รูปแบบการติดตามดวงอาทิตย์ด้วยแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ ระบบติดตามแสงอาทิตย์

จนถึงตอนนี้ เมื่อใช้แผงโซลาร์เซลล์ เราพอใจกับการกระจายตัวของแสงอาทิตย์ทั้งหมด จริงอยู่ มีการพิจารณาการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลรวมถึงเวลาของวันด้วย (การวางแนวในทิศทางตะวันออก-ตะวันตก) อย่างไรก็ตาม แผงเซลล์แสงอาทิตย์ยังคงอยู่ในตำแหน่งการทำงานไม่มากก็น้อยเมื่อพบ ในหลายกรณี เราไม่ได้ให้ความสำคัญกับเรื่องนี้มากนัก โดยประมาณว่าให้แบตเตอรี่หันไปทางดวงอาทิตย์

อย่างไรก็ตาม เป็นที่ทราบกันดีจากประสบการณ์ว่าเซลล์แสงอาทิตย์จะสร้างพลังงานสูงสุดก็ต่อเมื่อเซลล์แสงอาทิตย์ตั้งฉากกับทิศทางของแสงอาทิตย์เท่านั้น และสิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้วันละครั้งเท่านั้น ส่วนที่เหลือประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์น้อยกว่า 10%

สมมติว่าคุณสามารถติดตามตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้าได้? กล่าวอีกนัยหนึ่ง จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณหมุนแผงโซลาร์เซลล์ในระหว่างวันเพื่อให้มันชี้ตรงไปที่ดวงอาทิตย์เสมอ การเปลี่ยนพารามิเตอร์นี้เพียงอย่างเดียวจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของเซลล์แสงอาทิตย์ได้ประมาณ 40% ซึ่งเกือบครึ่งหนึ่งของพลังงานที่ผลิตได้ ซึ่งหมายความว่าความเข้มของแสงอาทิตย์ที่มีประโยชน์ 4 ชั่วโมงจะเปลี่ยนเป็นเกือบ 6 ชั่วโมงโดยอัตโนมัติ การติดตามดวงอาทิตย์ไม่ใช่เรื่องยากเลย

อุปกรณ์ติดตามประกอบด้วยสองส่วน หนึ่งในนั้นรวมกลไกที่ขับเคลื่อนตัวรับรังสีดวงอาทิตย์และอีกอันคือวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ควบคุมกลไกนี้

มีการพัฒนาวิธีการติดตามแสงอาทิตย์หลายวิธี หนึ่งในนั้นคือการติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์บนตัวยึดที่ขนานกับแกนขั้วโลก 11 คุณอาจเคยได้ยิน อุปกรณ์ที่คล้ายกันเรียกว่าระบบติดตามเส้นศูนย์สูตร นี่เป็นคำที่นักดาราศาสตร์นิยมใช้

เนื่องจากการหมุนของโลกเราจึงดูเหมือนว่าดวงอาทิตย์เคลื่อนผ่านท้องฟ้า หากเราคำนึงถึงการหมุนของโลกนี้ ดวงอาทิตย์ก็จะ "หยุด" ในเชิงเปรียบเทียบ ระบบติดตามเส้นศูนย์สูตรทำงานในลักษณะเดียวกัน มีแกนหมุนขนานกับแกนขั้วโลกของโลก

หากคุณติดแผงโซลาร์เซลล์และหมุนไปมา คุณจะได้รับการเลียนแบบการหมุนของโลก (รูปที่ 1)

มุมเอียง (มุมโพลาร์) ถูกกำหนดโดยตำแหน่งทางภูมิศาสตร์และสอดคล้องกับละติจูดของสถานที่ที่ติดตั้งอุปกรณ์ สมมติว่าคุณอาศัยอยู่ในพื้นที่ที่สอดคล้องกับ 40 ° N ช. จากนั้นแกนของอุปกรณ์ติดตามจะหมุนทำมุม 40° กับเส้นขอบฟ้า (ที่ขั้วโลกเหนือ จะตั้งฉากกับพื้นผิวโลก รูปที่ 2)

การหมุนของเซลล์แสงอาทิตย์ไปทางทิศตะวันออกหรือทิศตะวันตกรอบแกนเอียงนี้จะเลียนแบบการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้า ถ้าเราหมุนเซลล์แสงอาทิตย์ด้วยความเร็วเชิงมุมของการหมุนของโลก เราสามารถ "หยุด" ดวงอาทิตย์ได้อย่างสมบูรณ์

การหมุนนี้ดำเนินการโดยระบบติดตามเชิงกล จำเป็นต้องใช้มอเตอร์เพื่อหมุนเซลล์แสงอาทิตย์รอบแกน ในทุกช่วงเวลาของการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ ระนาบของแผงโซลาร์เซลล์จะตั้งฉากกับทิศทางของรังสีดวงอาทิตย์

ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ของอุปกรณ์ติดตามจะให้ข้อมูลกลไกชั้นนำเกี่ยวกับตำแหน่งของดวงอาทิตย์ ด้วยคำสั่งอิเล็กทรอนิกส์ แผงจะถูกติดตั้งในทิศทางที่ต้องการ ทันทีที่ดวงอาทิตย์เคลื่อนไปทางทิศตะวันตก ตัวควบคุมอิเล็กทรอนิกส์จะสตาร์ทมอเตอร์ไฟฟ้าจนกว่าทิศทางที่ถูกต้องของแผงที่หันไปทางดวงอาทิตย์จะกลับคืนสู่สภาพเดิมอีกครั้ง

ความแปลกใหม่ของอุปกรณ์ติดตามของเราไม่เพียง แต่อยู่ในการวางแนวของเซลล์แสงอาทิตย์ไปยังดวงอาทิตย์เท่านั้น แต่ยังอยู่ในความจริงที่ว่าพวกมันป้อน "สมอง" อิเล็กทรอนิกส์ควบคุม สิ่งนี้ทำได้โดยการผสมผสานลักษณะเฉพาะของโครงสร้างและไฟฟ้าของอุปกรณ์

ก่อนอื่นให้เราพิจารณาคุณสมบัติการออกแบบของอุปกรณ์โดยอ้างอิงจากรูปที่ 3. แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ประกอบด้วยแผงสองแผงที่แต่ละแผงมีสามชิ้น ต่อเป็นอนุกรมและวางบนระนาบของกล่องพลาสติกใส แผงเชื่อมต่อแบบขนาน

แผงเหล่านี้ติดตั้งในมุมฉากซึ่งกันและกัน เป็นผลให้โมดูลอย่างน้อยหนึ่งโมดูลจะได้รับแสงสว่างจากดวงอาทิตย์อย่างต่อเนื่อง (ขึ้นอยู่กับข้อจำกัดที่กล่าวถึงด้านล่าง)

ก่อนอื่นให้พิจารณากรณีที่อุปกรณ์ทั้งหมดอยู่ในตำแหน่งเพื่อให้เส้นแบ่งครึ่งของมุมที่เกิดจากแผงนั้นพุ่งตรงไปที่ดวงอาทิตย์ นอกจากนี้ แต่ละแผงยังเอียงทำมุม 45° กับดวงอาทิตย์ (รูปที่ 4) และสร้างพลังงานไฟฟ้า

