พลังงานแสงอาทิตย์ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ และการเกษตร ล้วนได้รับประโยชน์! การวิเคราะห์อย่างครอบคลุมเกี่ยวกับกรณีระบบติดตามแสงอาทิตย์อัตโนมัติเต็มรูปแบบ

หัวใจสำคัญของระบบติดตามแสงอาทิตย์อัตโนมัติเต็มรูปแบบอยู่ที่การรับรู้ตำแหน่งของดวงอาทิตย์อย่างแม่นยำและทำการปรับแต่ง ผมจะยกตัวอย่างการใช้งานในกรณีต่างๆ และอธิบายหลักการทำงานโดยละเอียดจากสามส่วนสำคัญ ได้แก่ การตรวจจับด้วยเซ็นเซอร์ การวิเคราะห์และการตัดสินใจของระบบควบคุม และการปรับแต่งการส่งกำลังเชิงกล

หลักการทำงานของระบบติดตามดวงอาทิตย์อัตโนมัติเต็มรูปแบบนั้นอาศัยการตรวจสอบแบบเรียลไทม์และการควบคุมตำแหน่งของดวงอาทิตย์อย่างแม่นยำเป็นหลัก โดยผ่านการทำงานร่วมกันของเซ็นเซอร์ ระบบควบคุม และอุปกรณ์ส่งกำลังเชิงกล ทำให้สามารถติดตามดวงอาทิตย์ได้โดยอัตโนมัติ ดังนี้:
การตรวจจับตำแหน่งดวงอาทิตย์: ระบบติดตามดวงอาทิตย์อัตโนมัติเต็มรูปแบบอาศัยเซ็นเซอร์หลายตัวในการตรวจจับตำแหน่งของดวงอาทิตย์แบบเรียลไทม์ โดยทั่วไปจะใช้การผสมผสานระหว่างเซ็นเซอร์โฟโตอิเล็กทริกและวิธีการคำนวณตามปฏิทินดาราศาสตร์ เซ็นเซอร์โฟโตอิเล็กทริกมักประกอบด้วยเซลล์แสงอาทิตย์หลายเซลล์ที่กระจายอยู่ในทิศทางต่างๆ เมื่อแสงแดดส่องลงมา ความเข้มของแสงที่แต่ละเซลล์แสงอาทิตย์ได้รับจะแตกต่างกัน โดยการเปรียบเทียบสัญญาณเอาต์พุตของเซลล์แสงอาทิตย์ต่างๆ จะสามารถกำหนดมุมอะซิมุธและมุมเงยของดวงอาทิตย์ได้ กฎการคำนวณตามปฏิทินดาราศาสตร์นั้นอิงตามกฎการโคจรและการหมุนของโลกรอบดวงอาทิตย์ ร่วมกับข้อมูลต่างๆ เช่น วันที่ เวลา และตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ เพื่อคำนวณตำแหน่งทางทฤษฎีของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้าโดยใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ในกรณีของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ เซ็นเซอร์ตรวจจับตำแหน่งดวงอาทิตย์ที่มีความแม่นยำสูงจะให้ข้อมูลสนับสนุนสำหรับการปรับแต่งในภายหลังโดยการตรวจสอบมุมอะซิมุธและมุมเงยของดวงอาทิตย์

การประมวลผลสัญญาณและการตัดสินใจควบคุม: สัญญาณตำแหน่งดวงอาทิตย์ที่ตรวจจับได้โดยเซ็นเซอร์จะถูกส่งไปยังระบบควบคุม ซึ่งโดยปกติจะเป็นไมโครโปรเซสเซอร์แบบฝังตัวหรือระบบควบคุมคอมพิวเตอร์ ระบบควบคุมจะวิเคราะห์และประมวลผลสัญญาณ เปรียบเทียบตำแหน่งจริงของดวงอาทิตย์ที่ตรวจจับได้โดยเซ็นเซอร์กับมุมปัจจุบันของแผงโซลาร์เซลล์หรืออุปกรณ์สังเกตการณ์ และคำนวณความแตกต่างของมุมที่ต้องปรับ จากนั้น ตามกลยุทธ์และอัลกอริทึมการควบคุมที่กำหนดไว้ล่วงหน้า จะสร้างคำสั่งควบคุมที่สอดคล้องกันเพื่อขับเคลื่อนอุปกรณ์ส่งกำลังเชิงกลสำหรับการปรับมุม ในกรณีการสังเกตการณ์วิจัยทางวิทยาศาสตร์ดาราศาสตร์ หลังจากตั้งค่าพารามิเตอร์การสังเกตการณ์ผ่านซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์แล้ว ระบบควบคุมสามารถวิเคราะห์และตัดสินใจโดยอัตโนมัติว่าจะปรับมุมของอุปกรณ์สังเกตการณ์อย่างไรตามโปรแกรมที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

