ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ และการเกษตร ล้วนเป็นประโยชน์! การวิเคราะห์อย่างครอบคลุมเกี่ยวกับกรณีศึกษาระบบติดตามแสงอาทิตย์แบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ

หัวใจสำคัญของระบบติดตามแสงอาทิตย์แบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบอยู่ที่การรับรู้ตำแหน่งของดวงอาทิตย์อย่างแม่นยำและการปรับทิศทางการเคลื่อนที่ ผมจะรวบรวมการประยุกต์ใช้งานในแต่ละกรณี และอธิบายหลักการทำงานอย่างละเอียดจากสามส่วนสำคัญ ได้แก่ การตรวจจับด้วยเซ็นเซอร์ การวิเคราะห์และตัดสินใจของระบบควบคุม และการปรับระบบส่งกำลังเชิงกล

หลักการทำงานของเครื่องติดตามแสงอาทิตย์แบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบนั้น ส่วนใหญ่แล้วจะขึ้นอยู่กับการติดตามแบบเรียลไทม์และการควบคุมตำแหน่งของดวงอาทิตย์อย่างแม่นยำ ด้วยการทำงานร่วมกันของเซ็นเซอร์ ระบบควบคุม และอุปกรณ์ส่งสัญญาณทางกล ทำให้สามารถติดตามดวงอาทิตย์ได้โดยอัตโนมัติ ดังนี้
การตรวจจับตำแหน่งดวงอาทิตย์: เครื่องติดตามดวงอาทิตย์อัตโนมัติเต็มรูปแบบใช้เซ็นเซอร์หลายตัวเพื่อตรวจจับตำแหน่งของดวงอาทิตย์แบบเรียลไทม์ เซ็นเซอร์ที่นิยมใช้กัน ได้แก่ เซ็นเซอร์โฟโตอิเล็กทริกและวิธีการคำนวณปฏิทินดาราศาสตร์ โดยทั่วไปแล้ว เซ็นเซอร์โฟโตอิเล็กทริกประกอบด้วยเซลล์โฟโตโวลตาอิกหลายเซลล์ที่กระจายไปในทิศทางต่างๆ เมื่อแสงอาทิตย์ส่องถึง ความเข้มของแสงที่เซลล์โฟโตโวลตาอิกแต่ละเซลล์ได้รับจะแตกต่างกัน การเปรียบเทียบสัญญาณเอาต์พุตของเซลล์โฟโตโวลตาอิกแต่ละเซลล์ทำให้สามารถระบุมุมอะซิมุทและมุมเงยของดวงอาทิตย์ได้ กฎการคำนวณปฏิทินดาราศาสตร์อิงตามกฎการโคจรและการหมุนรอบตัวเองของโลกรอบดวงอาทิตย์ ประกอบกับข้อมูลต่างๆ เช่น วันที่ เวลา และตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ เพื่อคำนวณตำแหน่งทางทฤษฎีของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้าผ่านแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ตั้งไว้ล่วงหน้า ในกรณีของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ เซ็นเซอร์ตำแหน่งดวงอาทิตย์ที่มีความแม่นยำสูงจะให้ข้อมูลสนับสนุนสำหรับการปรับตำแหน่งในภายหลังโดยการตรวจสอบมุมอะซิมุทและมุมเงยของดวงอาทิตย์

การประมวลผลสัญญาณและการตัดสินใจควบคุม: สัญญาณตำแหน่งดวงอาทิตย์ที่เซ็นเซอร์ตรวจจับได้จะถูกส่งไปยังระบบควบคุม ซึ่งโดยปกติจะเป็นไมโครโปรเซสเซอร์แบบฝังตัวหรือระบบควบคุมคอมพิวเตอร์ ระบบควบคุมจะวิเคราะห์และประมวลผลสัญญาณ เปรียบเทียบตำแหน่งจริงของดวงอาทิตย์ที่เซ็นเซอร์ตรวจจับได้กับมุมปัจจุบันของแผงโซลาร์เซลล์หรืออุปกรณ์สังเกตการณ์ และคำนวณความแตกต่างของมุมที่ต้องการปรับ จากนั้น คำสั่งควบคุมที่เกี่ยวข้องจะถูกสร้างขึ้นตามกลยุทธ์และอัลกอริทึมการควบคุมที่ตั้งไว้ล่วงหน้า เพื่อขับเคลื่อนอุปกรณ์ส่งสัญญาณทางกลสำหรับการปรับมุม ในกรณีการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ หลังจากตั้งค่าพารามิเตอร์การสังเกตการณ์ผ่านซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์แล้ว ระบบควบคุมจะสามารถวิเคราะห์และตัดสินใจโดยอัตโนมัติว่าจะปรับมุมของอุปกรณ์สังเกตการณ์ตามโปรแกรมที่ตั้งไว้ล่วงหน้าอย่างไร