หากคุณหมุนอุปกรณ์ไปทางขวา 45° แผงด้านขวาจะขนานกัน และแผงด้านซ้ายจะตั้งฉากกับแสงอาทิตย์ ตอนนี้มีเพียงแผงด้านซ้ายเท่านั้นที่สร้างพลังงาน ส่วนแผงด้านขวาจะไม่ทำงาน

หมุนอุปกรณ์อีก 45° แสงยังคงกระทบแผงด้านซ้าย แต่ทำมุม 45° เช่นเดียวกับก่อนหน้านี้ ด้านขวาไม่สว่าง ดังนั้นจึงไม่สร้างพลังงานใดๆ

คุณสามารถหมุนที่คล้ายกันซ้ำกับด้านซ้าย ในขณะที่แผงด้านขวาจะสร้างพลังงาน และแผงด้านซ้ายจะไม่ทำงาน ไม่ว่าในกรณีใด แบตเตอรี่อย่างน้อยหนึ่งก้อนจะผลิตกระแสไฟฟ้า เนื่องจากแผงเชื่อมต่อแบบขนาน อุปกรณ์จะผลิตกระแสไฟฟ้าเสมอ ระหว่างการทดลองของเรา โมดูลหมุนได้ 180°

ดังนั้น ถ้า อุปกรณ์เฉพาะยึดให้รอยต่อของแผงหันไปทางดวงอาทิตย์ตอนเที่ยง เอาต์พุตของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์จะสร้างแรงดันไฟฟ้าเสมอ โดยไม่คำนึงถึงตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้า ตั้งแต่เช้าจรดค่ำ บางส่วนของอุปกรณ์จะได้รับแสงสว่างจากดวงอาทิตย์ เยี่ยมมาก แต่ทำไมทั้งหมดนี้ ตอนนี้คุณจะรู้

ในการติดตามการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้า วงจรควบคุมอิเล็กทรอนิกส์จะต้องทำหน้าที่สองอย่าง ก่อนอื่นเธอต้องตัดสินใจว่าจำเป็นต้องมีการติดตามหรือไม่ มันไม่สมเหตุสมผลเลยที่จะสิ้นเปลืองพลังงานไปกับการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าหากมีแสงแดดไม่เพียงพอ เช่น ในที่ที่มีหมอกหรือเมฆ นี่คือจุดประสงค์ที่ต้องการอุปกรณ์ข้างต้นตั้งแต่แรก!

เพื่อให้เข้าใจถึงวิธีการทำงาน เรามาดูกัน วงจรอิเล็กทรอนิกส์แสดงในรูป 3. เรามาโฟกัสที่รีเลย์ RL 1 ก่อน เพื่อให้การสนทนาด้านล่างง่ายขึ้น สมมติว่าทรานซิสเตอร์ Q1 อิ่มตัว (ตัวนำ) และไม่มีทรานซิสเตอร์ Q2

รีเลย์ RL 1 เป็นองค์ประกอบวงจรที่ตอบสนองต่อกระแสที่ไหลผ่าน รีเลย์มีขดลวดซึ่งพลังงานของกระแสไฟฟ้าถูกแปลงเป็นพลังงาน สนามแม่เหล็ก. ความแรงของสนามเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความแรงของกระแสที่ไหลผ่านขดลวด

เมื่อกระแสเพิ่มขึ้น มีช่วงเวลาที่ความแรงของสนามเพิ่มขึ้นมากจนกระดองรีเลย์ถูกดึงดูดไปที่แกนขดลวดและหน้าสัมผัสรีเลย์จะปิดลง ช่วงเวลานี้สอดคล้องกับเกณฑ์การถ่ายทอดที่เรียกว่า

ตอนนี้เป็นที่ชัดเจนว่าทำไมจึงใช้รีเลย์เมื่อวัดความเข้มเกณฑ์ของรังสีดวงอาทิตย์โดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์ อย่างที่คุณจำได้ กระแสของเซลล์แสงอาทิตย์ขึ้นอยู่กับความเข้มของแสง ในวงจรของเรา แผงโซลาร์เซลล์สองแผงเชื่อมต่อกับรีเลย์จริง ๆ และรีเลย์จะไม่เปิดจนกว่าจะสร้างกระแสเกินเกณฑ์การเดินทาง ดังนั้นจึงเป็นปริมาณแสงตกกระทบที่กำหนดเกณฑ์การตอบสนอง

หากความแรงของกระแสไฟฟ้าน้อยกว่าค่าต่ำสุดเล็กน้อย แสดงว่าวงจรไม่ทำงาน รีเลย์และแผงโซลาร์เซลล์จับคู่กันเพื่อให้รีเลย์ทำงานเมื่อความเข้มของแสงถึง 60% ของค่าสูงสุด

นี่คือวิธีแก้ปัญหางานแรกของระบบติดตาม - การกำหนดระดับความเข้มของรังสีดวงอาทิตย์ หน้าสัมผัสรีเลย์แบบปิดจะเปิดมอเตอร์ไฟฟ้า และระบบจะเริ่มมองหาทิศทางของดวงอาทิตย์

ดังนั้นเราจึงมาถึงงานต่อไปคือค้นหาทิศทางที่แน่นอนของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ไปยังดวงอาทิตย์ ในการทำเช่นนี้กลับไปที่ทรานซิสเตอร์ Q1 และ Q2

มีรีเลย์ในวงจรสะสมของทรานซิสเตอร์ Q1 ในการเปิดรีเลย์จำเป็นต้องลัดวงจรทรานซิสเตอร์ Q1 ตัวต้านทาน R1 ตั้งค่ากระแสอคติซึ่งเปิดทรานซิสเตอร์ Q1

ทรานซิสเตอร์ Q2 เป็นโฟโต้ทรานซิสเตอร์ พื้นที่ฐานจะส่องสว่างด้วยแสง (ในทรานซิสเตอร์ทั่วไป สัญญาณไฟฟ้าจะถูกนำไปใช้กับฐาน) กระแสสะสมของโฟโต้ทรานซิสเตอร์เป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเข้มของแสง

ตัวต้านทาน R1 นอกเหนือจากการตั้งค่ากระแสไบแอสของทรานซิสเตอร์ Q1 แล้ว ยังใช้เป็นโหลดสำหรับทรานซิสเตอร์ Q2 อีกด้วย เมื่อฐานของทรานซิสเตอร์ Q2 ไม่ติดสว่าง จะไม่มีกระแสสะสมและกระแสทั้งหมดผ่านตัวต้านทาน R1 จะไหลผ่านฐาน ทำให้ทรานซิสเตอร์ Q1 อิ่มตัว

