Overzicht van apparatuur
De volautomatische zonnevolger is een intelligent systeem dat de azimut en hoogte van de zon in realtime detecteert en zonnepanelen, concentratoren of observatieapparatuur aanstuurt om altijd de beste hoek ten opzichte van de zonnestralen te behouden. Vergeleken met vaste zonne-energiesystemen kan het de energie-ontvangstefficiëntie met 20%-40% verhogen en is het van grote waarde voor fotovoltaïsche energieopwekking, lichtregeling in de landbouw, astronomische observatie en andere gebieden.
Kerntechnologie samenstelling
Perceptiesysteem
Foto-elektrische sensorreeks: Gebruik een vierkwadrantenfotodiode of CCD-beeldsensor om het verschil in de verdeling van de intensiteit van het zonlicht te detecteren
Compensatie van astronomische algoritmen: ingebouwde GPS-positionering en astronomische kalenderdatabase, bereken en voorspel de baan van de zon bij regenachtig weer
Detectie van multi-source fusie: combineer sensoren voor lichtintensiteit, temperatuur en windsnelheid om een anti-interferentiepositionering te bereiken (zoals het onderscheiden van zonlicht van lichtinterferentie)
Controlesysteem
Dubbelassige aandrijfstructuur:
Horizontale rotatie-as (azimut): Stappenmotor regelt 0-360° rotatie, nauwkeurigheid ±0,1°
Hoogteverstellingsas (elevatiehoek): De lineaire duwstang bereikt een aanpassing van -15°~90° om zich aan te passen aan de verandering van de zonnehoogte in vier seizoenen
Adaptief regelalgoritme: gebruik PID-geslotenlusregeling om de motorsnelheid dynamisch aan te passen en zo het energieverbruik te verminderen
Mechanische structuur
Lichtgewicht composietbeugel: koolstofvezelmateriaal bereikt een sterkte-gewichtsverhouding van 10:1 en een windweerstandsniveau van 10
Zelfreinigend lagersysteem: IP68-beschermingsniveau, ingebouwde grafietsmeerlaag en een continue levensduur in woestijnomgeving van meer dan 5 jaar
Typische toepassingsgevallen
1. Hoogvermogen geconcentreerde fotovoltaïsche energiecentrale (CPV)
Het Array Technologies DuraTrack HZ v3-volgsysteem is geïmplementeerd in het Solar Park in Dubai, VAE, met III-V-zonnecellen met meerdere juncties:
Dual-axis tracking maakt een lichtenergieomzettingsrendement van 41% mogelijk (vaste beugels zijn slechts 32%)
Uitgerust met orkaanmodus: wanneer de windsnelheid 25 m/s overschrijdt, wordt het fotovoltaïsche paneel automatisch in een windbestendige hoek geplaatst om het risico op structurele schade te verminderen
2. Slimme landbouwzonnekas
Wageningen Universiteit integreert het SolarEdge Sunflower-volgsysteem in de tomatenkas:
De invalshoek van het zonlicht wordt dynamisch aangepast via de reflectorreeks om de uniformiteit van het licht met 65% te verbeteren
In combinatie met het plantengroeimodel buigt het automatisch 15° af tijdens de periode met veel licht op het middaguur om verbranding van de bladeren te voorkomen
3. Ruimte-astronomisch observatieplatform
Het Yunnan Observatorium van de Chinese Academie van Wetenschappen gebruikt het ASA DDM85 equatoriale volgsysteem:
In de stervolgmodus bereikt de hoekresolutie 0,05 boogseconden, wat voldoet aan de behoeften van langdurige blootstelling van deep-sky-objecten
Door gebruik te maken van kwartsgyroscopen om de rotatie van de aarde te compenseren, bedraagt de volgfout over 24 uur minder dan 3 boogminuten
4. Slim straatverlichtingssysteem voor de stad
Pilotproject SolarTree fotovoltaïsche straatverlichting in Shenzhen Qianhai:
Dankzij dual-axis tracking + monokristallijne siliciumcellen kan de gemiddelde dagelijkse stroomopwekking 4,2 kWh bereiken, wat een batterijduur van 72 uur bij regen en bewolking ondersteunt
Automatisch teruggezet naar de horizontale positie 's nachts om de windweerstand te verminderen en te dienen als een 5G micro basisstation montageplatform
5. Zonne-ontziltingsschip
Malediven “SolarSailor”-project:
Flexibele fotovoltaïsche folie wordt op het rompdek gelegd en golfcompensatie wordt bereikt via een hydraulisch aandrijfsysteem
Vergeleken met vaste systemen wordt de dagelijkse productie van zoet water met 28% verhoogd, waarmee wordt voldaan aan de dagelijkse behoeften van een gemeenschap van 200 mensen
Trends in technologische ontwikkeling
Positionering met behulp van multisensorfusie: combineer visuele SLAM en lidar om een nauwkeurigheid van centimeters tracking te bereiken in complex terrein
Optimalisatie van AI-aandrijfstrategieën: gebruik deep learning om de bewegingsbaan van wolken te voorspellen en plan van tevoren het optimale volgpad (MIT-experimenten tonen aan dat het de dagelijkse energieopwekking met 8% kan verhogen).
Bionische structuurontwerp: Imiteer het groeimechanisme van zonnebloemen en ontwikkel een vloeibaar kristal-elastomeer zelfsturend apparaat zonder motoraandrijving (het prototype van het Duitse KIT-laboratorium heeft een besturing van ±30° bereikt)
Ruimtefotovoltaïsche array: Het SSPS-systeem, ontwikkeld door het Japanse JAXA, realiseert microgolfenergietransmissie via een gefaseerde arrayantenne, en de synchrone baanvolgfout is <0,001°
Suggesties voor selectie en implementatie
Fotovoltaïsche energiecentrale in de woestijn, bestand tegen zand en stof, werking bij hoge temperaturen tot 50 °C, gesloten harmonische reductiemotor + warmteafvoermodule met luchtkoeling
Poolonderzoeksstation, opstarten bij lage temperaturen van -60°C, anti-ijs- en sneeuwbelasting, verwarmd lager + beugel van titaniumlegering
Thuis gedistribueerde fotovoltaïsche installatie, stil ontwerp (<40dB), lichtgewicht dakinstallatie, enkelassig volgsysteem + borstelloze gelijkstroommotor
Conclusie
Dankzij technologische doorbraken zoals perovskiet-fotovoltaïsche materialen en digitale twin-bedienings- en onderhoudsplatforms, evolueren volledig automatische zonnevolgers van "passief volgen" naar "voorspellende samenwerking". In de toekomst zullen ze een groter toepassingspotentieel hebben op het gebied van zonne-energiecentrales in de ruimte, kunstmatige lichtbronnen voor fotosynthese en interstellaire verkenningsvoertuigen.
Plaatsingstijd: 11-02-2025