Βελτίωση συστήματος παρακολούθησης ήλιου μελέτης λειτουργίας φωτοβολταϊκής γεννήτριας.

Abstract

Με ιδιαίτερη ικανοποίηση ασχολήθηκαμε ένα τόσο ενδιαφέρον θέμα που είχε σαν στόχο τη βελτίωση-κατασκευή ενός συστήματος σχετικό με την παρακολούθηση του ήλιου και τη συλλογή-καταγραφή ηλιακής ενέργειας από φωτοβολταϊκά στοιχεία μέσω μικροεπεξεργαστή. Επεξεργάστηκα θέματα που αφορούν την ηλιακή ενέργεια, τα φωτοβολταϊκά στοιχεία, κινητήρες, ηλεκτρονικά εξαρτήματα σχεδιασμό και κατασκευή ηλεκτρονικών κυκλωμάτων, προγραμματισμό μικροελεγκτών. Το μεγαλύτερο ποσοστό του συνολικού κύκλου εργασιών της ενεργειακής τεχνολογίας βασίζεται στην τεχνολογία για την εκμετάλλευση ορυκτών, πρωτογενών ενεργειακών πηγών. Τα αποθέματα όμως αυτά δεν είναι απεριόριστα και εξαντλούνται συνεχώς. Από την άλλη μεριά οι φυσικές διεργασίες όπως π.χ. τα διάφορα μετεωρολογικά ή βιολογικά φαινόμενα που είναι δυνατόν να μετρηθούν πλέον σήμερα από διάφορα όργανα , βασίζονται σε ανεξάντλητες ενεργειακές πηγές. Οι ενεργειακές αυτές πηγές είναι περιορισμένες ως προς την πυκνότητα απόδοσης τους. Η αξιοποίηση μόνιμων πρωτογενών ενεργειακών πηγών (όπως ο ήλιος) είναι ιδιαίτερα μεγάλης σημασίας, δεδομένου ότι η χρήση τέτοιων πηγών προστατεύει το περιβάλλον από επιβλαβείς ουσίες. Στην αρχή της εργασίας μπορούμε να δούμε πληροφορίες για τον ήλιο, την ηλιακή ενέργεια και για τα φωτοβολταϊκά στοιχεία που περιλαμβάνονται στο πρώτο κεφάλαιο. Στη συνέχεια στο δεύτερο κεφάλαιο θα ασχοληθούμε με τα μέρη της κατασκευής. Αναφέρονται διάφορες πληροφορίες για το ηλιακό πάνελ, τους κινητήρες, τα αισθητήρια, τους τερματικούς διακόπτες και για τη βάση στήριξης των φωτοβολταϊκών στοιχείων καθώς ο σκοπός και τα πλεονεκτήματα των αλλαγών που έγιναν στη συσκευή. Στο τρίτο κεφάλαιο μπορούμε να τα δούμε αναλυτικά τα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά της συσκευής παρακολούθησης του ήλιου. Οι οδηγίες χρήσης ακολουθούν στο τέταρτο κεφάλαιο καθώς και ο χειρισμός, με αναλυτικά σχήματα και φωτογραφίες. Στο επόμενο κεφάλαιο βρίσκεται το λογισμικό (software) καθώς και ο τρόπος προγραμματισμού του.

In order to increase the efficiency of photovoltaic generator, the cell's surface should always be perpendicular to the sun beams so that the cells follow the sun, while the latter moves from the east to the west, from the nadir to the zenith, at any given season. Thus, I manufactured a new sun-orbit tracking system. The tracker is powered by a microcontroller ATMEGA128, a real time clock DS1302 for time keeping, four EEPROM memories AT24C64 for measurements data storing (Volt Amps), a RS 232 converter MAX202ESE for safe serial communications, a Darlington Transistor Array ULN2004A as motors relays controller and 20x4 lines LCD display. Additionally, two absolute angle encoders with 9 bit output were installed at the base of cells for reading the absolute position of photovoltaic cells. The tracker keeps the cell's surface perpendicular to the sun during the day while set the cells horizontal during the night for safety reasons. We have the ability to set the real time clock, the time for data storing, and the time of photovoltaic moving. Additionally, we can set an offset for each axis. Finally, the output data could be downloaded for every user.