ALTERNATIVE ENERGIE
Solaranlagen-Nachverfolgung
Um die Aufnahme von Sonnenlicht und damit die Energieerzeugung und den Ertrag zu maximieren, müssen Solaranlagen mit Nachverfolgungssystemen ausgestattet werden. Ein Zweiachs-Tracker kann die Energieerzeugung zu Spitzenzeiten früh morgens und spät nachmittags erhöhen und den Ertrag auf diese Weise um bis zu 50 % steigern. Es gibt drei verbreitete Methoden, um ein Solar-Nachverfolgungssystem zu implementieren: zeitgestützte Steuerung, Vergleich der Sonnenlichtstärke und Raum-Zeit-Synchronisierung.
Die Raum-Zeit-Synchronisierung zeichnet sich durch eine hohe Steuerungspräzision und durch eine hervorragende Anpassungsfähigkeit aus, allerdings macht sie ein kompliziertes Softwaresystem zur Unterstützung der Hardware erforderlich. Welche Steuermethode gewählt wird, sollte daher von den praktischen Anforderungen abhängig gemacht werden.
Bedingt durch die mechanischen Vorrichtungen zum Ändern der Sonnenkollektor-Ausrichtung lassen sich Solar-Nachverfolgungssysteme in Ein- und Zweiachssysteme unterteilen. Einachs-Tracker können den Sonnenstrahlen nur folgen, indem sie auf einer festen horizontalen Achse gedreht werden. Zweiachs-Tracker können dagegen auf zwei Achsen (X und Y) gedreht werden, so dass das Sonnenlicht immer vertikal auf den Sonnenkollektor trifft.
Ein Zweiachs-Nachverfolgungssystem für Solaranlagen setzt sich aus den folgenden Komponenten zusammen: Windmesser, Temperatursensor, fotoelektrische Sensoren, Lichtstärkensensoren, Drehwinkelgeber, Elektronik zu Signalverarbeitung (Komparatoren, Verstärker und ADUs), MCU/DSC, Trennschalter, Motortreiber und Motoren, RS485/CAN, Mensch-Maschine-Schnittstelle (Tastatur und LCD-Anzeige), Energiemanagement und RTC.
Der Windmesser wird verwendet, um die Windgeschwindigkeit zu erfassen. Wenn die Windgeschwindigkeit einen vordefinierten Wert übersteigt, aktiviert das System einen Schutzmechanismus. Der Temperatursensor wird verwendet, um die Außentemperatur zu messen. Fotoelektrische Sensoren überwachen, ob das Sonnenlicht vertikal auf den Sonnenkollektor trifft. Lichtstärkensensoren erkennen Änderungen in der Stärke des Sonnenlichts, damit das System die für die aktuellen Wetterbedingungen oder die aktuelle Jahreszeit angemessene Steuermethode wählen kann. Der MCU/DSC bildet den Kern des Systems und dient zur Verarbeitung der Eingangssignale, zur Implementierung der Steueralgorithmen und zur Erteilung von Steueranweisungen. Schrittmotoren, Gleichstrommotoren und Servomotoren können verwendet werden, um die Sonnenkollektoren so zu verstellen, dass sie immer gerade auf die Sonne zeigen. Die RS485/CAN-Schnittstelle wird für die Kommunikation zwischen den Systemen und anderen Steuerungen verwendet. Die Tastatur und die LCD-Anzeige dienen als Mensch-Maschine-Schnittstelle. Das Energiemanagement und die RTC versorgen das System mit Energie und einer Echtzeituhr.
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Der DSC wird verwendet, um die Eingangssignale von Sensoren zu verarbeiten, Steueralgorithmen zu implementieren und Anweisungen auszugeben.
MICROCHIP
TEXAS INSTRUMENTS
NXP SEMICONDUCTORS
NATIONAL SEMICONDUCTOR
TEXAS INSTRUMENTS
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Die fotoelektrischen Sensoren (lichtempfindliche Widerstände oder Fotodioden/-transistoren) überwachen, ob das Sonnenlicht vertikal auf den Sonnenkollektor trifft.
Osram
CENTRONIC
CHARTLAND
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Lichtstärkensensoren (lichtempfindliche Widerstände oder Fotodioden/-transistoren) erkennen Änderungen in der Stärke des Sonnenlichts.
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Zeichnet die Temperatur auf
TEXAS INSTRUMENTS
NATIONAL SEMICONDUCTOR
MICROCHIP
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Verstärkt die Signale, die von den Lichtstärkensensoren empfangen werden.
ANALOG DEVICES
Microchip
NATIONAL SEMICONDUCTOR
NATIONAL
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Wandelt analoge in digitale Signale um
MICROCHIP
ANALOG DEVICES
NATIONAL
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Empfängt und verstärkt Steueranweisungen vom DSC an den MOSFET.
TEXAS INSTRUMENTS
INTERNATIONAL RECTIFIER
INTERSIL
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Kommunikation mit anderen Solar-Nachverfolgungssystemen oder Steuerungen
NXP SEMICONDUCTORS
TEXAS INSTRUMENTS
MICROCHIP
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Wird verwendet, um die Geschwindigkeit von Motoren zu messen
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Wird verwendet, um die Windgeschwindigkeit zu messen
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Gleichspannungswandler oder LDOs können verwendet werden, um andere Module in Solar-Nachverfolgungssystemen mit Strom zu versorgen.
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Stellt eine Echtzeituhr für das System bereit
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Benutzereingabe
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Treibt den Motor an
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Schritt-, DC- oder Servomotoren können verwendet werden, um Sonnenkollektoren so zu positionieren, dass sie konstant die maximale Lichtstärke aufnehmen.
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Schritt-, DC- oder Servomotoren können verwendet werden, um Sonnenkollektoren so zu positionieren, dass sie konstant die maximale Lichtstärke aufnehmen.
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MICROCHIP | MCU | Sensorlose feldorientierte Steuerung für Permanentmagnet-Synchronmotoren | Klicken Sie hier | |
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MICROCHIP | MCU | Hardwareaufbereitung von Sensorsignalen | Klicken Sie hier | |
NXP | DSC | Ausblick Industriemotorsteuerung | MC56F800x | Klicken Sie hier |
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BROADCOM | Fotosensor | Umgebungslicht-Fotosensoren | APDS-9002 | Klicken Sie hier |
MICROCHIP | DSC | Referenzdesign netzgekoppelter Solar-Mikrowechselrichter | Klicken Sie hier | |
NXP | DSC | Eine Einführung in die extrem sparsamen 16-bit-Digitalsignalcontroller | Klicken Sie hier | |
MICROCHIP | DSC | DSPIC33F: 16-bit Hochleistungs-DSCs (Digital Signal Controller) | Klicken Sie hier | |
MICROCHIP | DSC | Schnelle, Mikrocontroller-adaptierbare PWM-Steuerung | Klicken Sie hier | |
MICROCHIP | DSC | 16-bit und 32-bit PIC MCUs von Microchip | Klicken Sie hier | |
MICROCHIP | DSC | dsPIC33FJ06GSXXX DSCs | Klicken Sie hier | |
NXP | Prozessor | Übersicht: LPC214x MCUs | Klicken Sie hier | |
NXP | Prozessor | Übersicht: LPC213x MCUs | Klicken Sie hier | |
Hersteller | Produkttyp | Schulungstitel | Artikelnummer | URL |
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