पूर्णपणे स्वयंचलित सौर ट्रॅकर: तत्व, तंत्रज्ञान आणि नाविन्यपूर्ण अनुप्रयोग

उपकरणांचा आढावा
पूर्णपणे स्वयंचलित सौर ट्रॅकर ही एक बुद्धिमान प्रणाली आहे जी वास्तविक वेळेत सूर्याचे दिगंब आणि उंची ओळखते, फोटोव्होल्टेइक पॅनेल, कॉन्सन्ट्रेटर किंवा निरीक्षण उपकरणे चालवते जेणेकरून सूर्याच्या किरणांसह नेहमीच सर्वोत्तम कोन राखता येईल. स्थिर सौर उपकरणांच्या तुलनेत, ते ऊर्जा प्राप्त करण्याची कार्यक्षमता २०%-४०% ने वाढवू शकते आणि फोटोव्होल्टेइक वीज निर्मिती, कृषी प्रकाश नियमन, खगोलशास्त्रीय निरीक्षण आणि इतर क्षेत्रात त्याचे महत्त्वपूर्ण मूल्य आहे.

मुख्य तंत्रज्ञान रचना
धारणा प्रणाली
फोटोइलेक्ट्रिक सेन्सर अ‍ॅरे: सौर प्रकाश तीव्रतेच्या वितरणातील फरक शोधण्यासाठी चार-चतुर्भुज फोटोडायोड किंवा सीसीडी इमेज सेन्सर वापरा.
खगोलशास्त्रीय अल्गोरिथम भरपाई: अंगभूत जीपीएस पोझिशनिंग आणि खगोलशास्त्रीय कॅलेंडर डेटाबेस, पावसाळी हवामानात सूर्याच्या मार्गाची गणना आणि अंदाज लावणे
मल्टी-सोर्स फ्यूजन डिटेक्शन: प्रकाशाची तीव्रता, तापमान आणि वाऱ्याच्या गतीचे सेन्सर एकत्र करून हस्तक्षेप-विरोधी स्थिती प्राप्त करा (जसे की सूर्यप्रकाश प्रकाशाच्या हस्तक्षेपापासून वेगळे करणे)
नियंत्रण प्रणाली
दुहेरी-अक्ष ड्राइव्ह रचना:
क्षैतिज रोटेशन अक्ष (अझिमुथ): स्टेपर मोटर ०-३६०° रोटेशन नियंत्रित करते, अचूकता ±०.१°
पिच अॅडजस्टमेंट अक्ष (उंचीचा कोन): चार ऋतूंमध्ये सौर उंचीच्या बदलाशी जुळवून घेण्यासाठी रेषीय पुश रॉड -१५°~९०° समायोजन साध्य करतो.
अनुकूली नियंत्रण अल्गोरिथम: ऊर्जेचा वापर कमी करण्यासाठी मोटरचा वेग गतिमानपणे समायोजित करण्यासाठी PID बंद-लूप नियंत्रण वापरा.
यांत्रिक रचना
हलके संमिश्र कंस: कार्बन फायबर मटेरियल १०:१ च्या ताकद-ते-वजन गुणोत्तरापर्यंत पोहोचते आणि १० च्या वारा प्रतिरोध पातळीपर्यंत पोहोचते.
सेल्फ-क्लीनिंग बेअरिंग सिस्टम: IP68 संरक्षण पातळी, अंगभूत ग्रेफाइट स्नेहन थर आणि वाळवंटातील वातावरणात सतत ऑपरेशन लाइफ 5 वर्षांपेक्षा जास्त आहे.
ठराविक अर्ज प्रकरणे
१. उच्च-शक्ती केंद्रित फोटोव्होल्टेइक पॉवर स्टेशन (CPV)

अ‍ॅरे टेक्नॉलॉजीज ड्युराट्रॅक एचझेड व्ही३ ट्रॅकिंग सिस्टम दुबई, यूएई येथील सोलर पार्कमध्ये III-V मल्टी-जंक्शन सोलर सेलसह तैनात आहे:

दुहेरी-अक्ष ट्रॅकिंगमुळे प्रकाश ऊर्जा रूपांतरण कार्यक्षमता ४१% (स्थिर कंस फक्त ३२% आहेत) सक्षम होते.

चक्रीवादळ मोडसह सुसज्ज: जेव्हा वाऱ्याचा वेग २५ मीटर/सेकंदांपेक्षा जास्त असतो, तेव्हा फोटोव्होल्टेइक पॅनेल स्वयंचलितपणे वारा-प्रतिरोधक कोनात समायोजित केले जाते जेणेकरून संरचनात्मक नुकसान होण्याचा धोका कमी होईल.

२. स्मार्ट कृषी सौर हरितगृह

नेदरलँड्समधील वेगेनिंगेन विद्यापीठ टोमॅटो ग्रीनहाऊसमध्ये सोलरएज सनफ्लॉवर ट्रॅकिंग सिस्टम एकत्रित करते:

प्रकाशाची एकरूपता 65% ने सुधारण्यासाठी परावर्तक अ‍ॅरेद्वारे सूर्यप्रकाशाचा आपाती कोन गतिमानपणे समायोजित केला जातो.

वनस्पतींच्या वाढीच्या मॉडेलसोबत एकत्रितपणे, ते दुपारी तीव्र प्रकाशाच्या काळात पाने जळू नयेत म्हणून आपोआप १५° विचलित होते.

