फोटोव्होल्टेइक, वैज्ञानिक संशोधन आणि कृषी या सर्वांना फायदा होतो! पूर्णपणे स्वयंचलित सोलर ट्रॅकर केसचे सर्वसमावेशक विश्लेषण

पूर्णपणे स्वयंचलित सोलर ट्रॅकरचे मुख्य वैशिष्ट्य म्हणजे सूर्याची स्थिती अचूकपणे ओळखणे आणि त्यानुसार आवश्यक समायोजन करणे. मी विविध प्रकरणांमधील त्याचे उपयोग एकत्रित करून, सेन्सरद्वारे ओळख, नियंत्रण प्रणालीचे विश्लेषण व निर्णय घेणे आणि यांत्रिक प्रेषणाचे समायोजन या तीन प्रमुख टप्प्यांमधून त्याच्या कार्यतत्त्वाचे सविस्तर विवेचन करेन.

पूर्णपणे स्वयंचलित सोलर ट्रॅकरचे कार्यतत्त्व प्रामुख्याने सूर्याच्या स्थितीच्या रिअल-टाइम निरीक्षणावर आणि अचूक नियंत्रणावर आधारित आहे. सेन्सर्स, नियंत्रण प्रणाली आणि यांत्रिक प्रसारण उपकरणांच्या समन्वित कार्याद्वारे, ते सूर्याचा स्वयंचलित मागोवा खालीलप्रमाणे घेते:
सौर स्थिती ओळख: पूर्णपणे स्वयंचलित सौर ट्रॅकर सूर्याची स्थिती रिअल-टाइममध्ये ओळखण्यासाठी अनेक सेन्सर्सवर अवलंबून असतो. यामध्ये सामान्यतः फोटोइलेक्ट्रिक सेन्सर्स आणि खगोलशास्त्रीय दिनदर्शिका गणना पद्धती यांचे संयोजन वापरले जाते. फोटोइलेक्ट्रिक सेन्सर्समध्ये सामान्यतः वेगवेगळ्या दिशांना वितरीत केलेल्या अनेक फोटोव्होल्टेइक पेशींचा समावेश असतो. जेव्हा सूर्यप्रकाश पडतो, तेव्हा प्रत्येक फोटोव्होल्टेइक पेशीला मिळणाऱ्या प्रकाशाची तीव्रता वेगवेगळी असते. वेगवेगळ्या फोटोव्होल्टेइक पेशींच्या आउटपुट सिग्नल्सची तुलना करून, सूर्याचे अझिमुथ आणि अल्टिट्यूड कोन निश्चित केले जाऊ शकतात. खगोलशास्त्रीय दिनदर्शिका गणनेचे नियम पृथ्वीच्या सूर्याभोवतीच्या प्रदक्षिणेच्या आणि परिभ्रमणाच्या नियमांवर आधारित असतात. तारीख, वेळ आणि भौगोलिक स्थान यांसारख्या माहितीच्या आधारे, पूर्वनिश्चित गणितीय मॉडेल्सद्वारे आकाशातील सूर्याच्या सैद्धांतिक स्थितीची गणना केली जाते. मोठ्या सौर ऊर्जा केंद्रांच्या बाबतीत, उच्च-सुस्पष्टता असलेले सौर स्थिती सेन्सर्स सूर्याच्या अझिमुथ आणि अल्टिट्यूड कोनांचे निरीक्षण करून पुढील समायोजनांसाठी डेटा समर्थन प्रदान करतात.

सिग्नल प्रक्रिया आणि नियंत्रण निर्णय-प्रक्रिया: सेन्सरद्वारे शोधलेला सूर्याच्या स्थितीचा सिग्नल नियंत्रण प्रणालीकडे पाठवला जातो, जी सामान्यतः एक एम्बेडेड मायक्रोप्रोसेसर किंवा संगणक नियंत्रण प्रणाली असते. नियंत्रण प्रणाली सिग्नलचे विश्लेषण आणि प्रक्रिया करते, सेन्सरद्वारे शोधलेल्या सूर्याच्या प्रत्यक्ष स्थितीची तुलना फोटोव्होल्टेइक पॅनेल किंवा निरीक्षण उपकरणाच्या सध्याच्या कोनाशी करते आणि समायोजित करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या कोनातील फरकाची गणना करते. त्यानंतर, पूर्वनिश्चित नियंत्रण धोरण आणि अल्गोरिदमच्या आधारावर, कोन समायोजनासाठी यांत्रिक प्रसारण उपकरणाला चालना देण्यासाठी संबंधित नियंत्रण सूचना तयार केल्या जातात. खगोलशास्त्रीय वैज्ञानिक संशोधन निरीक्षणाच्या बाबतीत, संगणक सॉफ्टवेअरद्वारे निरीक्षणाचे मापदंड निश्चित केल्यानंतर, नियंत्रण प्रणाली पूर्वनिश्चित कार्यक्रमानुसार निरीक्षण उपकरणाचा कोन कसा समायोजित करायचा याचे आपोआप विश्लेषण करून निर्णय घेऊ शकते.

