Uvod
Izvori energije
Sa rastućim razvojem, javlja se i naknadna potreba za energijom za svakim dijelom ljudskog života. Glavni izvor energije je priroda koja osigurava nekoliko izvora poput fosilnih goriva. Prirodni resursi mogu se svrstati u neobnovljive i obnovljive izvore energije.
Neobnovljivi izvori energije poput ugljena, nafte i prirodnog plina uglavnom se koriste, ali se ne mogu obnoviti. Također, čimbenici poput globalnog zagrijavanja, kontinuiranog porasta goriva stvaraju prepreku u korištenju ovih izvora energije.
Odsada je jedini način korištenje obnovljivih izvora energije, koji se mogu nadopunjavati i zamjenjivati. Primjeri su energija vjetra, sunčeva energija, toplinska energija.
Iz ove solarne energije najprimarnija je.
Pogledajte live projekt tvrtke Sunčeva solarna ploča za praćenje sunca
Sunce kao izvor energije
Nuklearna fuzija u aktivnoj jezgri sunca stvara unutarnju temperaturu od 10 ° C7K i unutarnji tok zračenja neravnomjerne spektralne raspodjele. To se unutarnje zračenje apsorbira u vanjskim pasivnim slojevima koji su zagrijani na oko 5800K. Ovo zračenje generira svjetlosnu energiju u obliku fotona koji nose veliku količinu energije i zamaha. Ti se fotoni mogu odbiti ili apsorbirati tijekom putovanja od sunca do zemlje.
Zemlja prima snagu sunčevog zračenja približno 1,73 * 1014KW Ova kontinuirano primljena snaga integrira se u ukupnu energiju od 5,46 * 10dvadeset i jedanMJ godišnje. Stoga je sunčeva energija najrelevantniji izvor energije potreban za zadovoljavanje rastućih zahtjeva čovječanstva.
Postoje tri različita načina prikupljanja ove energije, ovisno o vrsti kolektora:
- Sakupljači s ravnim pločama danas su češća vrsta kolektora. To su nizovi solarnih panela raspoređenih u jednostavnoj ravnini.
- Fokusni kolektori su u osnovi kolektori ravne ravni s optičkim uređajima raspoređenim da maksimaliziraju zračenje koje pada na fokus kolektora. Trenutno se koriste samo na nekoliko raštrkanih područja. Solarne peći primjeri su ove vrste kolektora.
- Pasivni kolektori potpuno se razlikuju od druge dvije vrste kolektora. Pasivni kolektori apsorbiraju zračenje i prirodno ga pretvaraju u toplinu, a da za to nisu projektirani i izrađeni.
Solarni paneli
Od ovih ravnih ploča kolektori su najčešće korišteni. Primjer je solarna ploča.
Solarna ploča je skup solarnih ćelija raspoređenih u matricu. Ovi paneli mogu prikupiti snagu između 10 i 300 W.
Solarna ćelija je dvoslojni poluvodički uređaj koji se koristi za apsorpciju zračenja. Radi na principu fotonaponskog, što podrazumijeva stvaranje napona kroz upadnu svjetlost. Kad svjetlost padne na slojeve, pobuđuje elektrone, zbog čega skaču iz jednog u drugi sloj, tvoreći električni naboj.
Tipični sustav primanja solarne energije sastoji se od sljedećih dijelova
- Solarna ploča - za prikupljanje energije.
- Inverter - za pretvaranje primljene istosmjerne snage u izmjeničnu.
- Baterija - Za spremanje primljene istosmjerne energije.
Montaža solarnih panela
Jedno od glavnih ograničenja u korištenju solarnih ploča je način na koji su oni postavljeni da primaju maksimalnu svjetlosnu energiju od sunca.
Čimbenici koji utječu na izlaz ili učinkovitost solarne ploče su sljedeći:
- Smjer: Ako se nalazi sjeverna hemisfera, paneli bi trebali biti okrenuti prema sjeveru, a sjeverna hemisfera, paneli bi trebali biti okrenuti prema jugu.
- Nagib ili orijentacija : Solarni paneli moraju imati nagib jednak zemljopisnoj širini svog položaja. Kako se nagib rotacije zemlje mijenja, solarne panele treba prilagoditi kako bi dobili maksimalno svjetlo.
- Vrsta površine : Uglavnom se preferira šira površina jer prima maksimalnu količinu sunčeve svjetlosti.
Da bi se ploče učinkovito učinile, tako da one dobivaju odgovarajuću sunčevu svjetlost, koriste se uređaji zvani Trackeri koji usmjeravaju ploče prema zemlji.
Postoje dvije vrste tragača:
a. Pasivni tragač :
Pasivni tragači koriste sustav kojim se tekućina pomiče zagrijavanjem od sunca i koristi se za pomicanje ploče, automatski se vraćajući u pravilan položaj za jutro. Sastoji se od dva cijevna spremnika postavljena na bočnim stranama solarne ploče, tako da se u slučaju da ploča nije poravnata sa suncem, tekućina u spremnicima neravnomjerno zagrijava uzrokujući razliku u tlaku. Ova razlika tlaka zauzvrat uzrokuje kretanje tekućine prema spremniku s niskim temperaturama. Dakle, kako razina tekućine fluktuira između dva spremnika, pomicanje težine uzrokuje gravitaciju okretanja tragača zajedno s orijentacijom Sunca. Oni su jeftiniji, ne zahtijevaju električne uređaje i zahtijevaju manje održavanja. Međutim, uobičajeni mehanizmi osjetnika svjetlosti možda se neće pokazati točnima tijekom oblačnih dana, a također nisu učinkoviti.
b. Aktivni tragač :
Aktivni tragač obično se sastoji od motora poput servo motora ili a Koračni motor za okretanje ploče. U idealnom slučaju, sunčevo zračenje udara u ploču pod kutom od 90⁰. Motor održava ploču pod tim kutom kako bi primio maksimalno zračenje. Upravljanje motorom može se izvršiti na jedan od dva načina. Jedan od načina je korištenje elektroničkog sustava za izračunavanje astronomskog položaja sunca na određenom mjestu i sukladno tome zakretanje solarne ploče u orijentaciji okomitoj na sunce u unaprijed zadanim vremenskim intervalima. Druga kontrola je upotreba senzorskog rasporeda za osjet svjetline na nebu i sukladno tome zakretanje ploče pod pravim kutom prema orijentaciji sunca.
Primjena gore navedene metode
Primjena solarnih panela
Koračastim motorom upravlja se pomoću mikrokontroler 8051 , kroz pokretački relej IC ULN2003A. Sastoji se od panela male snage na svojoj osovini i pruža rotaciju od 0 do 180⁰ rotacija u koracima od po 5 sekundi. Ova rotacija koračnog motora odgovara rotaciji Zemlje oko Sunca, što čini 180⁰ promjena u zemljinom smjeru u vezi sa suncem. Koračni motor programiran je tako da većinu vremena omogućuje rotaciju od 90⁰.