ระบบส่งกำลังทางกลและการปรับมุม: คำสั่งที่ระบบควบคุมออกจะถูกส่งไปยังอุปกรณ์ส่งกำลังทางกล วิธีการส่งกำลังทางกลทั่วไป ได้แก่ แท่งผลักไฟฟ้า มอเตอร์สเต็ปเปอร์ที่ใช้ร่วมกับเฟืองหรือสกรูลีด เป็นต้น เมื่อได้รับคำสั่ง อุปกรณ์ส่งกำลังทางกลจะขับเคลื่อนส่วนรองรับแผงโซลาร์เซลล์หรือส่วนรองรับอุปกรณ์สังเกตการณ์ให้หมุนหรือเอียงตามต้องการ โดยปรับแผงโซลาร์เซลล์หรืออุปกรณ์สังเกตการณ์ให้ตั้งฉากหรือทำมุมที่กำหนดกับแสงอาทิตย์ ตัวอย่างเช่น ในกรณีของระบบโซลาร์เซลล์ในโรงเรือนเกษตร ระบบติดตามแสงอาทิตย์แบบแกนเดี่ยวอัตโนมัติเต็มรูปแบบจะปรับมุมของแผงโซลาร์เซลล์ผ่านอุปกรณ์ส่งกำลังทางกลตามคำสั่งของระบบควบคุม เพื่อให้มั่นใจว่าพืชผลได้รับแสงเพียงพอและสามารถรับแสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การป้อนกลับและการแก้ไข: เพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำในการติดตาม ระบบจะติดตั้งกลไกป้อนกลับด้วย โดยทั่วไปจะมีการติดตั้งเซ็นเซอร์มุมบนอุปกรณ์ส่งสัญญาณเชิงกลเพื่อตรวจสอบมุมจริงของแผงโซลาร์เซลล์หรืออุปกรณ์สังเกตการณ์แบบเรียลไทม์ และส่งข้อมูลมุมนี้กลับไปยังระบบควบคุม ระบบควบคุมจะเปรียบเทียบมุมจริงกับมุมเป้าหมาย หากเกิดการเบี่ยงเบน ระบบจะออกคำสั่งปรับแก้อีกครั้งเพื่อแก้ไขมุมและรับรองความแม่นยำในการติดตาม ด้วยการตรวจจับ การคำนวณ การปรับแก้ และการป้อนกลับอย่างต่อเนื่อง เครื่องติดตามแสงอาทิตย์อัตโนมัติเต็มรูปแบบจึงสามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของดวงอาทิตย์ได้อย่างต่อเนื่องและแม่นยำ
กรณีศึกษาการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่
(1) ความเป็นมาของโครงการ
โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบติดตั้งบนพื้นดินขนาดใหญ่ในสหรัฐอเมริกามีกำลังการผลิตติดตั้ง 50 เมกะวัตต์ เดิมทีใช้ขายึดแบบคงที่ในการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ เนื่องจากไม่สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของดวงอาทิตย์แบบเรียลไทม์ได้ ปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่แผงโซลาร์เซลล์ได้รับจึงมีจำกัด ส่งผลให้ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าค่อนข้างต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงเช้าตรู่และช่วงเย็น รวมถึงช่วงเปลี่ยนฤดูกาล การสูญเสียพลังงานในการผลิตไฟฟ้ามีนัยสำคัญ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้า ผู้ดำเนินการโรงไฟฟ้าจึงได้ตัดสินใจนำระบบติดตามแสงอาทิตย์แบบอัตโนมัติมาใช้
(2) โซลูชั่น
เปลี่ยนขายึดแผงโซลาร์เซลล์เป็นชุดๆ ภายในโรงไฟฟ้า และติดตั้งเครื่องติดตามแสงอาทิตย์แบบสองแกนอัตโนมัติเต็มรูปแบบ เครื่องติดตามนี้จะตรวจสอบมุมราบและมุมสูงของดวงอาทิตย์แบบเรียลไทม์ผ่านเซ็นเซอร์วัดตำแหน่งพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีความแม่นยำสูง เมื่อทำงานร่วมกับระบบควบคุมขั้นสูง จะขับเคลื่อนขายึดเพื่อปรับมุมของแผงโซลาร์เซลล์โดยอัตโนมัติ เพื่อให้มั่นใจว่าแผงโซลาร์เซลล์จะตั้งฉากกับแสงอาทิตย์อยู่เสมอ ขณะเดียวกัน เครื่องติดตามจะเชื่อมต่อกับระบบการจัดการอัจฉริยะของโรงไฟฟ้า เพื่อให้สามารถติดตามจากระยะไกลและแจ้งเตือนความผิดปกติได้ล่วงหน้า
(3) ผลการดำเนินการ
หลังจากติดตั้งระบบติดตามแสงอาทิตย์แบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ สถิติระบุว่า การผลิตไฟฟ้าต่อปีเพิ่มขึ้น 25-30% เมื่อเทียบกับก่อนหน้า และปริมาณการผลิตไฟฟ้าเฉลี่ยต่อวันก็เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ยิ่งในช่วงที่มีสภาพแสงน้อย เช่น ฤดูหนาวหรือวันฝนตก ก็ยิ่งทำให้ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าโดดเด่นยิ่งขึ้น ผลตอบแทนจากการลงทุนของโรงไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างมาก และคาดว่าจะสามารถคืนทุนได้เร็วกว่ากำหนด 2-3 ปี

