طراحی، ساخت و کنترل یک نمونه سیستم ردیاب خورشیدی

مساله ی ردیابی در سیستم های تولید توان فتوولتائیک، به دو مقوله ی سیستم های الکترومکانیکی ردیابی و تقعیب خورشید و سیستم های الکترونیکی ردیابی نقطه ی بیشینه ی توان اشاره دارد. در این پژوهش یک سیستم ردیابی و تعقیب خورشید مداربسته با دقت بالا، طراحی، ساخته و آزمایش شده است. یکی از مهمترین بخش های یک سیستم کنترلی مداربسته واحد اندازه گیری یا حسگر می باشد. به منظور تشخیص دقیق تغییر زوایای خورشیدی، حسگری بر پایه ی پردازش تصویر پیشنهاد، طراحی، ساخته و استفاده شده است. این حسگر، در ازای کمی افزایش هزینه های مالی و محاسباتی، نسبت به حسگرهای معمول مورد استفاده دقت بالاتری دارد. از طرفی حسگر طراحی شده نسبت به حسگرهای دقیق تر قیمت تمام شده ی بسیار پایین تری دارد. بنا بر این، نسبت قیمت به دقت سیستم پیشنهادی پایین تر از سیستم های مشابه است. سیستم پیشنهادی، برای افزایش توان خروجی صفحات فتوولتائیک متمرکز کننده، که نیازمند تجهیز به یک سیستم تعقیب خورشید با دقت بسیار بالا می باشند، طراحی شده است. نتایج آزمایش ها عملکرد مطلوب سیستم پیشنهادی را نشان می دهد. همچنین در پژوهش حاضر، الگوریتم نوینی برای ردیابی نقطه ی بیشینه ی توان صفحات فتوولتائیک ارائه شده است. این الگوریتم بر پایه ی مدل ریاضی صفحات فتوولتائیک بوده و حسگر اندازه گیری میزان تابش خورشید، که در سایر روش های بر پایه ی مدل مورد استفاده قرار می گیرد، از ساز و کار آن حذف شده و به این دلیل در عمل هزینه ی کمتری نسبت به روش های مشابه خواهد داشت. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی، در هنگام تغییرات سریع آب و هوایی، عملکرد بهتر و سرعت همگرایی بسیار بالاتری نسبت به روش های معمول ردیابی نقطه ی بیشینه ی توان دارد.