เมื่อการส่องสว่างของโฟโตทรานซิสเตอร์เพิ่มขึ้น กระแสของตัวเก็บประจุจะเริ่มไหล ซึ่งจะไหลผ่านตัวต้านทาน R1 เท่านั้น ตามกฎของโอห์ม การเพิ่มขึ้นของกระแสผ่านตัวต้านทานคงที่ /?1 ทำให้แรงดันตกคร่อมเพิ่มขึ้น ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ตัวสะสมของ Q2 ก็เปลี่ยนไปเช่นกัน

เมื่อแรงดันไฟฟ้านี้ลดลงต่ำกว่า 0.7V จะเกิดปรากฏการณ์ที่คาดการณ์ไว้: ทรานซิสเตอร์ Q1 จะสูญเสียไบอัสเนื่องจากต้องการกระแสเบสอย่างน้อย 0.7V ทรานซิสเตอร์ Q1 จะหยุดนำกระแสไฟฟ้า รีเลย์ RL1 จะปิดและหน้าสัมผัสจะเปิดขึ้น

โหมดการทำงานนี้จะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อทรานซิสเตอร์ Q2 ชี้ไปที่ดวงอาทิตย์โดยตรงเท่านั้น ในกรณีนี้การค้นหาทิศทางที่แน่นอนไปยังดวงอาทิตย์จะสิ้นสุดลงเนื่องจากการเปิดวงจรจ่ายไฟของเครื่องยนต์โดยหน้าสัมผัสรีเลย์ แผงสุริยะกำลังชี้ไปที่ดวงอาทิตย์พอดี

เมื่อดวงอาทิตย์ออกจากมุมมองของทรานซิสเตอร์ Q2 ทรานซิสเตอร์

Q1 เปิดรีเลย์และกลไกเริ่มเดินอีกครั้ง และพบกับดวงอาทิตย์อีกครั้ง การค้นหาซ้ำหลายครั้งเมื่อดวงอาทิตย์เคลื่อนผ่านท้องฟ้าในระหว่างวัน

ในตอนเย็นความเข้มของการส่องสว่างจะลดลง แผงโซลาร์เซลล์ไม่สามารถผลิตพลังงานได้เพียงพออีกต่อไป ระบบอิเล็กทรอนิกส์และหน้าสัมผัสรีเลย์เปิดเป็นครั้งสุดท้าย ในเช้าตรู่ของวันถัดไป ดวงอาทิตย์ส่องแสงแบตเตอรี่ของระบบติดตามโดยหันไปทางทิศตะวันออก และการทำงานของวงจรก็เริ่มต้นขึ้นอีกครั้ง

ในทำนองเดียวกัน หน้าสัมผัสรีเลย์จะเปิดขึ้นหากแสงสว่างลดลงเนื่องจากสภาพอากาศเลวร้าย ตัวอย่างเช่น สมมติว่าในตอนเช้าอากาศดีและระบบติดตามเริ่มทำงาน อย่างไรก็ตาม ในตอนเที่ยงท้องฟ้าเริ่มขมุกขมัวและการส่องสว่างที่ลดลงทำให้ระบบติดตามหยุดทำงานจนกระทั่งท้องฟ้ากลับมาสดใสอีกครั้งในช่วงบ่ายหรืออาจจะเป็นวันถัดไป เมื่อใดก็ตามที่สิ่งนี้เกิดขึ้น ระบบติดตามก็พร้อมที่จะกลับมาทำงานใหม่เสมอ

การสร้างอุปกรณ์ติดตามนั้นค่อนข้างง่ายเนื่องจากชิ้นส่วนสำคัญทำจากแก้วอินทรีย์

อย่างไรก็ตาม จุดที่สำคัญมากคือการจับคู่ลักษณะของแผงเซลล์แสงอาทิตย์และรีเลย์ จำเป็นต้องเลือกองค์ประกอบที่สร้างกระแส 80 mA ที่ความเข้มสูงสุดของรังสีดวงอาทิตย์ การคัดเลือกสามารถทำได้ผ่านการทดสอบ ฉันพบว่าเซลล์รูปพระจันทร์เสี้ยวจ่ายไฟโดยเฉลี่ยประมาณ 80 มิลลิแอมป์ ดังนั้นจากองค์ประกอบทุกประเภทที่วางจำหน่าย ฉันจึงใช้องค์ประกอบเหล่านี้สำหรับอุปกรณ์ของฉัน

แผงโซลาร์เซลล์ทั้งสองมีการออกแบบที่คล้ายคลึงกัน แต่ละชิ้นประกอบด้วยชิ้นส่วนสามชิ้นที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรมและติดอยู่กับแผ่น Plexiglas ขนาด 10x10 cm2 องค์ประกอบจะสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมอย่างต่อเนื่องดังนั้นจึงต้องมีมาตรการป้องกันสำหรับสิ่งเหล่านี้

จะเป็นการดีหากทำดังต่อไปนี้ วางแบตเตอรี่ที่เสร็จแล้วบนแผ่น Plexiglas ที่วางบนพื้นผิวโลหะเรียบ จากด้านบน ให้คลุมแบตเตอรี่ด้วยชั้นฟิล์ม lavsan ที่ค่อนข้างหนา (0.05-0.1 มม.) ให้ความร้อนแก่โครงสร้างที่เกิดขึ้นด้วย blowtorch เพื่อให้ชิ้นส่วนพลาสติกละลายและประสานเข้าด้วยกัน

ในขณะเดียวกันก็ต้องระวัง หากคุณวางแผ่น Plexiglas บนพื้นผิวที่ไม่เรียบพอหรือหากร้อนเกินไป แผ่นอาจบิดงอได้ ทุกอย่างควรคล้ายกับการทำแซนวิชชีสย่าง

เมื่อเสร็จแล้วให้ตรวจสอบความแน่นของซีลโดยเฉพาะบริเวณขอบแผงโซล่าเซลล์ คุณอาจต้องบีบขอบของ Dacron เบาๆ ขณะที่ยังร้อนอยู่

หลังจากแผงเย็นลงพอสมควรแล้ว ให้ทากาวเข้าด้วยกันตามที่แสดงในรูป 5 และเชื่อมต่อแบบขนาน อย่าลืมบัดกรีสายไฟเข้ากับแบตเตอรี่ก่อนประกอบอุปกรณ์

องค์ประกอบการออกแบบที่สำคัญถัดไปคือรีเลย์ ในทางปฏิบัติ รีเลย์เป็นขดลวดพันบนหน้าสัมผัสกกขนาดเล็ก

ขดลวดของรีเลย์ประกอบด้วยลวดทองแดงเคลือบเบอร์ 36 จำนวน 420 รอบ พันรอบเฟรมที่เล็กพอที่จะพอดีกับหน้าสัมผัสของกกที่มีสัญญาณรบกวน ฉันใช้ฟางค็อกเทลเป็นกรอบ หากคุณสัมผัสปลายฟางด้วยใบมีดที่ร้อน แก้มของโครงจะก่อตัวขึ้นเหมือนเดิม ป้องกันไม่ให้ขดลวดลื่นไถลไปตามขอบ ความต้านทานขดลวดควรเป็น 20-30 โอห์ม ใส่สวิตช์กกเข้าไปในกรอบแล้วติดด้วยกาวหนึ่งหยด

