agrícola integrada fotovoltaica no Brasil, os painéis fotovoltaicos são instalados de forma fixa. Embora a demanda de luz das culturas dentro da estufa seja atendida, ela não consegue utilizar totalmente a energia solar para geração de energia. Para otimizar a produção agrícola e a geração de energia fotovoltaica de forma coordenada, e aumentar a renda integral das estufas, a operadora decidiu instalar rastreadores solares totalmente automáticos.
(2) Soluções
Instale um rastreador solar totalmente automático de eixo único. Este rastreador pode ajustar o ângulo dos painéis fotovoltaicos de acordo com a posição do sol. Com a premissa de garantir a duração e a intensidade da luz solar para as culturas dentro da estufa, ela pode receber a radiação solar ao máximo. Através do sistema de controle inteligente, a faixa de ajuste do ângulo dos painéis fotovoltaicos pode ser definida para evitar que o bloqueio excessivo da luz solar afete o crescimento das culturas. Enquanto isso, o rastreador é conectado ao sistema de monitoramento ambiental da estufa para ajustar o ângulo dos painéis fotovoltaicos em tempo real, de acordo com as necessidades de crescimento das culturas.
(3) Efeito de implementação
Após a instalação do rastreador solar totalmente automático, a geração de energia fotovoltaica em estufas agrícolas aumentou cerca de 20%, alcançando o uso eficiente dos recursos de energia solar sem afetar o crescimento normal das culturas. As culturas na estufa crescem bem devido às condições de luz mais uniformes, e tanto o rendimento quanto a qualidade melhoraram. A sinergia entre a agricultura e a indústria fotovoltaica é notável, e a receita geral das estufas aumentou de 15% a 20% em comparação com o período anterior.
Os casos acima demonstram as conquistas da aplicação de rastreadores solares totalmente automáticos em diferentes áreas. Se você quiser saber mais sobre cenários específicos ou tiver alguma sugestão para modificação de conteúdo, sinta-se à vontade para me avisar a qualquer momento.
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Horário da publicação: 18/06/2025