यांत्रिक प्रसारण आणि कोन समायोजन: नियंत्रण प्रणालीद्वारे दिलेल्या सूचना यांत्रिक प्रसारण उपकरणाकडे पाठवल्या जातात. सामान्य यांत्रिक प्रसारण पद्धतींमध्ये इलेक्ट्रिक पुश रॉड्स, गीअर्स किंवा लीड स्क्रूसह जोडलेले स्टेपर मोटर्स इत्यादींचा समावेश होतो. सूचना मिळाल्यावर, यांत्रिक प्रसारण उपकरण आवश्यकतेनुसार फोटोव्होल्टेइक पॅनेल सपोर्ट किंवा निरीक्षण उपकरणाच्या सपोर्टला फिरवते किंवा झुकवते, ज्यामुळे फोटोव्होल्टेइक पॅनेल किंवा निरीक्षण उपकरण सूर्यप्रकाशाला लंब किंवा विशिष्ट कोनात समायोजित होते. उदाहरणार्थ, कृषी हरितगृह फोटोव्होल्टेइक प्रणालींच्या बाबतीत, एक-अक्षीय पूर्णपणे स्वयंचलित सोलर ट्रॅकर नियंत्रण प्रणालीच्या सूचनेनुसार यांत्रिक प्रसारण उपकरणांद्वारे फोटोव्होल्टेइक पॅनेलचा कोन समायोजित करतो, ज्यामुळे पिकांना पुरेसा प्रकाश मिळतो आणि सौर किरणोत्सर्गाचे कार्यक्षमतेने ग्रहण होते.

फीडबॅक आणि सुधारणा: ट्रॅकिंगची अचूकता सुनिश्चित करण्यासाठी, प्रणालीमध्ये एक फीडबॅक यंत्रणा देखील समाविष्ट केली जाईल. फोटोव्होल्टेइक पॅनेल किंवा निरीक्षण उपकरणांच्या प्रत्यक्ष कोनाचे रिअल-टाइममध्ये निरीक्षण करण्यासाठी आणि ही कोनाची माहिती नियंत्रण प्रणालीला फीडबॅक देण्यासाठी, सामान्यतः यांत्रिक ट्रान्समिशन उपकरणांवर कोन सेन्सर्स स्थापित केले जातात. नियंत्रण प्रणाली प्रत्यक्ष कोनाची तुलना लक्ष्यित कोनाशी करते. जर विचलन आढळले, तर ती कोन दुरुस्त करण्यासाठी आणि ट्रॅकिंगची अचूकता सुनिश्चित करण्यासाठी पुन्हा समायोजन सूचना जारी करेल. सतत निरीक्षण, गणना, समायोजन आणि फीडबॅकद्वारे, पूर्णपणे स्वयंचलित सोलर ट्रॅकर सूर्याच्या स्थितीतील बदलांचा सतत आणि अचूकपणे मागोवा घेऊ शकतो.
मोठ्या सौर ऊर्जा केंद्रांची वीज निर्मिती कार्यक्षमता सुधारण्याचे एक उदाहरण
(1) प्रकल्पाची पार्श्वभूमी
अमेरिकेतील एका मोठ्या जमिनीवर उभारलेल्या सौर ऊर्जा केंद्राची स्थापित क्षमता ५० मेगावॅट आहे. सुरुवातीला, फोटोव्होल्टेइक पॅनेल बसवण्यासाठी स्थिर ब्रॅकेटचा वापर केला जात होता. सूर्याच्या स्थितीतील बदलांचा रिअल-टाइममध्ये मागोवा घेता येत नसल्यामुळे, फोटोव्होल्टेइक पॅनेलला मिळणाऱ्या सौर किरणांचे प्रमाण मर्यादित होते, परिणामी वीज निर्मितीची कार्यक्षमता तुलनेने कमी होती. विशेषतः पहाटे आणि संध्याकाळी, तसेच ऋतूंच्या संक्रमणाच्या काळात, वीज निर्मितीतील घट लक्षणीय होती. ऊर्जा केंद्राची वीज निर्मिती कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी, ऊर्जा केंद्राच्या चालकाने स्वयंचलित सोलर ट्रॅकर बसवण्याचा निर्णय घेतला आहे.
(२) उपाय
वीज केंद्रामध्ये फोटोव्होल्टेइक पॅनेलचे ब्रॅकेट्स टप्प्याटप्प्याने बदला आणि दुहेरी-अक्षीय पूर्णपणे स्वयंचलित सोलर ट्रॅकर्स स्थापित करा. हा ट्रॅकर उच्च-सुस्पष्टता असलेल्या सोलर पोझिशन सेन्सर्सद्वारे सूर्याच्या अझिमुथ आणि अल्टिट्यूड कोनांवर रिअल-टाइममध्ये लक्ष ठेवतो. एका प्रगत नियंत्रण प्रणालीच्या साहाय्याने, तो ब्रॅकेटला चालना देऊन फोटोव्होल्टेइक पॅनेलचा कोन आपोआप समायोजित करतो, ज्यामुळे फोटोव्होल्टेइक पॅनेल नेहमी सूर्यप्रकाशाला लंब राहतील याची खात्री होते. त्याच वेळी, दूरस्थ देखरेख आणि बिघाडाची पूर्वसूचना मिळवण्यासाठी हा ट्रॅकर वीज केंद्राच्या बुद्धिमान व्यवस्थापन प्रणालीशी जोडलेला असतो.
(3) अंमलबजावणीचा परिणाम
पूर्णपणे स्वयंचलित सोलर ट्रॅकर बसवल्यानंतर, सौर ऊर्जा केंद्राच्या वीज निर्मिती कार्यक्षमतेत लक्षणीय सुधारणा झाली आहे. आकडेवारीनुसार, पूर्वीच्या तुलनेत वार्षिक वीज निर्मिती २५% ते ३०% नी वाढली असून, सरासरी दैनंदिन वीज निर्मितीमध्येही लक्षणीय वाढ झाली आहे. हिवाळा आणि पावसाळ्यासारख्या कमी प्रकाशाच्या काळात, वीज निर्मितीचा हा फायदा अधिकच ठळकपणे दिसून येतो. ऊर्जा केंद्रावरील गुंतवणुकीचा परतावा लक्षणीयरीत्या वाढला असून, उपकरणांच्या नूतनीकरणाचा खर्च नियोजित वेळेच्या २ ते ३ वर्षे आधीच वसूल होईल अशी अपेक्षा आहे.