จากนั้นเชื่อมต่อทรานซิสเตอร์ Q1 และตัวต้านทาน R1 เข้ากับรีเลย์ โดยไม่ต้องต่อทรานซิสเตอร์ Q2 ต่อไฟจากแผงโซล่าเซลล์และตรวจสอบการทำงานของวงจร

หากทุกอย่างทำงานถูกต้อง รีเลย์ควรทำงานเมื่อแสงแดดมีความเข้มประมาณ 60% ของความเข้มทั้งหมด ในการทำเช่นนี้ คุณสามารถปิด 40% ของพื้นผิวเซลล์แสงอาทิตย์ด้วยวัสดุทึบแสง เช่น กระดาษแข็ง

ขึ้นอยู่กับคุณภาพของสวิตช์กก อาจมีค่าเบี่ยงเบนจากค่าในอุดมคติ เป็นที่ยอมรับในการเริ่มต้นรีเลย์ที่ความเข้มแสง 50-75% ของค่าสูงสุดที่เป็นไปได้ ในทางกลับกัน หากคุณไม่เป็นไปตามขีดจำกัดเหล่านี้ คุณต้องเปลี่ยนจำนวนรอบของขดลวดรีเลย์หรือกระแสของแผงโซลาร์เซลล์

จำนวนรอบของขดลวดรีเลย์ควรเปลี่ยนตามกฎต่อไปนี้ หากรีเลย์ทำงานก่อนหน้านี้ จำนวนรอบจะต้องลดลง หากเพิ่มในภายหลัง หากคุณต้องการทดลองเปลี่ยนกระแสของแผงโซลาร์เซลล์ ให้ต่อตัวต้านทานแบบแบ่งเข้ากับตัวต้านทาน

ตอนนี้เชื่อมต่อ phototransistor Q2 เข้ากับวงจร ต้องวางไว้ในกล่องที่เบา ไม่เช่นนั้นจะทำงานไม่ถูกต้อง ในการทำเช่นนี้ให้ใช้ท่อทองแดงหรืออลูมิเนียมยาวประมาณ 2.5 ซม. และมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่ตรงกับเส้นผ่านศูนย์กลางของเคสทรานซิสเตอร์

ปลายด้านหนึ่งของท่อควรเรียบเพื่อให้มีช่องว่างกว้าง 0.8 มม. ต่อหลอดเข้ากับทรานซิสเตอร์ วงจรควบคุมสำเร็จรูปที่มีองค์ประกอบ Q1, Q2, R1 และ RL 1 นั้นเต็มไปด้วยยางเหลวเพื่อจุดประสงค์ในการซีล

ไดรฟ์สี่ตัวถูกส่งออกจากอุปกรณ์: สองตัวจากหน้าสัมผัสรีเลย์, สองตัวจากแผงโซลาร์เซลล์ สำหรับการเทยางเหลวจะใช้แบบฟอร์มที่ทำจากกระดาษหนา (เช่น ไปรษณียบัตร) ในการทำด้วยกระดาษ 1 แผ่น ให้ห่อดินสอและยึดกระดาษไม่ให้คลี่ออกหลังจากที่ชั้นโพลิเมอร์รอบๆ ไดอะแกรมแห้ง ให้นำแบบฟอร์มกระดาษออก

การใช้งานอุปกรณ์ติดตามนั้นค่อนข้างง่าย ขั้นแรก ให้รวบรวมกลไกการติดตามอย่างง่าย

ติดตั้งแบตเตอรี่ของคุณบนแกนหมุน คุณสามารถติดแบตเตอรี่เข้ากับเฟรมที่เหมาะสม จากนั้นติดเฟรมเข้ากับท่อโดยใช้แรงเสียดทานหรือตลับลูกปืนกลิ้ง จากนั้นติดตั้งมอเตอร์พร้อมกระปุกเกียร์เพื่อหมุนเฟรมรอบแกน ซึ่งสามารถทำได้หลายวิธี

เนื่องจากรีเลย์ทำหน้าที่เปิดและปิดสวิตช์ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์เท่านั้น จึงจำเป็นต้องมีองค์ประกอบที่จะเปลี่ยนแรงดันการหมุนของมอเตอร์ไฟฟ้า ต้องใช้ลิมิตสวิตช์ที่อยู่ในตำแหน่งสุดขีดของเฟรม มีการเชื่อมต่อตามแผนภาพที่แสดงในรูปที่ 6.

จะเห็นได้จากรูปนี้ว่า วงจรอย่างง่ายสวิตช์สลับขั้ว เมื่อจ่ายไฟ มอเตอร์จะเริ่มหมุน ทิศทางการหมุนขึ้นอยู่กับขั้วของแหล่งจ่ายไฟ

ในขณะที่จ่ายไฟรีเลย์กลับขั้ว RL1 2) ไม่ทำงานเนื่องจากวงจรจ่ายไฟของขดลวดหักโดยหน้าสัมผัสที่เปิดตามปกติ มอเตอร์ไฟฟ้าหมุนเฟรมไปทางลิมิตสวิตช์หมายเลข 1 สวิตช์นี้ตั้งอยู่เพื่อให้เฟรมวางพิงในตำแหน่งสุดขีดของการหมุนเท่านั้น

เมื่อปิดสวิตช์นี้รีเลย์ RL 1 จะทำงานซึ่งจะกลับขั้วของแรงดันไฟฟ้าของมอเตอร์ไฟฟ้าและตัวหลังจะเริ่มหมุนในทิศทางตรงกันข้าม แม้ว่าหน้าสัมผัสจำกัด #1 จะเปิดขึ้นอีกครั้ง แต่รีเลย์ยังคงจ่ายไฟอยู่เนื่องจากหน้าสัมผัสถูกปิด

เมื่อกดเฟรมบนลิมิตสวิตช์หมายเลข 2 วงจรไฟฟ้าของรีเลย์ RL 1 จะเปิดขึ้นและรีเลย์จะปิด ทิศทางการหมุนของมอเตอร์จะกลับด้านอีกครั้งและการติดตามท้องฟ้าจะดำเนินต่อไป

วงจรถูกขัดจังหวะโดยรีเลย์กก RL 1 จากวงจรติดตามแสงอาทิตย์ซึ่งควบคุมวงจรกำลังของมอเตอร์ไฟฟ้าเท่านั้น อย่างไรก็ตาม รีเลย์ RL 1 เป็นอุปกรณ์กระแสไฟต่ำและไม่สามารถสลับกระแสมอเตอร์ได้โดยตรง ดังนั้นรีเลย์กกจะสลับรีเลย์เสริมซึ่งควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้าดังแสดงในรูป 6.