กรณีศึกษาการวางตำแหน่งที่แม่นยำในการสังเกตการณ์วิจัยทางวิทยาศาสตร์ทางดาราศาสตร์
(1) ความเป็นมาของโครงการ
เมื่อสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งหนึ่งในรัสเซียกำลังดำเนินการวิจัยการสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ การปรับตั้งอุปกรณ์สังเกตการณ์ด้วยมือแบบดั้งเดิมไม่สามารถตอบสนองความต้องการการติดตามและสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ที่มีความแม่นยำสูงและระยะยาวได้ ทำให้การได้รับข้อมูลดวงอาทิตย์ที่ต่อเนื่องและแม่นยำเป็นเรื่องยาก เพื่อยกระดับการวิจัยและการสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์ สถาบันจึงตัดสินใจใช้เครื่องติดตามดวงอาทิตย์แบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบเพื่อช่วยในการสังเกตการณ์
(2) โซลูชั่น
เครื่องติดตามแสงอาทิตย์อัตโนมัติความแม่นยำสูงที่ออกแบบมาเพื่อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะ ความแม่นยำในการระบุตำแหน่งของเครื่องติดตามนี้อยู่ที่ 0.1° มีความเสถียรสูงและป้องกันการรบกวน เครื่องติดตามนี้เชื่อมต่ออย่างแน่นหนาและปรับเทียบอย่างแม่นยำกับอุปกรณ์สังเกตการณ์การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ เช่น กล้องโทรทรรศน์สุริยะและเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ พารามิเตอร์การสังเกตการณ์จะถูกตั้งค่าผ่านซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ ทำให้เครื่องติดตามสามารถปรับมุมของอุปกรณ์สังเกตการณ์ตามโปรแกรมที่ตั้งไว้ล่วงหน้าโดยอัตโนมัติ และติดตามวิถีโคจรของดวงอาทิตย์แบบเรียลไทม์
(3) ผลการดำเนินการ
หลังจากนำระบบติดตามแสงอาทิตย์อัตโนมัติเต็มรูปแบบไปใช้งาน นักวิจัยสามารถติดตามและสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ได้อย่างแม่นยำและยาวนาน ความแม่นยำและต่อเนื่องของข้อมูลการสังเกตการณ์ได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ ช่วยลดการสูญเสียข้อมูลและข้อผิดพลาดที่เกิดจากการปรับอุปกรณ์ไม่ทันเวลาได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยความช่วยเหลือของระบบติดตามนี้ ทีมวิจัยจึงสามารถรวบรวมข้อมูลกิจกรรมของดวงอาทิตย์ได้มากขึ้น และบรรลุผลงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญมากมายในสาขาต่างๆ เช่น การวิจัยจุดดับบนดวงอาทิตย์และการสังเกตการณ์โคโรนา

