วงจรและกลไกที่อธิบายในบทความนี้อาจถือได้ว่าเป็นระบบติดตามแสงอาทิตย์แบบแกนคู่ที่ง่ายที่สุดและสมบูรณ์แบบ
แนวคิดตัวติดตามพลังงานแสงอาทิตย์แบบแกนคู่ทำงานอย่างไร
อุปกรณ์สามารถติดตามการเคลื่อนไหวในเวลากลางวันของดวงอาทิตย์ได้อย่างแม่นยำและเลื่อนไปตามแกนแนวตั้ง อุปกรณ์นี้ยังติดตามการกระจัดกระจายตามฤดูกาลของดวงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพและเคลื่อนกลไกทั้งหมดในระนาบแนวนอนหรือในการเคลื่อนที่ด้านข้างเพื่อให้การวางแนวของแผงโซลาร์เซลล์อยู่ในแนวแกนตรงกับดวงอาทิตย์เสมอเพื่อให้สอดคล้องกับการกระทำในแนวตั้ง ของตัวติดตามอย่างเหมาะสม
ดังที่แสดงในรูปกลไกที่ค่อนข้างง่ายสามารถพบเห็นได้ที่นี่ โดยทั่วไปแล้วตัวติดตามแสงอาทิตย์จะติดตั้งบนขาตั้งสองสามตัวโดยมีแกนกลางที่เคลื่อนย้ายได้
การจัดเรียงแบบแกนหมุนช่วยให้ตัวยึดแผงเคลื่อนที่ไปบนแกนวงกลมได้เกือบ 360 องศา
กลไกเฟืองมอเตอร์ดังที่แสดงในแผนภาพนั้นติดตั้งไว้ที่มุมของแกนสำคัญในลักษณะที่เมื่อมอเตอร์หมุนแผงโซลาร์เซลล์ทั้งหมดจะเลื่อนตามสัดส่วนเกี่ยวกับเดือยกลางไม่ว่าจะทวนเข็มนาฬิกาหรือตามเข็มนาฬิกาขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ของ มอเตอร์ซึ่งขึ้นอยู่กับตำแหน่งของดวงอาทิตย์
วงจร LDR ทำงานอย่างไร
ตำแหน่งของ LDR มีความสำคัญอย่างยิ่งที่นี่และชุดของ LDR ที่สอดคล้องกับการเคลื่อนที่ของระนาบแนวตั้งนี้อยู่ในตำแหน่งที่ตรวจจับแสงดวงอาทิตย์ได้อย่างแม่นยำและพยายามให้แผงตั้งฉากกับแสงอาทิตย์โดยการเคลื่อนมอเตอร์ไปในทิศทางที่เหมาะสมผ่าน จำนวนรอบการหมุนที่แน่นอน
การตรวจจับ LDR ได้รับและตีความอย่างแม่นยำโดยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งสั่งให้มอเตอร์สำหรับการกระทำที่อธิบายไว้ข้างต้น
อีกกลไกหนึ่งซึ่งค่อนข้างคล้ายกับการตั้งค่าแนวตั้งข้างต้น แต่จะเลื่อนแผงผ่านการเคลื่อนที่ด้านข้างหรือจะเป็นการเคลื่อนแผงโซลาร์เซลล์ทั้งหมดในแนววงกลมเหนือระนาบแนวนอน
การเคลื่อนที่นี้เกิดขึ้นเพื่อตอบสนองต่อตำแหน่งของดวงอาทิตย์ในช่วงการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลดังนั้นในทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนไหวในแนวตั้งการเคลื่อนไหวนี้จะค่อยเป็นค่อยไปมากและไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในแต่ละวัน
อีกครั้งการเคลื่อนไหวข้างต้นเป็นการตอบสนองต่อคำสั่งที่กำหนดให้กับมอเตอร์โดยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งทำงานเพื่อตอบสนองต่อการตรวจจับที่ทำโดย LDR
สำหรับขั้นตอนข้างต้นจะใช้ LDR ชุดอื่นและติดตั้งในแนวนอนเหนือแผงควบคุมที่ตำแหน่งเฉพาะดังที่แสดงในแผนภาพ
วิธีการทำงานของวงจรควบคุม Solar Tracker OpAmp
การตรวจสอบวงจรที่แสดงในแผนภาพอย่างรอบคอบพบว่าการกำหนดค่าทั้งหมดนั้นง่ายและตรงไปตรงมามาก ที่นี่มีการใช้ IC 324 ตัวเดียวและมีการใช้ opamps เพียงสองตัวสำหรับการดำเนินการที่จำเป็น
opamps มีการต่อสายเป็นหลักเพื่อสร้างตัวเปรียบเทียบหน้าต่างโดยรับผิดชอบในการเปิดใช้งานเอาต์พุตเมื่อใดก็ตามที่อินพุตของพวกเขาโอนเอนหรือลอยออกจากหน้าต่างที่กำหนดไว้ล่วงหน้าซึ่งกำหนดโดยกระถางที่เกี่ยวข้อง
LDR สองตัวเชื่อมต่อกับอินพุตของ opamps เพื่อตรวจจับระดับแสง ตราบเท่าที่ไฟเหนือ LDR ทั้งสองมีความสม่ำเสมอเอาต์พุตของ opamp จะยังคงปิดใช้งานอยู่
อย่างไรก็ตามในขณะที่ LDR ตัวใดตัวหนึ่งรับรู้ถึงขนาดของแสงที่แตกต่างกัน (ซึ่งอาจเกิดขึ้นเนื่องจากตำแหน่งที่เปลี่ยนไปของดวงอาทิตย์) ความสมดุลของอินพุตของ opamp จะเปลี่ยนไปในทิศทางเดียวทำให้เอาต์พุต opamps ที่เกี่ยวข้องสูงขึ้นทันที
เอาต์พุตที่สูงนี้จะเปิดใช้งานเครือข่ายทรานซิสเตอร์แบบบริดจ์เต็มรูปแบบทันทีซึ่งจะหมุนมอเตอร์ที่เชื่อมต่อไปในทิศทางที่กำหนดเพื่อให้แผงหมุนและปรับการจัดตำแหน่งให้สอดคล้องกับรังสีดวงอาทิตย์จนกว่าปริมาณแสงที่สม่ำเสมอจะกลับคืนมาเหนือชุด LDR ที่เกี่ยวข้อง
เมื่อระดับแสงเหนือชุด LDR ที่เกี่ยวข้องได้รับการคืนค่า opamps จะอยู่เฉยๆอีกครั้งและปิดเอาต์พุตและมอเตอร์ด้วย
ลำดับข้างต้นยังคงเกิดขึ้นตลอดทั้งวันในขั้นตอนเนื่องจากดวงอาทิตย์เปลี่ยนตำแหน่งและกลไกข้างต้นจะเปลี่ยนไปเรื่อย ๆ ตามตำแหน่งดวงอาทิตย์
ควรสังเกตว่าชุดประกอบวงจรที่อธิบายไว้ข้างต้นสองชุดจะต้องใช้ในการควบคุมการทำงานแบบคู่หรือเพียงแค่สร้างกลไกระบบสุริยะติดตามคู่ที่กล่าวถึงข้างต้น
ส่วนรายการ
- R3 = 15K,
- R4 = 39K,
- P1 = 100K,
- P2 = 22K,
- LDR = ประเภทปกติที่มีความต้านทานประมาณ 10 K ถึง 40K ในเวลากลางวันภายใต้ร่มเงาและความต้านทานไม่สิ้นสุดในความมืดสนิท
- ออปแอมป์มาจาก IC 324 หรืออาจรวม 741 IC สองตัวแยกกัน
- T1, T3 = TIP31C,
- T2, T4 = TIP32C,
- ไดโอดทั้งหมดคือ 1N4007
- มอเตอร์ = ตามโหลดและขนาดของแผงโซลาร์เซลล์
มารยาท - Elector Electroniks อินเดีย
วิธีการเพิ่ม Set / Reset Facility ในวงจรด้านบน
แวบแรกอาจดูเหมือนว่าวงจรข้างต้นไม่ได้รวมคุณสมบัติการรีเซ็ตอัตโนมัติ อย่างไรก็ตามการตรวจสอบอย่างใกล้ชิดจะแสดงให้เห็นว่าจริงๆแล้ววงจรนี้จะรีเซ็ตโดยอัตโนมัติเมื่อรุ่งสางเข้าหรือในตอนเช้า
สิ่งนี้อาจเป็นจริงเนื่องจาก LDR อยู่ในตำแหน่งภายในกล่องหุ้มซึ่งได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษในรูปทรง 'V' เพื่ออำนวยความสะดวกในการดำเนินการนี้
จากการสะท้อนของแสงดวงอาทิตย์ขึ้นในช่วงเช้าท้องฟ้าสว่างไสวกว่าพื้นดิน เนื่องจาก LDR อยู่ในตำแหน่ง 'V' LDR ซึ่งหันหน้าไปทางท้องฟ้ามากกว่าจึงได้รับแสงมากกว่า LDR ที่หันเข้าหาพื้น สถานการณ์นี้จะเปิดใช้งานมอเตอร์ในทิศทางตรงกันข้ามเพื่อบังคับให้แผงควบคุมย้อนกลับในเวลาเช้าตรู่
ในขณะที่แผงควบคุมหันไปทางทิศตะวันออก LDR ที่เกี่ยวข้องจะเริ่มรับแสงโดยรอบมากขึ้นจากแสงแดดที่ส่องขึ้นสิ่งนี้จะผลักแผงไปทางทิศตะวันออกให้หนักขึ้นจนกระทั่ง LDR ทั้งสองสัมผัสกับแสงแดดที่เพิ่มขึ้นทางทิศตะวันออกเกือบจะได้สัดส่วนซึ่งจะรีเซ็ตโดยสิ้นเชิง แผงควบคุมเพื่อให้กระบวนการเริ่มต้นอีกครั้ง
ตั้งค่าฟังก์ชั่นรีเซ็ต
ในกรณีที่คุณสมบัติการรีเซ็ตชุดมีความจำเป็นอาจรวมการออกแบบต่อไปนี้
สวิตช์ชุดจะถูกวางไว้ที่ส่วนท้าย 'sun-set' ของตัวติดตามซึ่งจะทำให้เกิดการกดทับเมื่อแผงควบคุมเสร็จสิ้นการติดตามเป็นวัน
ดังที่เห็นได้จากรูปที่ระบุด้านล่างแหล่งจ่ายให้กับวงจรติดตามได้รับจากจุด N / C ของรีเลย์ DPDT ซึ่งหมายความว่าเมื่อสวิตช์ 'SET' ถูกผลักรีเลย์จะเปิดใช้งานและตัดการเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไปยัง วงจรเพื่อให้วงจรทั้งหมดที่แสดงในบทความข้างต้นถูกตัดการเชื่อมต่อและไม่รบกวน
ในขณะเดียวกันมอเตอร์จะรับแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับผ่านหน้าสัมผัส N / O เพื่อให้สามารถเริ่มกระบวนการย้อนกลับของแผงไปยังตำแหน่งเดิมได้
เมื่อแผงควบคุมเสร็จสิ้นกระบวนการย้อนกลับไปยังจุดสิ้นสุดของ 'ดวงอาทิตย์ขึ้น' มันจะดันสวิตช์รีเซ็ตที่วางไว้ที่ใดที่หนึ่งอย่างเหมาะสมการกระทำนี้จะปิดใช้งานรีเลย์อีกครั้งเพื่อรีเซ็ตระบบทั้งหมดในรอบถัดไป
คู่ของ: สร้างวงจรแสดงอุณหภูมิที่ง่ายที่สุด ถัดไป: วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์