แผงโซลาร์เซลล์ของระบบติดตามต้องอยู่ใกล้กับกลไกการหมุน มุมเอียงควรตรงกับมุมเอียงของแกนขั้วโลก และจุดเชื่อมต่อของแบตเตอรี่จะมุ่งตรงไปยังดวงอาทิตย์ตอนเที่ยง โมดูลอิเล็กทรอนิกส์เชื่อมต่อโดยตรงกับอุปกรณ์หมุน จัดวางช่องของฝาครอบโฟโต้ทรานซิสเตอร์ให้ขนานกับแกนขั้ว สิ่งนี้คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลในตำแหน่งของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้า

ส่วนรายการ

Q1-2N2222 ทรานซิสเตอร์

Q2—FPT-100, โฟโต้ทรานซิสเตอร์

R1—1,000 โอห์ม ตัวต้านทาน

RL1 - รีเลย์ (ดูข้อความ)

เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิกอน 6 เซลล์ แต่ละเซลล์สร้างกระแสไฟฟ้าได้ 80 มิลลิแอมป์

วรรณกรรม: Byers T. 20 โครงสร้างด้วยเซลล์แสงอาทิตย์: Per. จากภาษาอังกฤษ - M.: Mir, 1988

มีเคล็ดลับบางอย่างที่ช่วยให้คุณปรับเปลี่ยนระบบหลักเล็กน้อยเพื่อรับพลังงานจากดวงอาทิตย์มากขึ้น อย่างแรกคือการตามดวงอาทิตย์ และอย่างที่สองคือการตามจุดที่พลังงานสูงสุดของแผงโซลาร์เซลล์ การติดตามดวงอาทิตย์ดำเนินการโดยใช้ตัวติดตามแสงอาทิตย์ซึ่งฉันจะเริ่มต้นบทความนี้ วิดีโอต่อไปนี้สาธิตวิธีการทำงานของเครื่องติดตามแสงอาทิตย์

หลังจากติดตั้งตัวติดตามพลังงานแสงอาทิตย์ การผลิตพลังงานจะเพิ่มขึ้น 1.6 เท่า เนื่องจากแผงรับแสงแดดนานขึ้น รวมถึงปรับมุมการติดตั้งแผงโซลาร์ให้สัมพันธ์กับแสงอาทิตย์อย่างเหมาะสม ราคาของตัวติดตามแสงอาทิตย์ที่ทำเสร็จแล้วจะอยู่ที่ประมาณ 52,000 รูเบิล เนื่องจากสามารถเก็บแผงได้เพียงสองสามแผงที่มีกำลังรวมสูงสุด 600W ระบบดังกล่าวจะไม่ได้ผลตอบแทนในไม่ช้า แต่คุณสามารถสร้างอุปกรณ์ดังกล่าวได้ด้วยตัวเองและเครื่องมือติดตามแบบโฮมเมดนั้นค่อนข้างเป็นที่นิยม การติดตามดวงอาทิตย์มีภารกิจหลักดังต่อไปนี้: 1. การสร้างแท่นที่แข็งแรงซึ่งสามารถทนต่อทั้งน้ำหนักของแผงเองและลมกระโชกได้2. การสร้างกลศาสตร์ในการกลึงแท่นหนักที่มีแรงลมสูง3. การพัฒนากลศาสตร์ควบคุมลอจิกสำหรับติดตามดวงอาทิตย์ ดังนั้น จุดแรก เป็นการดีกว่าที่จะวางอาร์เรย์ของแบตเตอรี่เป็นทวีคูณของแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการในขณะที่ไม่ควรบดบังซึ่งกันและกัน

ตัวติดตามจะต้องใช้ฮาร์ดแวร์ที่แข็งแกร่งและรากฐานที่แข็งแกร่ง แอคชูเอเตอร์เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการควบคุมเครื่องเล่นแผ่นเสียง ในภาพถัดไป คุณจะเห็นกลไกการควบคุม

ตัวติดตามดังกล่าวจะช่วยให้คุณควบคุมตำแหน่งของแผงโซลาร์เซลล์ในระนาบสองระนาบพร้อมกัน แต่ถ้าคุณต้องการคุณสามารถปรับการควบคุมในแนวนอนและแนวตั้งได้ปีละสองครั้ง (ในฤดูใบไม้ร่วงและฤดูใบไม้ผลิ) เมื่อสร้างตรรกะของทั้งระบบ คุณสามารถเลือกตัวเลือกใดตัวเลือกหนึ่งจากหลายตัวเลือก: 1. ไปตามจุดที่สว่างที่สุด2. ตั้งเวลาเอียงและเปิดเครื่องจับเวลา (สำหรับแต่ละวัน เวลาพระอาทิตย์ขึ้นและตกจะทราบเสมอ)3. ตัวเลือกรวมที่ให้มุมการหมุนคงที่และค้นหาความสว่างสูงสุด สำหรับวิธีแรก มีสองวิธี: สร้างตัวติดตามด้วยตัวคุณเองหรือซื้อตัวติดตามจีนสำเร็จรูปซึ่งมีราคาประมาณ $ 100

แต่เนื่องจากการสร้างอุปกรณ์ดังกล่าวนั้นค่อนข้างง่ายสำหรับใครก็ตามที่เข้าใจวิธีการทำงานของคอนโทรลเลอร์ หลายคนจึงชอบทำทุกอย่างด้วยตัวเอง ในขณะที่อุปกรณ์ติดตามที่ทำขึ้นเองจะมีราคาต่ำกว่า 10 เท่า

รายละเอียดของการผลิตตัวติดตามพลังงานแสงอาทิตย์สามารถพบได้ในฟอรัมโปรไฟล์ ซึ่งมีการคำนวณการออกแบบที่เหมาะสมที่สุดและเลือกอุปกรณ์ที่ดีที่สุดแล้ว การติดตาม MRPT (จุดพลังงานสูงสุดพลังงานแสงอาทิตย์)มีตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์สองประเภทสำหรับจุดประสงค์นี้ ตัวควบคุม MPPT (การติดตามจุดพลังงานสูงสุด) ติดตามดวงอาทิตย์จากตำแหน่งอื่นในระบบ เพื่อความชัดเจนนี่คือแผนภูมิต่อไปนี้

