Tracker słońca do paneli fotowoltaicznych - budowa - zasada działania - DIY - ogniwa słoneczne

Spis treści

• Tracker słońca do paneli fotowoltaicznych
• Budowa trackera słońca
• Rozpoczynamy budowę trackera słońca 

Witam wszystkich i w tym wpisie chciałbym opisać proces tworzenia trackera do śledzenia źródła światła, dlaczego? - zapytacie. Otóż dlatego, iż fermy słoneczne działają właśnie na trackerach a na pytanie, po co i dlaczego umieszczę link do filmiku na YT, w którym przeprowadzono eksperyment, w którym dwa takie same panele produkowały energię tyle, że jeden był położony płasko a drugi umieszczony właśnie na trakerze. Zapisane dane potwierdziły, że panel umieszczony na urządzeniu, które śledzi słońce, wyprodukował o 15% więcej energii (niektóre dane mówią także o 30%). Stąd wniosek, że opłaca się wykorzystywać takie urządzenia, aby jak najbardziej wykorzystać potencjał energii słonecznej i samych ogniw. Oczywiście projekt to skala mikro służąca bardziej do zabawy edukacyjnej niż produkcji energii na skalę przemysłową :)

Tracker słońca do paneli fotowoltaicznych

Dobrze skoro wstęp już jakiś jest, to przejdźmy dalej, czyli do omówienia zasady działania projektu. Oczywiście sterownikiem będzie tutaj Arduino UNO najbardziej popularna platforma. Arduino będzie musiało zbierać informacje z zewnątrz, czyli w tym przypadku info. o jasności z 4 punktów: Lewa Góra, lewy Dół, Prawa Góra, Prawy Dół. Na podstawie tych informacji z czujników światła w tym przypadku fotorezystorów (najlepsze i najtańsze wyjście), choć równie dobrze można wykorzystać cyfrowe czujniki światła np. GY-302 - BH1750 lub w takiej formie - BH1750 

Budowa trackera słońca

Jaka jest różnica między cyfrowymi a analogowymi czujnikami? Otóż cyfrowe czujniki działają na magistralę komunikacyjną I2C, więc potrzebują 2 przewody cyfrowe SCL i SDA, a także dwa z zasilania, czyli +5 V i GND - w sumie 4. Z fotorezystorami jest trochę więcej lutowania i łączenia, ponieważ ich rezystancja 10KOhm z połączeniem drugiego rezystora da nam prosty dzielnik napięcia, na którego wyjściu otrzymamy różne napięcie w zależności od poziomu jasności padającego na czujnik.

Cały proces opiszę i zademonstruję w dalszej części. Teraz Arduino już wie, z której strony jest jaśniej i musi tam pokierować panele fotowoltaiczne w tym przypadku za pomocą serwomechanizmów - serv o uciągu 9 gram - SG90 i umieszczonych na gimbalu nylonowym Pan Tilt 30 × 30. Skoro mamy już napęd i czujniki (bo tyle potrzebujemy do tej konstrukcji) to idziemy dalej, czyli jak to połączyć, zrobić i wykonać...

Rozpoczynamy budowę trackera słońca 

Ja w dużej mierze wykorzystywałem balsę modelarską ze względu na jej elastyczność, łatwość obróbki, a zarazem wytrzymałość. Cała konstrukcja opiera się zaś na gimbalu który to jest przymocowany do metalowych stabilizujących blaszek. Od góry do balsy przyklejone są panele słoneczne. Jak łączyć panele PV szeregowo, równolegle i wykonać połączenia mieszane opisałem w tym osobnym artykule. Czujniki światła mogą być umieszczone centralnie, tak jak ja to zrobiłem, lub jeżeli mamy jeden prostokątny czy kwadratowy panel możemy cztery czujniki umieścić na 4 rogach tego panelu z niewielkimi wtedy osłonami. Połączenia w przypadku czujników cyfrowych jest bardzo proste, podłączamy po prostu SCL do SCL a SDA do SDA i od cała filozofia, plus oczywiście zasilanie. W przypadku fotorezystorów jedne nóżki po umieszczeniu w uchwycie lutujemy razem i wyprowadzamy z nich przewód czarny, czyli minus: 

Następnie izolujemy i lutujemy jedne końce rezystorów 10K Ohm z pozostałymi od fotorezystorów, drugie końce rezystorów lutujemy razem i lutujemy do nich czerwony przewód +5 V. Z połączonych jednych końców rezystorów i fotorezystorów wyprowadzamy przewody, które pójdą do wejść analogowych Arduino:


Połączone panele słoneczne mocujemy razem wraz z modułem czujników na kawałku balsy a całość na nylonowy gimbal: 



Na koniec umieszczamy Arduino i podłączamy wszystko razem:

Złożona całość przedstawia się następująco:



Jeżeli chodzi o program, to jest on TUTAJ i jest nieco przerobionym przykładem z internetu.

Tutaj jest filmik z krótkiej demonstracji działania układu: