Изготовление и исследование системы слежения за Солнцем.

Солнечная энергетика получает все большее развитие в современном мире, она характеризуется максимальной простотой использования, наибольшими ресурсами, экологической чистотой и повсеместным распространением. Эти обстоятельства определяют гелиоэнергетику как одно из наиболее перспективных направлений развития возобновляемой энергетики.

Наиболее актуально применение солнечных энергетических установок (СЭУ) в регионах без стационарной сети электропитания. Замена дизельных генераторов на СЭУ в таких регионах не только помогает облегчить энергетические и экологические проблемы, но и является экономически выгодной.

На начальных этапах развития солнечные батареи оставались  зафиксированными в однажды найденном эффективном положении. В ряде случаев мы даже не придавали этому особого значения, приблизительно выставляя батарею в направлении Солнца. Однако логично предположить, что Солнечные элементы генерируют максимальную энергию, только когда они располагаются точно перпендикулярно направлению солнечных лучей, а это может случиться только один раз в день.

Предположим, что мы смогли проследить за положением Солнца на небосклоне? Другими словами, что случилось бы, если бы мы поворачивали солнечную батарею в течение дня так, чтобы она всегда была направлена непосредственно на Солнце? Только благодаря изменению этого параметра мы повысили бы полную отдачу от солнечных элементов, как раз наша работа заключается в создании некой конструкции способной направлять панели на Солнце и необходимостью выяснить, на сколько процентов увеличится эффективность работы панелей.

План работы над проектом.

Название этапа Описание этапа Дата выполнения
1 Подготовка проекта Создание чертежей и спецификации. с 4.05.15 по 12.06.15
2 Сдача проекта Последнее согласование проекта с наставниками. После чего проект сдан на рассмотрение бюро. с 15.06.15 по 17.06.15
3 Защита проекта Публичная защита проекта на заседании опытно-конструкторского бюро. 18.06.15
4 Закупка материалов Поиск материалов и поставщиков. с 1.09.15 по 18.10.15
5 Изготовление проекта Выполнение сварных, токарных и других видов работ. с 18.10.15 по 10.03.16
6 Установка проекта Подготовка крыши техникума, выполнение монтажных работ. 11.03.16
7 Исследование системы слежения за солнцем. Снятие показаний с выходов панелей. с 14.03.16

За двенадцать занятий были подготовлены чертежи: основания системы слежения, крепежа, крышки, крепежной рамы, схемы платы управления. Подготовлена спецификация материалов и электронной составляющей. Все результаты были подготовлены в виде докладов и прошли защиту.

Сборка _ Крепёж для системы слежения за солнцем

arduino

 

 

 

 

 

 

На этапе изготовления, как и на этапе разработки, принимали участие три отдела опытно-конструкторского бюро студентов и педагогов. Отдел металлоконструкции состоит из обучающихся по профессии электрогазосварщик и обучающихся по профессии токарь-универсал. Первые занимались изготовлением основания, крепежной рамы, крепежа и крышки,

???????????????????????????????

???????????????????????????????

 

 

 

 

 

 

а вторые создавали: стакан, вал, шкивы, которые были установлены в подготовленное основание.

??????????????????????????????? ???????????????????????????????

 

 

 

 

 

 

Отдел электроники, состоящий из обучающихся по специальности “Техническое обслуживание электрооборудования” создавали плату управления.

??????????????????????????????? ???????????????????????????????

 

 

 

 

 

 

По завершению этапа изготовления, обучающиеся приступили к установке конструкции. Данное событие освещалось новостной передачей NoteBene. Название сюжета: “Абакан создает будущее на своих крышах”. Посмотреть сюжет можно по ссылке http://ctv7.ru/news/abakan-sozdayot-budushchee-na-svoih-kryshah.

Исследование эффективности системы.

Исследование эффективности системы слежения за Солнцем заключается в сравнении показаний силы зарядного тока и напряжения снимаемых с выходов солнечных панелей установленных стационарно и установленные на систему слежения. Измерения снимались каждый день, начиная с 14 марта с интервалом в 1 час. Сама же конструкция изменяет положение панелей раз в два часа.

Показания измерений Солнечных панелей представлены в таблице № 1 и графике показаний солнечных панелей на рисунке 1.

Таблица 1.

Показания солнечных панелей в солнечную погоду, 22.03.16.

t 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 ср. значение
I1,A 1 5 7 7 9 9 8 7 4 6,3
I2, A 1 6 9 8 9 9 9 9 7 7,4

график 1

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1. Показания солнечных панелей в солнечную погоду, 22.03.16

Расчет эффективности панелей установленных на системе слежения за солнцем представлен в таблице № 2.

Таблица № 2.

Количество выработанной энергии солнечными панелями за 8 часов в Вт и их сравнение.

Выходное напряжение, В 42
P1, Вт 2128,0
P2, Вт 2501,3
P2-P1, Вт 373,3
Эффективность, % 14,9

 

Показания измерений солнечных панелей представлены в таблице № 3 и графике показаний солнечных панелей на рисунке № 2.

Таблица 3.

Показания солнечных панелей в пасмурную погоду, 17.03.16.

t 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 ср. значение
I1,A 0 1 1 2 3 3 3 3 2 2,0
I2, A 0 1 1 2 3 3 4 4 3 2,3

график 2

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2. Показания солнечных панелей в пасмурную погоду, 17.03.16

Расчет эффективности панелей установленных на системе слежения за солнцем представлен в таблице №5.

Таблица № 4

Количество выработанной энергии солнечными панелями за 8 часов в Вт и их сравнение.

Выходное напряжение, В 42
P1, Вт 672,0
P2, Вт 784,0
P2-P1, Вт 112,0
Эффективность, % 14,3

 

Заключение

Полное исследование будет закончено только 10 марта 2017 года, так как надо охватить все времена года. Предварительное исследование охватило только 2 недели работы системы слежения за солнцем, но уже сейчас из полученных результатов видно, что система слежения за солнцем даёт прирост в размере 15% независимости от погоды. В дальнейшем при увеличении солнечной активности мы полагаем, что результат будет выше, так как солнечные панели установленные на систему слежения за солнцем будут быстрее и дольше находиться в максимальных значениях вырабатываемой электроэнергии в отличие от панелей установленных стационарно, что видно из рисунка №3.

Говорить об экономической выгоде преждевременно, но если эффективность системы останется на уровне 15%, то использование таких дорогих систем будет выгодна, только в местах, где установка большего количества панелей невозможна из-за малого пространства.

Данный проект будет развиваться и дальше, в итоге мы получим систему слежения за солнцем способную изменять положение панелей не только по горизонтали, но и в вертикальном положении, что даст дополнительный прирост в мощности панелей. И последним этапом развития будет функция очистки панелей.

 

Поделись событием в социальных сетях!
Авторизация
*
*
Генерация пароля