Visión xeral do equipo
O seguidor solar totalmente automático é un sistema intelixente que detecta o acimut e a altitude do sol en tempo real, impulsando paneis fotovoltaicos, concentradores ou equipos de observación para manter sempre o mellor ángulo cos raios solares. En comparación cos dispositivos solares fixos, pode aumentar a eficiencia de recepción de enerxía entre un 20 % e un 40 %, e ten un valor importante na xeración de enerxía fotovoltaica, a regulación da luz agrícola, a observación astronómica e outros campos.
Composición da tecnoloxía central
Sistema de percepción
Matriz de sensores fotoeléctricos: usa un fotodiodo de catro cuadrantes ou un sensor de imaxe CCD para detectar a diferenza na distribución da intensidade da luz solar
Compensación do algoritmo astronómico: posicionamento GPS integrado e base de datos de calendario astronómico, calculan e predicen a traxectoria do sol en tempo de choiva
Detección de fusión multifonte: combina sensores de intensidade da luz, temperatura e velocidade do vento para lograr un posicionamento antiinterferencias (como distinguir a luz solar da interferencia da luz)
Sistema de control
Estrutura de accionamento de dous eixes:
Eixo de rotación horizontal (azimut): o motor paso a paso controla a rotación de 0 a 360°, precisión de ±0,1°
Eixe de axuste de paso (ángulo de elevación): a vara de empuxe lineal consegue un axuste de -15°~90° para adaptarse ao cambio de altitude solar en catro estacións
Algoritmo de control adaptativo: usa o control de bucle pechado PID para axustar dinamicamente a velocidade do motor para reducir o consumo de enerxía
estrutura mecánica
Soporte composto lixeiro: o material de fibra de carbono consegue unha relación resistencia-peso de 10:1 e un nivel de resistencia ao vento de 10
Sistema de rodamentos autolimpante: nivel de protección IP68, capa de lubricación de grafito integrada e vida útil continua en ambientes desérticos superior a 5 anos
Casos de aplicación típicos
1. Central fotovoltaica de concentración de alta potencia (CPV)
O sistema de seguimento DuraTrack HZ v3 de Array Technologies está despregado no Parque Solar de Dubai, Emiratos Árabes Unidos, con células solares multiunión III-V:
O seguimento de dobre eixe permite unha eficiencia de conversión de enerxía lumínica do 41 % (os soportes fixos son só do 32 %)
Equipado con modo furacán: cando a velocidade do vento supera os 25 m/s, o panel fotovoltaico axústase automaticamente a un ángulo resistente ao vento para reducir o risco de danos estruturais
2. Invernadoiro solar agrícola intelixente
A Universidade de Wageningen, nos Países Baixos, integra o sistema de seguimento de xirasol SolarEdge no invernadoiro de tomates:
O ángulo de incidencia da luz solar axústase dinamicamente a través da matriz de reflectores para mellorar a uniformidade da luz nun 65 %.
Combinado co modelo de crecemento das plantas, desvíase automaticamente 15° durante o período de luz intensa do mediodía para evitar queimar as follas.
3. Plataforma de observación astronómica espacial
O Observatorio de Yunnan da Academia Chinesa das Ciencias emprega o sistema de seguimento ecuatorial ASA DDM85:
No modo de seguimento de estrelas, a resolución angular alcanza os 0,05 segundos de arco, o que satisface as necesidades de exposición a longo prazo de obxectos do ceo profundo.
Usando xiroscopios de cuarzo para compensar a rotación da Terra, o erro de seguimento de 24 horas é inferior a 3 minutos de arco.
4. Sistema de alumeado público intelixente para cidades
Instalación piloto de lámpadas de rúa fotovoltaicas SolarTree na área de Shenzhen Qianhai:
O seguimento de dobre eixe + as celas de silicio monocristalino fan que a xeración media diaria de enerxía alcance os 4,2 kWh, o que permite 72 horas de duración da batería en tempo de choiva e nubes.
Reinicializa automaticamente á posición horizontal pola noite para reducir a resistencia ao vento e servir como plataforma de montaxe de microestación base 5G
5. Buque desalinizador solar
Proxecto "SolarSailor" das Maldivas:
Colócase unha película fotovoltaica flexible sobre a cuberta do casco e o seguimento da compensación de ondas conséguese mediante un sistema de accionamento hidráulico.
En comparación cos sistemas fixos, a produción diaria de auga doce aumenta nun 28 %, o que satisface as necesidades diarias dunha comunidade de 200 persoas.
Tendencias de desenvolvemento tecnolóxico
Posicionamento por fusión multisensor: combina SLAM visual e lidar para lograr unha precisión de seguimento de centimetros en terreos complexos
Optimización da estratexia de condución mediante IA: usar a aprendizaxe profunda para predicir a traxectoria de movemento das nubes e planificar a ruta de seguimento óptima con antelación (os experimentos do MIT mostran que pode aumentar a xeración diaria de enerxía nun 8 %).
Deseño de estrutura biónica: imitar o mecanismo de crecemento dos xirasoles e desenvolver un dispositivo de autodirección de elastómero de cristal líquido sen accionamento motorizado (o prototipo do laboratorio alemán KIT conseguiu unha dirección de ±30°)
Matriz fotovoltaica espacial: o sistema SSPS desenvolvido pola empresa xaponesa JAXA realiza a transmisión de enerxía de microondas a través dunha antena de matriz en fase, e o erro de seguimento da órbita síncrona é <0,001°
Suxestións de selección e implementación
Central fotovoltaica do deserto, antidesgaste por area e po, funcionamento a alta temperatura de 50 ℃, motor de redución harmónica pechado + módulo de disipación de calor de refrixeración por aire
Estación de investigación polar, arranque a baixa temperatura de -60 ℃, carga anticeixo e neve, rodamento de calefacción + soporte de aliaxe de titanio
Fotovoltaica distribuída para vivendas, deseño silencioso (<40 dB), instalación lixeira en tellado, sistema de seguimento dun só eixo + motor CC sen escobillas
Conclusión
Cos avances en tecnoloxías como os materiais fotovoltaicos de perovskita e as plataformas de operación e mantemento de xemelgos dixitais, os seguidores solares totalmente automáticos están a evolucionar do "seguimento pasivo" á "colaboración preditiva". No futuro, mostrarán un maior potencial de aplicación nos campos das centrais de enerxía solar espacial, as fontes de luz artificial para a fotosíntese e os vehículos de exploración interestelar.
Data de publicación: 11 de febreiro de 2025