De kern van een volledig automatische zonvolger ligt in het nauwkeurig waarnemen van de positie van de zon en het daarop afstemmen van de afstelling. Ik zal de toepassingen ervan in verschillende gevallen combineren en het werkingsprincipe ervan in detail toelichten aan de hand van drie belangrijke schakels: sensordetectie, analyse en besluitvorming door het besturingssysteem en mechanische afstelling.
Het werkingsprincipe van de volledig automatische zonvolger is hoofdzakelijk gebaseerd op de realtime monitoring en nauwkeurige regeling van de positie van de zon. Door de gecoördineerde werking van sensoren, besturingssystemen en mechanische aandrijfmechanismen wordt automatische zonvolging gerealiseerd, zoals hieronder beschreven:
Positiebepaling van de zon: Een volledig automatische zonvolger maakt gebruik van meerdere sensoren om de positie van de zon in realtime te bepalen. Veelgebruikte combinaties zijn foto-elektrische sensoren en astronomische kalenderberekeningen. Foto-elektrische sensoren bestaan meestal uit meerdere fotovoltaïsche cellen die in verschillende richtingen zijn verdeeld. Wanneer de zon schijnt, is de intensiteit van het licht dat door elke fotovoltaïsche cel wordt opgevangen verschillend. Door de uitgangssignalen van de verschillende fotovoltaïsche cellen te vergelijken, kunnen de azimut- en hoogtehoeken van de zon worden bepaald. Astronomische kalenderberekeningen zijn gebaseerd op de wetten van de aardrotatie en de omwenteling van de aarde rond de zon, gecombineerd met informatie zoals datum, tijd en geografische locatie, om de theoretische positie van de zon aan de hemel te berekenen aan de hand van vooraf ingestelde wiskundige modellen. Bij grootschalige zonne-energiecentrales bieden zeer nauwkeurige zonpositiesensoren dataondersteuning voor latere aanpassingen door de azimut- en hoogtehoeken van de zon te monitoren.
Signaalverwerking en besluitvorming: Het door de sensor gedetecteerde signaal van de zonnepositie wordt naar het besturingssysteem verzonden, dat meestal bestaat uit een ingebouwde microprocessor of een computerbesturingssysteem. Het besturingssysteem analyseert en verwerkt de signalen, vergelijkt de werkelijke positie van de zon die door de sensor is gedetecteerd met de huidige hoek van het fotovoltaïsche paneel of de observatieapparatuur, en berekent het hoekverschil dat moet worden aangepast. Vervolgens worden, op basis van de vooraf ingestelde besturingsstrategie en het algoritme, overeenkomstige besturingsinstructies gegenereerd om het mechanische transmissiemechanisme aan te sturen voor de hoekaanpassing. In astronomische wetenschappelijke observatiesituaties kan het besturingssysteem, na het instellen van de observatieparameters via computersoftware, automatisch analyseren en beslissen hoe de hoek van de observatieapparatuur moet worden aangepast volgens het vooraf ingestelde programma.
Mechanische overbrenging en hoekverstelling: De instructies van het besturingssysteem worden doorgegeven aan de mechanische overbrenging. Gangbare methoden voor mechanische overbrenging zijn elektrische duwstangen, stappenmotoren in combinatie met tandwielen of spindels, enzovoort. Na ontvangst van de instructie zorgt de mechanische overbrenging ervoor dat de steun van het fotovoltaïsche paneel of de meetapparatuur roteert of kantelt, zodat het fotovoltaïsche paneel of de meetapparatuur loodrecht op het zonlicht staat of onder een specifieke hoek. Bijvoorbeeld, in het geval van fotovoltaïsche systemen in landbouwkassystemen, past een volledig automatische zonvolger met één as de hoek van de fotovoltaïsche panelen aan via mechanische overbrenging volgens de instructies van het besturingssysteem. Dit zorgt ervoor dat gewassen voldoende licht ontvangen en tegelijkertijd een efficiënte opname van zonnestraling wordt bereikt.
Feedback en correctie: Om de nauwkeurigheid van de tracking te garanderen, introduceert het systeem ook een feedbackmechanisme. Hoeksensoren worden meestal geïnstalleerd op mechanische transmissie-apparaten om de werkelijke hoek van de fotovoltaïsche panelen of observatieapparatuur in realtime te monitoren en deze hoekinformatie terug te koppelen naar het besturingssysteem. Het besturingssysteem vergelijkt de werkelijke hoek met de gewenste hoek. Als er een afwijking is, geeft het een correctie-instructie om de hoek te corrigeren en de trackingnauwkeurigheid te waarborgen. Door continue detectie, berekening, aanpassing en feedback kan de volledig automatische zonvolger de veranderingen in de positie van de zon continu en nauwkeurig volgen.
Een voorbeeld van het verbeteren van de energieopwekkingsefficiëntie van grootschalige zonne-energiecentrales.
(1) Projectachtergrond
Een grootschalige, op de grond gemonteerde zonne-energiecentrale in de Verenigde Staten heeft een geïnstalleerd vermogen van 50 megawatt. Oorspronkelijk werden de zonnepanelen met vaste beugels gemonteerd. Omdat de positie van de zon niet in realtime kon worden gevolgd, was de hoeveelheid zonnestraling die de panelen ontvingen beperkt, wat resulteerde in een relatief laag rendement van de energieopwekking. Vooral 's ochtends vroeg, 's avonds laat en tijdens de overgang tussen de seizoenen was het energieverlies aanzienlijk. Om het rendement van de energiecentrale te verbeteren, heeft de exploitant besloten een automatisch zonvolgsysteem te installeren.