ดังที่เห็นได้จากกราฟ กำลังขับสูงสุดจะได้รับที่จุดกำลังสูงสุดซึ่งจะอยู่บนเส้นสีเขียวอย่างแน่นอน สิ่งนี้ไม่สามารถทำได้สำหรับคอนโทรลเลอร์ PWM ทั่วไป เมื่อใช้ตัวควบคุม MPPT คุณยังสามารถเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมได้อีกด้วย วิธีนี้จะช่วยลดการสูญเสียพลังงานระหว่างการขนส่งจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไปยังแบตเตอรี่ได้อย่างมาก การติดตั้งคอนโทรลเลอร์ MRPT ที่มีกำลังไฟของ JV เกิน 300-400 W นั้นมีความเป็นไปได้ในเชิงเศรษฐกิจ การซื้อเครื่องควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่นั้นสมเหตุสมผลอย่างยิ่ง เว้นแต่ว่าคุณกำลังสร้างระบบพลังงานอันทรงพลังที่จะตอบสนองความต้องการของบ้านมากเกินไป ฉันได้รับกำลังไฟ 800 วัตต์ ซึ่งค่อนข้างเพียงพอสำหรับกระท่อมในชนบทในฤดูร้อน ในตัวอย่างของฉัน พลังงานไฟฟ้าเฉลี่ย 4 กิโลวัตต์ชั่วโมงที่คาดว่าจะได้รับจากระบบไฟฟ้าต่อวันตั้งแต่เดือนเมษายน ถึงเดือนสิงหาคม ปริมาณพลังงานนี้เพียงพอสำหรับความสะดวกสบายของครอบครัว 4 คนโดยที่คุณปฏิเสธที่จะใช้เตาไฟฟ้าและ เตาอบไมโครเวฟ. ผู้ใช้พลังงานที่ทรงพลังคือหม้อไอน้ำสำหรับทำน้ำร้อน สำหรับหม้อไอน้ำขนาด 80 ลิตรในบ้านส่วนตัวจะต้องใช้พลังงานเพียง 4.5 กิโลวัตต์ชั่วโมง จึงสร้าง ระบบอัตโนมัติมันจะจ่ายออกอย่างน้อยเมื่อน้ำร้อนบทความก่อนหน้านี้อุทิศให้กับอินเวอร์เตอร์แบบไฮบริดซึ่งช่วยให้คุณใช้พลังงานส่วนใหญ่จากแผงโซลาร์เซลล์โดยรับเฉพาะจำนวนที่ขาดหายไปจากเครือข่าย บริษัท MicroArt ได้เปิดตัวการผลิตคอนโทรลเลอร์ MPPT ซึ่งสามารถเชื่อมต่อกับอินเวอร์เตอร์ของบริษัทเดียวกันผ่าน รถบัสทั่วไป. เนื่องจากฉันได้ติดตั้งอินเวอร์เตอร์ไฮบริด MicroArt แล้ว ตัวเลือกนี้จึงสะดวกเป็นพิเศษสำหรับฉัน ข้อดีหลัก ๆ ของตัวควบคุมนี้สำหรับฉันคือความสามารถในการสูบไฟฟ้าในปริมาณที่เหมาะสมเพื่อไม่ให้ยืมพลังงานจากแบตเตอรี่ซึ่งเป็นการลดทรัพยากร ตัวควบคุม ECO Energy MPPT Pro 200/100 ที่ได้รับความนิยมสูงสุดและเหมาะสมที่สุดในเวลาเดียวกันคือ ECO Energy MPPT Pro 200/100 Controller เขาสามารถสนับสนุน แรงดันไฟฟ้าขาเข้าสูงสุด 200 V และกระแสเอาต์พุตสูงสุด 100 A แบตเตอรี่ของฉันสร้างขึ้นสำหรับ 24 V (แรงดันแบตเตอรี่ 12/24/48/96 V) ดังนั้นพลังงานสูงสุดจากคอนโทรลเลอร์จะเท่ากับ 2400 W ดังนั้นฉันจึงได้รับระยะขอบสองเท่า เมื่อสร้างแผงโซลาร์เซลล์ กำลังไฟสูงสุดของคอนโทรลเลอร์คือ 11 kW ที่ 110 V สำหรับแบตเตอรี่ (แรงดันบัฟเฟอร์) รองรับการเชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์กับอินเวอร์เตอร์ไฮบริด MAC SIN Energy Pro HYBRID v.1 24V ผ่านบัส 12C ในกรณีนี้ สามารถเพิ่มกำลังไฟได้ทันทีในกรณีที่อินเวอร์เตอร์ให้ข้อมูลเกี่ยวกับการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากอุปกรณ์ทั้งสองมาจากผู้ผลิตรายเดียวกันจึงจำเป็นต้องเสียบเชือกผูกเข้ากับตัวเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่จำเป็นและเปิดใช้งานพารามิเตอร์ที่จำเป็นต่อไปเพื่อสำรวจความสามารถของคอนโทรลเลอร์ ฉันพบรีเลย์ 3 ตัวที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ ตัวอย่างเช่น ในสภาพอากาศที่มีแดด หากบ้านไม่ใช้ไฟฟ้า คุณสามารถอุ่นหม้อไอน้ำหรือสระน้ำเพิ่มเติมได้ อีกทางเลือกหนึ่ง - สภาพอากาศมีเมฆมากและแรงดันแบตเตอรี่ลดลงถึงระดับวิกฤต อินเวอร์เตอร์อาจปิดพร้อมกันและใช้พลังงาน ในกรณีนี้คุณสามารถสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเบนโซ / ดีเซลแยกต่างหากซึ่งเพียงแค่ปิดรีเลย์ก็เพียงพอแล้ว ในกรณีนี้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะต้องมีหน้าสัมผัสเริ่มต้นแบบแห้งหรือระบบเริ่มต้นอัตโนมัติแยกต่างหาก - SAP (ชื่ออื่นคือ ATS รายการอัตโนมัติจอง). ฉันมีเครื่องกำเนิดภาษาจีนอย่างง่าย แต่มีตัวเริ่มต้น หลังจากสนใจระบบอัตโนมัติของการเปิดตัวและพบว่า MicroArt ผลิตระบบอัตโนมัติของตัวเองมาเป็นเวลานานแล้ว ฉันก็พอใจกับสิ่งนี้มาก กลับไปที่การติดตั้งคอนโทรลเลอร์กัน ที่นี่ทุกอย่างเป็นมาตรฐาน: ก่อนอื่นคุณต้องเชื่อมต่อขั้วแบตเตอรี่จากนั้นจึงต่อขั้วแผงโซลาร์เซลล์หลังจากนั้นจึงกำหนดค่าพารามิเตอร์ ด้วยการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์วัดกระแสภายนอก คุณสามารถตรวจจับพลังงานที่อินเวอร์เตอร์ใช้ไปแบบเรียลไทม์ ภาพถัดไปคุณสามารถดูการทำงานของอินเวอร์เตอร์ในโหมดไฮบริด (รับพลังงานส่วนหนึ่งจากเครือข่าย ส่วนหลักจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์)

เพื่อสาธิตการทำงานของตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์กับอินเวอร์เตอร์ของบริษัทอื่น ตัวควบคุมจะเชื่อมต่อโดยเฉพาะโดยใช้เซ็นเซอร์วัดกระแสภายนอก

ผลลัพธ์ลักษณะที่แท้จริงของคอนโทรลเลอร์นั้นสอดคล้องกับคุณสมบัติที่ประกาศไว้อย่างสมบูรณ์ มันสูบฉีดพลังงานจริง ๆ แม้ว่าจะเชื่อมต่อกับอินเวอร์เตอร์ "ต่างประเทศ" ผ่านเซ็นเซอร์ปัจจุบัน อินเวอร์เตอร์ไฮบริดตามแผนสูบพลังงานแสงอาทิตย์เข้าสู่เครือข่าย (ภาพแสดงให้เห็นว่า 100 W และนี่คือครึ่งหนึ่งของ 200 W ที่ใช้มาจากแผงโซลาร์เซลล์นั่นคือตัวควบคุมขั้นต่ำ 100 W จะนำมาจาก เครือข่ายและตัวที่หายไปจะมาจากดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นคุณสมบัติของอุปกรณ์) ดังนั้นชุดอุปกรณ์จึงเริ่มจ่ายเองตั้งแต่การเชื่อมต่อ และตั้งแต่เดือนพฤษภาคมเป็นต้นไปคุณสามารถวางใจได้ว่าแผงโซลาร์เซลล์จะครอบคลุมความต้องการด้านพลังงานทั้งหมดบทความต่อไปนี้จะเป็นบทความสุดท้ายโดยจะเปรียบเทียบตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งสามตัวที่ฉันมีอยู่แล้ว

