Sissejuhatus

Energiaallikad

Kasvava arenguga tekib järgnev energiavajadus inimese iga osa jaoks. Peamine energiaallikas on loodus, mis pakub mitmeid allikaid, näiteks fossiilkütuseid. Loodusvarasid saab liigitada taastumatuteks ja taastuvateks energiaallikateks.

Enamasti kasutatakse taastumatuid energiaallikaid, nagu kivisüsi, nafta, maagaas, kuid neid ei saa täiendada. Samuti takistavad selliste energiaallikate kasutamist sellised tegurid nagu globaalne soojenemine, jätkuv kütuse tõus.

Edaspidi on ainus võimalus kasutada taastuvaid energiaallikaid, mida saab täiendada ja asendada. Näideteks on tuuleenergia, päikeseenergia, soojusenergia.

“takistid kondensaatorid induktiivpoolid dioodid transistorid ”

Sellest päikeseenergia on kõige primaarsem.

Vaadake projekti live-projekti Päikese jälgimise päikesepaneel

Päike kui energiaallikas

Tuumasüntees päikese aktiivses südamikus tekitab sisetemperatuuri 10⁷K ja ebaühtlase spektraaljaotusega sisemine kiirgusvoog. See sisemine kiirgus neeldub välistes passiivkihtides, mida kuumutatakse temperatuurini umbes 5800K. See kiirgus tekitab valguse energiat footonite kujul, mis kannavad suurt hulka energiat ja hoogu. Neid footoneid saab päikesest maapinnale liikudes kas kõrvale juhtida või neelata.

Maa saab päikesekiirguse võimsust umbes 1,73 * 10¹⁴KW. See pidevalt vastuvõetud võimsus integreerub koguenergiaga 5,46 * 10^{kakskümmend üks}MJ aastas. Seega on päikeseenergia kõige asjakohasem energiaallikas, mida on vaja inimkonna kasvavate nõudmiste rahuldamiseks.

Selle energia kogumiseks on kolm erinevat viisi, lähtudes kollektori tüübist:

Lamekollektorid on tänapäeval sagedamini kasutatav kollektoritüüp. Need on lihtsas tasapinnas paigutatud päikesepaneelide massiivid.
Teravustamiskollektorid on põhimõtteliselt tasapinnalised kollektorid optiliste seadmetega, mis on paigutatud kollektori fookusele langeva kiirguse maksimeerimiseks. Praegu kasutatakse neid ainult mõnes hajusas piirkonnas. Seda tüüpi kollektorite näited on päikesepõletusahjud.
Passiivsed kollektsionäärid erinevad täiesti teistest kahest tüüpi kollektoritest. Passiivsed kollektorid neelavad kiirgust ja muundavad selle looduslikult soojuseks, ilma et oleks selleks projekteeritud ja ehitatud.

Päikesepaneelid

Nendest lamedatest plaatidest kasutatakse kõige enam kollektoreid. Näitena võib tuua päikesepaneeli.

Päikesepaneel on maatriksisse paigutatud päikesepatareide klaster. Need paneelid võivad koguda võimsust vahemikus 10 kuni 300 W.

Päikesepatarei on kahekihiline pooljuhtseade, mida kasutatakse kiirguse neelamiseks. See töötab fotogalvaanilisel põhimõttel, mis tähendab pinge tekitamist langeva valguse kaudu. Kui valgus langeb kihtidele, ergastab see elektrone, põhjustades nende hüppamist ühelt kihilt teisele, moodustades elektrilaengu.

Pildi allikas - etap - etap

Tüüpiline päikeseenergia vastuvõtusüsteem koosneb järgmistest osadest

Päikesepaneel - jõu kogumiseks.
Inverter - vastuvõetud alalisvoolu muundamiseks vahelduvvooluks.
Aku - vastuvõetud alalisvoolu salvestamiseks.

Päikesepaneelide paigaldamine

Üks peamisi piiranguid päikesepaneelide kasutamisel on nende paigaldamise viis, et saada päikeselt maksimaalset valgusenergiat.

Päikesepaneeli väljundit või efektiivsust mõjutavad tegurid on järgmised:

Suund: Kui asukoht on põhjapoolkera, peaksid paneelid olema suunatud põhja poole ja lõunapoolkera, paneelid peaksid olema suunatud otse lõuna poole.
Kallutamine või orientatsioon : Päikesepaneelide kalle peab olema võrdne nende asukoha laiuskraadiga. Kui maa pöörlemise kalle muutub, tuleb päikesepaneele maksimaalse valguse saamiseks reguleerida.
Pinna tüüp : Enamasti eelistatakse laiemat pinda, kuna see saab maksimaalselt päikesevalgust.

Paneelide tõhusaks paigaldamiseks ja piisava päikesevalguse saamiseks kasutatakse seadmeid Trackers, mis suunavad paneele maa poole.

Jälgijaid on kahte tüüpi:

a. Passiivne jälgija :

Passiivsed jälgijad kasutavad süsteemi, kus vedelik liigub päikese kuumutamisel ja seda kasutatakse paneeli liigutamiseks, naastes automaatselt hommikuks õigesse asendisse. See koosneb kahest torupaagist, mis on paigutatud päikesepaneeli külgedele nii, et juhul kui paneeli pole päikesega joondatud, kuumeneb paakides olev vedelik ebaühtlaselt, põhjustades rõhu erinevust. See rõhu erinevus põhjustab vedeliku omakorda madalate temperatuuridega paagi poole liikumise. Seega, kui vedeliku tase kõigub kahe paagi vahel, põhjustab raskuse nihe raskusjõu jälgijat koos Päikese orientatsiooniga. Need on odavamad ja ei vaja elektriseadmeid ning vajavad vähem hooldust. Kuid tavapärased valgustundlikud mehhanismid ei pruugi pilves päevadel osutuda täpseks ja ka need ei ole tõhusad.

b. Aktiivne jälgija :

Aktiivne jälgija koosneb tavaliselt mootoritest nagu servomootor või a Samm-mootor paneeli pööramiseks. Ideaalis lööb päikesekiirgus paneeli 90⁰ nurga all. Mootor hoiab paneeli selle nurga all, et saada maksimaalset kiirgust. Mootorit saab juhtida kahel viisil. Üks võimalus on elektroonilise süsteemi abil päikese astronoomilise asukoha arvutamine konkreetses kohas ja vastavalt sellele päikesepaneeli pööramine päikesega risti asetsevas ajavahemikus. Teine juhtseade kasutab sensori paigutust taeva heleduse tajumiseks ja paneeli pööramiseks päikese orientatsiooni suhtes täisnurga all.

Ülaltoodud meetodi rakendamine

Päikesepaneelide paigaldamise rakendus

“loogikaväravate näited tõetabeliga ”

Sammmootorit juhitakse mikrokontroller 8051 , relee draiveri IC ULN2003A kaudu. See koosneb selle võllil olevast väikese võimsusega paneelist ja tagab pöörete 0 kuni 180 in pööretena 5-sekundiliste intervallidega. See samm-mootori pöörlemine vastab Maa pöörlemisele päikese ümber, mis põhjustab 180⁰ muutusi Maa päikese osas. Sammmootor on programmeeritud suurema osa ajast pöörlema 90 kraadi.