खगोलशास्त्रीय वैज्ञानिक संशोधन निरीक्षणांमधील अचूक स्थाननिश्चितीचे एक उदाहरण
(1) प्रकल्पाची पार्श्वभूमी
जेव्हा रशियामधील एक विशिष्ट खगोलशास्त्रीय संशोधन संस्था सौर निरीक्षण संशोधन करत होती, तेव्हा निरीक्षण उपकरणांच्या पारंपरिक हस्तचलित समायोजनामुळे सूर्याचा उच्च-अचूकतेने आणि दीर्घकाळ मागोवा घेण्याची व निरीक्षण करण्याची गरज पूर्ण होत नव्हती, ज्यामुळे सातत्यपूर्ण आणि अचूक सौर माहिती मिळवणे कठीण होत होते. वैज्ञानिक संशोधन आणि निरीक्षणाचा स्तर उंचावण्यासाठी, संस्थेने निरीक्षणात सहाय्य म्हणून पूर्णपणे स्वयंचलित सौर ट्रॅकर्स वापरण्याचा निर्णय घेतला आहे.
(२) उपाय
वैज्ञानिक संशोधनासाठी खास तयार केलेला एक उच्च-अचूकता असलेला पूर्णपणे स्वयंचलित सौर ट्रॅकर निवडण्यात आला आहे. या ट्रॅकरची स्थान निश्चितीची अचूकता ०.१° पर्यंत पोहोचू शकते आणि त्यात उच्च स्थिरता व व्यत्यय-प्रतिरोधक क्षमता आहे. हा ट्रॅकर सौर दुर्बिणी आणि स्पेक्ट्रोमीटर यांसारख्या वैज्ञानिक संशोधन निरीक्षण उपकरणांशी प्रत्यक्ष जोडला जातो आणि अचूकपणे कॅलिब्रेट केला जातो. निरीक्षणाचे मापदंड संगणक सॉफ्टवेअरद्वारे निश्चित केले जातात, ज्यामुळे ट्रॅकर पूर्वनिश्चित प्रोग्रामनुसार निरीक्षण उपकरणाचा कोन आपोआप समायोजित करू शकतो आणि सूर्याच्या मार्गाचा रिअल-टाइममध्ये मागोवा घेऊ शकतो.
(3) अंमलबजावणीचा परिणाम
पूर्णपणे स्वयंचलित सोलर ट्रॅकर वापरात आणल्यानंतर, संशोधक सूर्याचे दीर्घकाळ आणि उच्च-अचूकतेने ट्रॅकिंग व निरीक्षण सहजपणे करू शकतात. निरीक्षण डेटाची सातत्यता आणि अचूकता लक्षणीयरीत्या सुधारली आहे, ज्यामुळे अवेळी उपकरणाच्या समायोजनामुळे होणारे डेटाचे नुकसान आणि त्रुटी प्रभावीपणे कमी होतात. या ट्रॅकरच्या मदतीने, संशोधन संघाने सौर क्रियाकलापांचा अधिक विपुल डेटा यशस्वीपणे मिळवला आणि सनस्पॉट संशोधन व कोरोनाल निरीक्षण यांसारख्या क्षेत्रांमध्ये अनेक महत्त्वाचे वैज्ञानिक संशोधन निष्कर्ष साधले.