กรณีศึกษาการปรับปรุงระบบโฟโตโวลตาอิคส์แบบร่วมมือในโรงเรือนเกษตร
(1) ความเป็นมาของโครงการ
ในโรงเรือนเพาะชำแบบบูรณาการพลังงานแสงอาทิตย์ทางการเกษตรแห่งหนึ่งในบราซิล แผงโซลาร์เซลล์ถูกติดตั้งในลักษณะคงที่ แม้จะตอบสนองความต้องการแสงของพืชผลภายในโรงเรือนได้ แต่กลับไม่สามารถนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ผลิตไฟฟ้าได้อย่างเต็มที่ เพื่อให้บรรลุการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตทางการเกษตรและการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์อย่างสอดประสานกัน และเพิ่มรายได้โดยรวมของโรงเรือน ผู้ประกอบการจึงตัดสินใจติดตั้งระบบติดตามพลังงานแสงอาทิตย์แบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ
(2) โซลูชั่น
ติดตั้งเครื่องติดตามแสงอาทิตย์แบบแกนเดี่ยวอัตโนมัติเต็มรูปแบบ เครื่องติดตามนี้สามารถปรับมุมของแผงโซลาร์เซลล์ให้สอดคล้องกับตำแหน่งของดวงอาทิตย์ ด้วยหลักการที่ว่าต้องรักษาระยะเวลาและความเข้มของแสงอาทิตย์ให้พืชผลภายในเรือนกระจก จึงสามารถรับแสงอาทิตย์ได้มากที่สุด ด้วยระบบควบคุมอัจฉริยะ สามารถตั้งค่าช่วงการปรับมุมของแผงโซลาร์เซลล์เพื่อป้องกันแสงแดดที่มากเกินไปจากแผงโซลาร์เซลล์ ไม่ให้ส่งผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของพืช ขณะเดียวกัน เครื่องติดตามยังเชื่อมต่อกับระบบตรวจสอบสภาพแวดล้อมของเรือนกระจก เพื่อปรับมุมของแผงโซลาร์เซลล์แบบเรียลไทม์ตามความต้องการในการเจริญเติบโตของพืชผล
(3) ผลการดำเนินการ
หลังจากติดตั้งระบบติดตามแสงอาทิตย์อัตโนมัติเต็มรูปแบบ การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ในโรงเรือนเกษตรกรรมเพิ่มขึ้นประมาณ 20% ทำให้สามารถใช้ทรัพยากรพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่กระทบต่อการเจริญเติบโตตามปกติของพืชผล พืชผลในโรงเรือนเจริญเติบโตได้ดีเนื่องจากมีแสงที่สม่ำเสมอมากขึ้น ทั้งผลผลิตและคุณภาพก็ดีขึ้น ความร่วมมือระหว่างภาคเกษตรกรรมและอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์นั้นโดดเด่นเป็นอย่างยิ่ง และรายได้รวมของโรงเรือนก็เพิ่มขึ้น 15-20% เมื่อเทียบกับก่อนหน้านี้

กรณีศึกษาข้างต้นแสดงให้เห็นถึงความสำเร็จในการใช้งานเครื่องติดตามแสงอาทิตย์แบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบในหลากหลายสาขา หากท่านต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับกรณีศึกษาเฉพาะเจาะจง หรือมีแนวทางในการปรับปรุงเนื้อหา โปรดแจ้งให้เราทราบได้ตลอดเวลา

กรุณาติดต่อ บริษัท ฮอนเดะ เทคโนโลยี จำกัด

โทร: +86-15210548582

Email: info@hondetech.com

เว็บไซต์บริษัท :www.hondetechco.com