ТРЕКЕРЫ ДЛЯ СОЛНЕЧНЫХ ПАНЕЛЕЙ: КОНСТРУКЦИЯ, ПРИНЦИП РАБОТЫ, ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Солнечный трекер — установка для получения максимальной производительности от солнечных батарей путем отслеживания положения солнца и оптимального ориентирования несущей конструкции. Известно, что солнечные панели имеют максимальную эффективность, когда их поверхность направлена перпендикулярно к солнечным лучам в течение всего дня. При использовании системы слежения за солнцем вырабатываемая мощность может достигать 40-50% от номинальной, в отличие от стационарно установленных панелей, у которых этот показатель — 10-15%. 

Конструкция солнечного трекера может иметь разную конфигурацию и приводной механизм. Устройство может руководствоваться различными алгоритмами. Несмотря на большое количество различий, трекеры делятся на два главных типа:

• однокоординатные — осуществляют вращение панели по направлению от востока к западу;
• двухкоординатные — обладают большой подвижностью в двух осях и обеспечивают как дневное, так и сезонное перемещение за солнцем.

Трекеры для солнечных панелей — виды и принцип работы

Фотоэлектрические панели обычно располагаются на крышах, фасадах зданий или поддерживающей конструкции на земле в неподвижном состоянии. Положение солнца меняется на протяжении дня и времени года. Зафиксированная панель теряет в утреннее и вечернее время до 50% от максимально возможной выработки.

Трекеры для солнечных панелей применяются для увеличения их КПД путем изменения наклона панелей для обеспечения оптимального угла между световым потоком и рабочей поверхностью. Принцип работы устройства заключается в том, что контроллер по нескольким датчикам определяет наилучшее положение для модуля относительно солнечного излучения и обеспечивает его поворот в нужную сторону. Эффективность панелей при этом увеличивается до 50%.

В зависимости от способа управления трекеры для солнечных батарей делятся на три вида:

1. Ручной — управление углом наклона и выбор количества поворотов осуществляется оператором. Продуктивность СЭС в данном случае зависит от его опыта и квалификации.
2. Пассивный — ориентация производится по заданному алгоритму для конкретного географического расположения фотомодулей.
3. Активный — система ориентирует рабочую поверхность модуля перпендикулярно к солнцу.

Наибольшее распространение получил активный способ управления, поскольку является наиболее экономически целесообразным и требует минимального обслуживания.

Особенности конструкции и целесообразность применения трекера для солнечных панелей      

Трекер для солнечных панелей в максимальной комплектации состоит из:

• несущей опорной конструкции;
• вертикально-подвижного механизма;
• горизонтально-подвижного механизма;
• электродвигателей;
• ременной или зубчатой передачи, подшипника;
• блока управления автоматикой и актуаторов для ориентирования по координатам;
• защиты от перегрузок, молниезащиты, стабилизаторов;
• метеостанции — для переориентации системы с целью минимизации повреждений от неблагоприятных погодных условий;
• системы удаленного доступа;
• инвертора — для преобразования постоянного тока в переменный, питания трекера и потребителей.

Такая комплектация трекера дорогостоящая и не всегда целесообразна. Все зависит от его вида и цели применения. На практике многие перечисленные элементы отсутствуют.

Существует альтернатива дорогим системам — солнечный трекер на ардуино. Его можно собрать самостоятельно с помощью сервопривода, печатной платы, резистора, корпуса и микроконтроллера на базе Arduino. Исходный код и инструкция есть в свободном доступе в интернете.

Положительные стороны установки трекеров для солнечных панелей:

• возрастание производства электроэнергии путем повышения КПД модулей без увеличения их числа;
• возможность повышения выходной мощности в условиях ограниченной площади под установку большей СЭС.

К недостаткам можно отнести:

• высокие первоначальные инвестиции;
• срок окупаемости для системы с трекером увеличивается на 30% в сравнении со стационарной.

Оценить целесообразность установки трекеров в каждом конкретном случае, и просчитать время окупаемости вложений помогут специалисты.