ดังที่คุณทราบ พวกมันแสดงประสิทธิภาพสูงสุดหากพวกมันอยู่ในมุมที่ถูกต้องกับแสงอาทิตย์ แต่ในระหว่างวันดวงอาทิตย์เคลื่อนผ่านท้องฟ้า - นี่คือวิธีการทำงานของโลกและไม่สามารถทำอะไรได้เลย เพื่อติดตามการเคลื่อนที่ของดาวและหมุนแผงในระนาบที่ต้องการ ไฮเทคต่างๆ มากมาย อุปกรณ์ราคาแพง(ตัวติดตามพลังงานแสงอาทิตย์) แต่ยังมีทางเลือกอื่นที่เหมาะสม - ตัวหมุนที่คุณสามารถสร้างได้เอง

วิธีดั้งเดิมและเรียบง่ายถูกเสนอโดย Eden Full บัณฑิตจากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน เธอสร้างอุปกรณ์ที่เรียกว่า ซันซาลูเตอร์เป็นโรเตเตอร์เชิงกลที่ทำงานด้วยแรงโน้มถ่วงและน้ำ อุปกรณ์ง่ายๆ ของนักประดิษฐ์ที่ทำงานบนหลักการ นาฬิกาน้ำช่วยให้คุณสามารถหมุนโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ไปในทิศทางที่ถูกต้อง และด้วยเหตุนี้จึงเพิ่มประสิทธิภาพได้ถึง 30% โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนและค่าพลังงานเพิ่มเติม

แต่ข้อได้เปรียบหลักของการออกแบบที่เสนอคือคุณสามารถสร้างตัวติดตามเชิงกลสำหรับแผงโซลาร์เซลล์ได้ด้วยมือของคุณเองซึ่งจะต้องใช้วัสดุที่ได้รับการดัดแปลงซึ่งอยู่ในทุกครัวเรือน เพื่อแสดงให้เห็นว่าวิธีที่เธอพัฒนาขึ้นนั้นง่ายเพียงใด Eden ได้สร้างคำแนะนำทีละขั้นตอนแบบภาพ:

ขั้นตอนที่ 1: เช้า. เก็บน้ำ 6 ลิตรในขวดพลาสติกสองขวด

ขั้นตอนที่ 2: ติดขวดที่ด้านหนึ่งของแผงโซลาร์เซลล์และถ่วงน้ำหนักที่อีกด้านหนึ่ง ตั้งค่ากลไกการหยด

ขั้นตอนที่ 3: น้ำดื่มบรรจุขวดจะไหลเข้าสู่ภาชนะและแผงจะหมุนตามดวงอาทิตย์

ขั้นตอนที่ 4: ตอนเย็น. รับกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้น 30% และกำหนดค่ากลไกใหม่สำหรับวันถัดไป

เป็นที่น่าสังเกตว่าอุปกรณ์ SunSaluter ไม่เพียงแต่เป็นเครื่องหมุนพลังงานแสงอาทิตย์ราคาไม่แพง แต่ยังทำหน้าที่เป็นเครื่องกรองน้ำอีกด้วย ตอนนี้อุปกรณ์นี้ได้รับการสนับสนุนจากองค์กรไม่แสวงผลกำไร 501c3 ซึ่งทำงานในประเทศกำลังพัฒนาต่างๆ ตัวอย่างของวิธีที่เครื่องติดตามแบบโฮมเมดช่วยครอบครัวชาวอินเดียที่ยากจนได้นำเสนอในวิดีโอต่อไปนี้:

มีหลายสิ่งหลายอย่างในโลกที่ทำให้ชีวิตง่ายขึ้น ระบบติดตามแสงอาทิตย์ (หรือ เครื่องติดตาม Solar Tracker)- หนึ่งในนั้น. ข้อเสียเปรียบหลักของแบตเตอรี่ที่ใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์คือประสิทธิภาพจะลดลงอย่างเห็นได้ชัดหากแสงอาทิตย์ตกกระทบแผงในมุมที่ไม่ถูกต้อง การใช้ตัวติดตามจะช่วยจัดการกับปัญหานี้ ด้วยอุปกรณ์ง่ายๆ นี้ เครื่องจะหันเข้าหาแสงอาทิตย์ในมุมที่เหมาะสมที่สุดเสมอ

พิจารณารูปแบบของอุปกรณ์สำหรับติดตามดวงอาทิตย์ มันง่ายมีองค์ประกอบขั้นต่ำซึ่งไม่สามารถทำให้นักวิทยุสมัครเล่นมือใหม่พอใจได้ ทุกคนสามารถประกอบมันได้ด้วยมือของพวกเขาเอง

ตำแหน่งของดวงอาทิตย์ถูกติดตามโดยโฟโตรีซีสเตอร์สองตัว ตัวติดตามยังสามารถทำงานในที่มืด - มอเตอร์ที่เชื่อมต่อตามรูปแบบสะพาน H (สะพาน H) และออกแบบมาสำหรับแรงดันไฟฟ้า 6 - 15 V, กระแสสูงสุด 0.5 A, หันอุปกรณ์ไปทางแหล่งกำเนิดแสง .

มุมมองทั่วไปของระบบติดตามดวงอาทิตย์:

คำอธิบายแผนภาพวงจรของระบบติดตามแสงอาทิตย์:

แผนภาพวงจรของอุปกรณ์ติดตามดวงอาทิตย์ประกอบด้วยองค์ประกอบต่อไปนี้: โฟโตรีซีสเตอร์, ไดโอด 4 ตัว 1N4004 (KD243G), ตัวต้านทาน, ทริมเมอร์, ทรานซิสเตอร์ BD140 (KT814G, KT626V) และ BD139 (KT815G, KT961A), แอมพลิฟายเออร์สำหรับการทำงาน LM1458 (K140UD20)

จากแผนภาพเราจะเห็นว่ามอเตอร์ M เปิดขึ้นเมื่อความแตกต่างของค่าที่เอาต์พุตของ op-amp IC1a และ IC1b

ตารางความจริง:

