Įvadas
Energijos šaltiniai
Didėjant plėtrai, kyla energijos poreikis kiekvienai žmogaus gyvenimo daliai. Pagrindinis energijos šaltinis yra gamta, kuri teikia kelis šaltinius, pavyzdžiui, iškastinį kurą. Gamtos išteklius galima klasifikuoti į neatsinaujinančius ir atsinaujinančius energijos šaltinius.
Dažniausiai naudojami neatsinaujinantys energijos šaltiniai, tokie kaip anglis, nafta, gamtinės dujos, tačiau jų papildyti negalima. Be to, tokie veiksniai kaip pasaulinis atšilimas, nuolatinis kuro augimas trukdo naudoti šiuos energijos šaltinius.
Nuo šiol vienintelis būdas yra naudoti atsinaujinančius energijos šaltinius, kuriuos galima papildyti ir pakeisti. Pavyzdžiai yra vėjo energija, saulės energija, šiluminė energija.
Iš šios saulės energijos yra svarbiausia.
Peržiūrėkite tiesioginį projektą Saulės stebėjimo saulės kolektorius
Saulė kaip energijos šaltinis
Branduolio sintezė aktyviame saulės šerdyje sukuria 10 vidinę temperatūrą7K ir nevienodo spektrinio pasiskirstymo vidinis spinduliuotės srautas. Ši vidinė spinduliuotė absorbuojama išoriniuose pasyviuose sluoksniuose, kurie pašildomi iki maždaug 5800K. Ši spinduliuotė sukuria šviesos energiją fotonų pavidalu, kurie perneša didelį energijos kiekį ir impulsą. Šie fotonai gali būti nukreipti arba sugerti kelionėje nuo saulės iki žemės.
Žemė gauna maždaug 1,73 * 10 saulės spinduliuotės galią14KW. Ši nuolat gaunama galia integruojama į bendrą 5,46 * 10 energijądvidešimt vienasMJ per metus. Taigi saulės energija yra svarbiausias energijos šaltinis, reikalingas augantiems žmonijos poreikiams patenkinti.
Yra trys skirtingi būdai, kaip surinkti šią energiją, atsižvelgiant į kolektoriaus tipą:
- Plokščių plokščių kolektoriai šiandien yra dažniausiai naudojamas kolektorių tipas. Jie yra saulės plokščių masyvai, išdėstyti paprastoje plokštumoje.
- Fokusuojantys kolektoriai iš esmės yra plokščios plokštumos kolektoriai su optiniais įtaisais, išdėstytais maksimaliai padidinti radiatorių, patenkantį į kolektoriaus židinį. Šiuo metu jie naudojami tik keliose išsibarsčiusiose vietose. Saulės krosnys yra šio tipo kolektorių pavyzdžiai.
- Pasyvūs kolekcionieriai visiškai skiriasi nuo kitų dviejų tipų kolekcininkų. Pasyvieji kolektoriai sugeria radiaciją ir natūraliai paverčia šiluma, nebūdami tam suprojektuoti ir pastatyti.
Saulės elementai
Iš šių plokščių plokščių plačiausiai naudojami kolektoriai. Pavyzdys yra saulės baterija.
Saulės skydelis yra saulės elementų sankaupos, išdėstytos matricoje. Šios plokštės gali surinkti energiją nuo 10 iki 300 W.
Saulės elementas yra dviejų sluoksnių puslaidininkinis įtaisas, naudojamas radiacijai sugerti. Jis veikia fotoelektros principu, kuris reiškia įtampos generavimą per krintančią šviesą. Kai šviesa patenka ant sluoksnių, ji sužadina elektronus, todėl jie šokinėja iš vieno sluoksnio į kitą, formuodami elektrinį krūvį.
Tipinę saulės energijos priėmimo sistemą sudaro šios dalys
- Saulės skydelis - rinkti energiją.
- Inverteris - konvertuoti gautą nuolatinę galią į kintamą.