३. अवकाश खगोलीय निरीक्षण व्यासपीठ
चायनीज अकादमी ऑफ सायन्सेसची युनान वेधशाळा ASA DDM85 विषुववृत्तीय ट्रॅकिंग सिस्टम वापरते:

स्टार ट्रॅकिंग मोडमध्ये, कोनीय रिझोल्यूशन ०.०५ आर्क सेकंदांपर्यंत पोहोचते, जे खोल आकाशातील वस्तूंच्या दीर्घकालीन प्रदर्शनाच्या गरजा पूर्ण करते.

पृथ्वीच्या परिभ्रमणाची भरपाई करण्यासाठी क्वार्ट्ज जायरोस्कोप वापरल्याने, २४ तासांचा ट्रॅकिंग एरर ३ आर्क मिनिटांपेक्षा कमी असतो.

४. स्मार्ट सिटी स्ट्रीट लाईट सिस्टीम
शेन्झेन कियानहाई क्षेत्रातील पायलट सोलरट्री फोटोव्होल्टेइक स्ट्रीट लाईट्स:

ड्युअल-अ‍ॅक्सिस ट्रॅकिंग + मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सेल्समुळे सरासरी दैनिक वीज निर्मिती ४.२ किलोवॅट प्रति तास होते, ज्यामुळे ७२ तास पावसाळी आणि ढगाळ बॅटरी लाईफ मिळते.

रात्रीच्या वेळी वाऱ्याचा प्रतिकार कमी करण्यासाठी आणि 5G मायक्रो बेस स्टेशन माउंटिंग प्लॅटफॉर्म म्हणून काम करण्यासाठी स्वयंचलितपणे क्षैतिज स्थितीवर रीसेट करा.

५. सौर डिसेलिनेशन जहाज
मालदीव "सोलरसेलर" प्रकल्प:

हल डेकवर लवचिक फोटोव्होल्टेइक फिल्म घातली जाते आणि हायड्रॉलिक ड्राइव्ह सिस्टमद्वारे लाट भरपाई ट्रॅकिंग साध्य केले जाते.

स्थिर प्रणालींच्या तुलनेत, दररोजच्या गोड्या पाण्याचे उत्पादन २८% ने वाढले आहे, जे २०० लोकांच्या समुदायाच्या दैनंदिन गरजा पूर्ण करते.

तंत्रज्ञान विकास ट्रेंड
मल्टी-सेन्सर फ्यूजन पोझिशनिंग: जटिल भूप्रदेशात सेंटीमीटर-स्तरीय ट्रॅकिंग अचूकता प्राप्त करण्यासाठी व्हिज्युअल SLAM आणि लिडार एकत्र करा.

एआय ड्राइव्ह स्ट्रॅटेजी ऑप्टिमायझेशन: ढगांच्या हालचालीचा अंदाज घेण्यासाठी सखोल शिक्षणाचा वापर करा आणि इष्टतम ट्रॅकिंग मार्गाची आगाऊ योजना करा (एमआयटी प्रयोग दर्शवितात की ते दररोज वीज निर्मिती 8% ने वाढवू शकते)

बायोनिक स्ट्रक्चर डिझाइन: सूर्यफुलांच्या वाढीच्या यंत्रणेचे अनुकरण करा आणि मोटर ड्राइव्हशिवाय लिक्विड क्रिस्टल इलास्टोमर सेल्फ-स्टीअरिंग डिव्हाइस विकसित करा (जर्मन केआयटी प्रयोगशाळेच्या प्रोटोटाइपने ±30° स्टीअरिंग साध्य केले आहे)

स्पेस फोटोव्होल्टेइक अ‍ॅरे: जपानच्या JAXA ने विकसित केलेली SSPS प्रणाली टप्प्याटप्प्याने अ‍ॅरे अँटेनाद्वारे मायक्रोवेव्ह ऊर्जा प्रसारित करते आणि सिंक्रोनस ऑर्बिट ट्रॅकिंग त्रुटी <0.001° आहे.

निवड आणि अंमलबजावणी सूचना
डेझर्ट फोटोव्होल्टेइक पॉवर स्टेशन, वाळू आणि धूळ प्रतिरोधक वेअर, ५०℃ उच्च तापमान ऑपरेशन, बंद हार्मोनिक रिडक्शन मोटर + एअर कूलिंग हीट डिसिपेशन मॉड्यूल

ध्रुवीय संशोधन केंद्र, -60℃ कमी तापमानाचा स्टार्ट-अप, बर्फ आणि बर्फाचा भार कमी करणारा, हीटिंग बेअरिंग + टायटॅनियम मिश्र धातु ब्रॅकेट

होम डिस्ट्रिब्युटेड फोटोव्होल्टेइक, सायलेंट डिझाइन (<४०dB), हलके रूफटॉप इन्स्टॉलेशन, सिंगल-अ‍ॅक्सिस ट्रॅकिंग सिस्टम + ब्रशलेस डीसी मोटर

निष्कर्ष
पेरोव्स्काईट फोटोव्होल्टेइक मटेरियल आणि डिजिटल ट्विन ऑपरेशन आणि मेंटेनन्स प्लॅटफॉर्म सारख्या तंत्रज्ञानातील प्रगतीसह, पूर्णपणे स्वयंचलित सौर ट्रॅकर्स "निष्क्रिय अनुसरण" पासून "भविष्यसूचक सहकार्य" पर्यंत विकसित होत आहेत. भविष्यात, ते अंतराळ सौर ऊर्जा केंद्रे, प्रकाशसंश्लेषण कृत्रिम प्रकाश स्रोत आणि आंतरतारकीय अन्वेषण वाहनांच्या क्षेत्रात अधिक अनुप्रयोग क्षमता दर्शवतील.