* หรือในทางกลับกัน ขึ้นอยู่กับเครื่องยนต์ที่กำลังเปิดอยู่

มอเตอร์ขับเคลื่อนด้วยทรานซิสเตอร์ที่ทำงานเป็นคู่ในแนวทแยงและส่งสัญญาณ +Ve หรือ -Ve ไปยังมอเตอร์ เมื่อมอเตอร์หยุดทำงาน จะไม่หยุดในทันที สิ่งนี้ถูกป้องกันโดยแรงบิดซึ่งมีส่วนช่วยในการผลิตกระแสไฟฟ้าด้วย เพื่อให้ EMF ด้านหลังไม่นำทรานซิสเตอร์ไปสู่การแตกหัก ไดโอดบริดจ์จึงมีส่วนร่วมในวงจร

ขั้นตอนการป้อนข้อมูลสร้างขึ้นจากโฟโตรีซีสเตอร์ LDR และ LDR 'และคู่ เครื่องขยายเสียงในการดำเนินงานอู๋ (IC1). หากโฟโตรีซีสเตอร์ทั้งสองได้รับแสงแดดเท่ากัน ค่าความต้านทานของโฟโตรีซีสเตอร์ก็จะมีค่าเท่ากันด้วย ในกรณีนี้ แรงดันไฟฟ้าอินพุตคือ 12 V ที่จุดเชื่อมต่อของโฟโตรีซีสเตอร์ - 6V หากฟลักซ์แสงที่ได้รับจากโฟโตรีซีสเตอร์ไม่เหมือนกัน ความต้านทานของพวกมันจะแตกต่างกัน ดังนั้น แรงดันไฟฟ้าก็จะเปลี่ยนไปด้วย

วงจรประกอบด้วยข้อจำกัด (ขีดจำกัด) ตั้งแต่ +V ถึง 0V ดำเนินการโดยใช้ตัวต้านทาน 4 ตัว (ต่ออนุกรมกัน) ปรับโดยตัวต้านทานปรับจูนคู่หนึ่ง:

• 100K ควบคุมความสมมาตรของขีดจำกัดที่สัมพันธ์กับจุดสมดุล +V/2
• 20K ปรับช่วงระหว่างขีดจำกัด (ความไวแสง)

การตั้งค่ารูปแบบของอุปกรณ์ที่ตามดวงอาทิตย์:

1. วัดแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ
2. เชื่อมต่อ DPT
3. วางโฟโตรีซีสเตอร์เคียงข้างกัน (ฟลักซ์การส่องสว่างของทั้งสองควรเท่ากัน)
4. หมุนที่กันจอนทวนเข็มนาฬิกา (จนสุด)
5. ใช้แรงดันไฟฟ้ากับวงจร หากประกอบวงจรถูกต้อง เครื่องยนต์จะเริ่มทำงาน
6. หมุนตัวต้านทาน 100K ที่ตัดแต่งตามเข็มนาฬิกาจนสุด ทำเครื่องหมายตำแหน่งนี้
7. หมุนต่อไป 100K จนกว่ามอเตอร์จะกลับด้าน ทำเครื่องหมายตำแหน่งนี้
8. ตั้งตัวต้านทานทริมเมอร์ (100K) ไปที่ตำแหน่งตรงกลาง (ระหว่างสองตำแหน่งที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้) นี่จะเป็นจุดสมดุล
9. หมุนทริมเมอร์ 20K (รับผิดชอบความไว) ตามเข็มนาฬิกาจนกระทั่งมอเตอร์เริ่มกระตุก
10. ย้ายตำแหน่ง 20K ไปข้างหลังเล็กน้อย มอเตอร์ต้องหยุด
11. ใช้มือปิดโฟโตรีซีสเตอร์ทีละตัวเพื่อตรวจสอบการทำงานที่ถูกต้องของวงจร

แผงเซลล์แสงอาทิตย์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดเมื่อมุมตกกระทบของรังสีดวงอาทิตย์เหมาะสมที่สุด แต่สิ่งนี้สามารถทำได้โดยการหมุนแท่นด้วยแผงโซลาร์เซลล์เท่านั้น สิ่งนี้ต้องการระบบติดตามดวงอาทิตย์อัตโนมัติ

วงจรที่แสดงใช้ตัวเปรียบเทียบแบบสองขีดเพื่อให้มอเตอร์อยู่กับที่ในขณะที่ตัวต้านทานที่ไวต่อแสง (LDR) ทั้งคู่อยู่ภายใต้ระดับแสงเดียวกัน ในกรณีนี้ ครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าจะจ่ายให้กับอินพุตแบบกลับด้านและอีกครึ่งหนึ่งไปยังอินพุตแบบไม่กลับด้านของเครื่องขยายเสียง A1

วงจรใช้ส่วนประกอบต่อไปนี้:

T1, T3 = BD239, BD139
T2, T4 = BD240, BD140
A1, A2 = LM324
ไดโอด = 1N4001

เมื่อตำแหน่งของดวงอาทิตย์เปลี่ยนไป ระดับแสงของโฟโตรีซีสเตอร์จะเปลี่ยนไป และแรงดันอินพุตของตัวเปรียบเทียบจะไม่เกินครึ่งหนึ่งของแรงดันแหล่งจ่ายอีกต่อไป เป็นผลให้สัญญาณเอาต์พุตของเครื่องเปรียบเทียบทำให้มอเตอร์เคลื่อนแผงโซลาร์เซลล์ตามดวงอาทิตย์

โพเทนชิออมิเตอร์ P1 และ P2 ถูกปรับเพื่อให้มอเตอร์อยู่นิ่งเมื่อโฟโตรีซีสเตอร์ทั้งสองมีระดับแสงเท่ากัน ตัวอย่างเช่น ถ้าแสงตกกระทบที่ LDR2 มากกว่าที่ LDR1 แรงดันไฟฟ้าที่จุด A จะกลายเป็นมากกว่าครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าที่จ่าย เป็นผลให้เอาต์พุต A1 จะเป็นลอจิกสูงและทรานซิสเตอร์ T1 และ T4 จะดำเนินการ ส่งผลให้มอเตอร์เริ่มหมุน

หากมุมตกกระทบของรังสีดวงอาทิตย์เปลี่ยนไปอีกครั้งและแรงดันไฟฟ้าที่จุด A น้อยกว่าครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้า เอาต์พุต A2 จะสูง ทรานซิสเตอร์ T2 และ T3 จะเริ่มนำกระแสและมอเตอร์จะหมุนในทางตรงกันข้าม ทิศทาง.

ในการควบคุมแผงโซลาร์เซลล์ ควรใช้มอเตอร์ขนาดเล็กที่มีแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมและกระแสไฟในการทำงานสูงสุด 300 mA ระบบนี้ติดตามดวงอาทิตย์ในระนาบเดียว หากคุณต้องการติดตามแสงแดดในระนาบแนวตั้ง คุณต้องสร้างเส้นทางแยกต่างหาก

แปล เว็บไซต์

   ขอขอบคุณที่ให้ความสนใจไซต์โครงการข้อมูล
   หากคุณต้องการให้สื่อที่น่าสนใจและมีประโยชน์ออกมาบ่อยขึ้นและมีโฆษณาน้อยลง
   คุณสามารถสนับสนุนโครงการของเราได้โดยการบริจาคเงินจำนวนเท่าใดก็ได้เพื่อพัฒนาโครงการ