- Baterija - saugoti gautą nuolatinę galią.
Saulės baterijų montavimas
Vienas iš pagrindinių saulės baterijų naudojimo suvaržymų yra tai, kaip jie montuojami, kad iš saulės gautų maksimalią šviesos energiją.
Veiksniai, turintys įtakos saulės kolektoriaus galiai ar efektyvumui, yra šie:
- Kryptis: Jei vieta yra Šiaurės pusrutulis, plokštės turėtų būti nukreiptos tiesiai į šiaurę, o vieta yra Pietų pusrutulis, plokštės turėtų būti nukreiptos tiesiai į pietus.
- Pakreipimas arba orientacija : Saulės plokščių pakreipimas turi būti lygus jų vietos platumai. Keičiantis žemės sukimosi pasvirimui, saulės kolektorius reikia sureguliuoti, kad būtų kuo daugiau šviesos.
- Paviršiaus tipas : Labiausiai pageidaujama platesnio paviršiaus, nes jis gauna maksimalų saulės spindulių kiekį.
Kad plokštės būtų efektyviai pritvirtintos ir būtų pakankamai saulės, naudojami prietaisai, vadinami „Tracker“, nukreipiančiais plokštes į žemę.
Yra dviejų tipų sekimo įrenginiai:
a. Pasyvus sekimo aparatas :
Pasyvūs sekėjai naudoja sistemą, pagal kurią skystis juda kaitinant saulei ir naudojamas skydui judinti, automatiškai grįždamas į teisingą ryto padėtį. Jį sudaro dvi vamzdžių talpyklos, išdėstytos saulės kolektoriaus šonuose taip, kad tuo atveju, jei skydelis nebus sulygintas su saule, skystis rezervuaruose netolygiai pašildomas, sukeldamas slėgio skirtumą. Šis slėgio skirtumas savo ruožtu sukelia skysčio judėjimą link bako esant žemai temperatūrai. Taigi, kai skysčio lygis svyruoja tarp dviejų rezervuarų, svorio pokytis sukelia gravitaciją pasukant sekiklį kartu su Saulės orientacija. Jie yra pigesni ir nereikalauja jokių elektros prietaisų, todėl juos reikia mažiau prižiūrėti. Tačiau įprasti šviesos jutimo mechanizmai gali pasirodyti netikslūs debesuotomis dienomis, be to, jie nėra veiksmingi.
b. Aktyvi sekimo priemonė :
„Active Tracker“ paprastai susideda iš tokių variklių kaip „Servo Motor“ arba „a“ Žingsninis variklis norėdami pasukti skydą. Idealiu atveju saulės spinduliuotė į skydą patenka 90⁰ kampu. Variklis palaiko skydą tokiu kampu, kad gautų maksimalią spinduliuotę. Variklį galima valdyti vienu iš dviejų būdų. Vienas iš būdų yra elektroninės sistemos naudojimas norint apskaičiuoti astronominę saulės padėtį tam tikroje vietoje ir atitinkamai pasukti saulės kolektorių statmenai saulei nustatytais laiko intervalais. Kitas valdiklis naudoja jutiklių išdėstymą, kad pajustų dangaus ryškumą ir atitinkamai pasuktų skydą stačiu kampu į saulės orientaciją.
Pirmiau minėto metodo taikymas
Saulės plokščių montavimo programa
Žingsninis variklis valdomas naudojant mikrovaldiklis 8051 , per relės tvarkyklę IC ULN2003A. Jis susideda iš mažos galios skydelio ant jo veleno ir užtikrina sukimąsi nuo 0 iki 180⁰ pasukimais 5 sek. Intervalais. Šis žingsninio variklio sukimasis atitinka žemės sukimąsi aplink saulę, o tai lemia 180⁰ žemės krypties pokyčius saulės atžvilgiu. Žingsninis variklis užprogramuotas taip, kad suktųsi 90⁰.