(2) Oplossingen
Vervang de bevestigingsbeugels van de zonnepanelen in batches binnen de energiecentrale en installeer volledig automatische, dubbelassige zonvolgsystemen. Deze systemen monitoren de azimut- en hoogtehoek van de zon in realtime met behulp van zeer nauwkeurige zonpositiesensoren. In combinatie met een geavanceerd besturingssysteem stuurt het de beugels aan om de hoek van de zonnepanelen automatisch aan te passen, zodat de panelen altijd loodrecht op het zonlicht gericht zijn. Tegelijkertijd is het volgsysteem verbonden met het intelligente beheersysteem van de energiecentrale voor bewaking op afstand en vroegtijdige waarschuwing bij storingen.
(3) Implementatie-effect
Na de installatie van de volledig automatische zonvolger is het rendement van de zonne-energiecentrale aanzienlijk verbeterd. Volgens de statistieken is de jaarlijkse energieproductie met 25% tot 30% gestegen ten opzichte van voorheen, met een aanzienlijke toename van de gemiddelde dagelijkse energieproductie. Tijdens perioden met weinig licht, zoals in de winter en op regenachtige dagen, is het voordeel van de energieproductie nog groter. Het rendement op de investering in de centrale is aanzienlijk gestegen en naar verwachting zullen de kosten van de renovatie van de apparatuur 2 tot 3 jaar eerder dan gepland worden terugverdiend.
Een voorbeeld van nauwkeurige positionering bij astronomische wetenschappelijke onderzoekswaarnemingen.
(1) Projectachtergrond
Toen een bepaald astronomisch onderzoeksinstituut in Rusland onderzoek deed naar zonneobservaties, bleek de traditionele handmatige afstelling van de observatieapparatuur niet te voldoen aan de eisen voor nauwkeurige en langdurige tracking en observatie van de zon. Dit maakte het moeilijk om continue en accurate zonnegegevens te verkrijgen. Om het niveau van wetenschappelijk onderzoek en observatie te verhogen, heeft het instituut besloten om volledig automatische zonnevolgsystemen te gebruiken ter ondersteuning van de observaties.
(2) Oplossingen
Er is gekozen voor een uiterst nauwkeurige, volledig automatische zonvolger die speciaal is ontworpen voor wetenschappelijk onderzoek. De positioneringsnauwkeurigheid van deze volger bedraagt 0,1° en hij is zeer stabiel en bestand tegen storingen. De volger is stevig verbonden met en nauwkeurig gekalibreerd voor wetenschappelijke observatieapparatuur zoals zonnetelescopen en spectrometers. Observatieparameters worden ingesteld via computersoftware, waardoor de volger de hoek van de observatieapparatuur automatisch kan aanpassen volgens een vooraf ingesteld programma en de baan van de zon in realtime kan volgen.
(3) Implementatie-effect
Nadat de volledig automatische zonnevolger in gebruik is genomen, kunnen onderzoekers de zon eenvoudig langdurig en zeer nauwkeurig volgen en observeren. De continuïteit en nauwkeurigheid van de observatiegegevens zijn aanzienlijk verbeterd, waardoor gegevensverlies en fouten als gevolg van onjuiste afstelling van de apparatuur effectief worden verminderd. Met behulp van deze volger heeft het onderzoeksteam met succes meer gegevens over zonneactiviteit verzameld en belangrijke wetenschappelijke onderzoeksresultaten behaald op gebieden zoals zonnevlekkenonderzoek en corona-observatie.
Een voorbeeld van gezamenlijke optimalisatie van fotovoltaïsche systemen in landbouwkasen.
(1) Projectachtergrond
In een agrarische kas in Brazilië, waar zonnepanelen geïntegreerd zijn, zijn de panelen vast gemonteerd. Hoewel ze wel voorzien in de lichtbehoefte van de gewassen in de kas, kan de zonne-energie niet volledig worden benut voor elektriciteitsopwekking. Om de agrarische productie en de opwekking van zonne-energie te optimaliseren en het totale rendement van de kas te verhogen, heeft de exploitant besloten om volledig automatische zonvolgsystemen te installeren.
(2) Oplossingen
Installeer een volledig automatische zonvolger met één as. Deze volger kan de hoek van de zonnepanelen aanpassen aan de stand van de zon. Met behoud van de juiste duur en intensiteit van de zonneschijn voor de gewassen in de kas, kan de zon maximaal worden benut. Via het intelligente besturingssysteem kan het aanpassingsbereik van de hoek van de zonnepanelen worden ingesteld om te voorkomen dat te veel zonlicht de groei van de gewassen belemmert. Tegelijkertijd is de volger gekoppeld aan het klimaatbewakingssysteem van de kas om de hoek van de zonnepanelen in realtime aan te passen aan de groeibehoeften van de gewassen.
(3) Implementatie-effect
Na de installatie van de volledig automatische zonvolger is de zonne-energieproductie van de kassen met ongeveer 20% gestegen. Hierdoor wordt zonne-energie efficiënt benut zonder de normale groei van de gewassen te belemmeren. De gewassen in de kas groeien goed dankzij de gelijkmatigere lichtomstandigheden, waardoor zowel de opbrengst als de kwaliteit zijn verbeterd. De synergie tussen de landbouw en de zonne-energiesector is opmerkelijk en de totale inkomsten van de kassen zijn met 15% tot 20% gestegen ten opzichte van voorheen.
Bovenstaande voorbeelden illustreren de toepassingsmogelijkheden van volledig automatische zonvolgsystemen in verschillende sectoren. Mocht u meer willen weten over specifieke scenario's of suggesties hebben voor aanpassingen, laat het me dan gerust weten.
Neem contact op met Honde Technology Co., LTD.
Tel: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Bedrijfswebsite:www.hondetechco.com
Geplaatst op: 18 juni 2025