शेतीतील हरितगृहांमधील फोटोव्होल्टेइक प्रणालींच्या सहयोगी इष्टतमीकरणाचे एक उदाहरण
(1) प्रकल्पाची पार्श्वभूमी
ब्राझीलमधील एका विशिष्ट कृषी फोटोव्होल्टेइक एकात्मिक हरितगृहामध्ये, फोटोव्होल्टेइक पॅनेल स्थिर पद्धतीने बसवलेले आहेत. हरितगृहातील पिकांची प्रकाशाची गरज भागवत असताना, वीज निर्मितीसाठी सौर ऊर्जेचा पूर्णपणे वापर करणे शक्य होत नाही. कृषी उत्पादन आणि फोटोव्होल्टेइक वीज निर्मिती यांचे समन्वित इष्टतमीकरण साधण्यासाठी आणि हरितगृहांचे एकूण उत्पन्न वाढवण्यासाठी, चालकाने पूर्णपणे स्वयंचलित सोलर ट्रॅकर्स बसवण्याचा निर्णय घेतला आहे.
(२) उपाय
एक-अक्षीय पूर्णपणे स्वयंचलित सोलर ट्रॅकर स्थापित करा. हा ट्रॅकर सूर्याच्या स्थितीनुसार फोटोव्होल्टेइक पॅनेलचा कोन समायोजित करू शकतो. हरितगृहातील पिकांसाठी सूर्यप्रकाशाचा कालावधी आणि तीव्रता सुनिश्चित करण्याच्या अटीवर, तो जास्तीत जास्त प्रमाणात सौर किरणोत्सर्ग प्राप्त करू शकतो. बुद्धिमान नियंत्रण प्रणालीद्वारे, फोटोव्होल्टेइक पॅनेलच्या कोन समायोजनाची श्रेणी निश्चित केली जाऊ शकते, जेणेकरून फोटोव्होल्टेइक पॅनेलवर जास्त सूर्यप्रकाश अडवल्यामुळे पिकांच्या वाढीवर होणारा परिणाम टाळता येईल. त्याच वेळी, हा ट्रॅकर हरितगृहाच्या पर्यावरण निरीक्षण प्रणालीशी जोडलेला असतो, जेणेकरून पिकांच्या वाढीच्या गरजेनुसार फोटोव्होल्टेइक पॅनेलचा कोन रिअल-टाइममध्ये समायोजित करता येतो.
(3) अंमलबजावणीचा परिणाम
पूर्णपणे स्वयंचलित सोलर ट्रॅकर बसवल्यानंतर, कृषी हरितगृहांमधील फोटोव्होल्टेइक वीज निर्मिती सुमारे २०% नी वाढली आहे, ज्यामुळे पिकांच्या सामान्य वाढीवर परिणाम न करता सौर ऊर्जा संसाधनांचा कार्यक्षम वापर साध्य झाला आहे. अधिक एकसमान प्रकाश परिस्थितीमुळे हरितगृहांमधील पिके चांगली वाढतात आणि उत्पन्न व गुणवत्ता या दोन्हींमध्ये सुधारणा झाली आहे. कृषी आणि फोटोव्होल्टेइक उद्योग यांच्यातील समन्वय उल्लेखनीय आहे आणि हरितगृहांचे एकूण उत्पन्न पूर्वीच्या तुलनेत १५% ते २०% नी वाढले आहे.

वरील उदाहरणे विविध क्षेत्रांमध्ये पूर्णपणे स्वयंचलित सोलर ट्रॅकर्सच्या उपयोजनातील यश दर्शवतात. जर तुम्हाला विशिष्ट परिस्थितींच्या उदाहरणांबद्दल अधिक जाणून घ्यायचे असेल किंवा मजकुरात बदल करण्यासंबंधी काही सूचना असतील, तर कृपया मला कधीही संकोच न करता सांगा.

कृपया होंडे टेक्नॉलॉजी कंपनी लिमिटेडशी संपर्क साधा.

दूरध्वनी: +86-15210548582

Email: info@hondetech.com

कंपनीची वेबसाईट:www.hondetechco.com