การส่งกำลังเชิงกลและการปรับมุม: คำสั่งที่ส่งมาจากระบบควบคุมจะถูกส่งไปยังอุปกรณ์ส่งกำลังเชิงกล วิธีการส่งกำลังเชิงกลทั่วไป ได้แก่ ก้านดันไฟฟ้า มอเตอร์สเต็ปเปอร์ที่รวมกับเฟืองหรือสกรูนำ เป็นต้น เมื่อได้รับคำสั่งแล้ว อุปกรณ์ส่งกำลังเชิงกลจะขับเคลื่อนตัวรองรับแผงโซลาร์เซลล์หรือตัวรองรับอุปกรณ์สังเกตการณ์ให้หมุนหรือเอียงตามต้องการ เพื่อปรับแผงโซลาร์เซลล์หรืออุปกรณ์สังเกตการณ์ให้ตั้งฉากหรือทำมุมเฉพาะกับแสงแดด ตัวอย่างเช่น ในกรณีของระบบโซลาร์เซลล์ในเรือนกระจกทางการเกษตร ตัวติดตามแสงอาทิตย์แบบแกนเดียวอัตโนมัติเต็มรูปแบบจะปรับมุมของแผงโซลาร์เซลล์ผ่านอุปกรณ์ส่งกำลังเชิงกลตามคำสั่งของระบบควบคุม เพื่อให้แน่ใจว่าพืชได้รับแสงสว่างเพียงพอในขณะที่รับรังสีแสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การป้อนกลับและการแก้ไข: เพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำของการติดตาม ระบบจะนำกลไกการป้อนกลับมาใช้ด้วย โดยปกติแล้วเซ็นเซอร์วัดมุมจะถูกติดตั้งบนอุปกรณ์ส่งกำลังเชิงกลเพื่อตรวจสอบมุมจริงของแผงโซลาร์เซลล์หรืออุปกรณ์สังเกตการณ์แบบเรียลไทม์ และส่งข้อมูลมุมนี้กลับไปยังระบบควบคุม ระบบควบคุมจะเปรียบเทียบมุมจริงกับมุมเป้าหมาย หากมีความคลาดเคลื่อน ระบบจะออกคำสั่งปรับอีกครั้งเพื่อแก้ไขมุมและรับประกันความแม่นยำในการติดตาม ด้วยการตรวจจับ การคำนวณ การปรับ และการป้อนกลับอย่างต่อเนื่อง ระบบติดตามแสงอาทิตย์อัตโนมัติเต็มรูปแบบจึงสามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของดวงอาทิตย์ได้อย่างต่อเนื่องและแม่นยำ
กรณีศึกษาการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตพลังงานของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่
(1) ข้อมูลเบื้องต้นของโครงการ
โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบติดตั้งบนพื้นดินขนาดใหญ่ในสหรัฐอเมริกามีกำลังการผลิตติดตั้ง 50 เมกะวัตต์ เดิมทีใช้โครงยึดแบบตายตัวในการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ เนื่องจากไม่สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของดวงอาทิตย์แบบเรียลไทม์ได้ ปริมาณรังสีแสงอาทิตย์ที่แผงโซลาร์เซลล์ได้รับจึงมีจำกัด ส่งผลให้ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าค่อนข้างต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงเช้าตรู่และช่วงเย็น และในช่วงเปลี่ยนฤดูกาล การสูญเสียการผลิตไฟฟ้าจะสูงมาก เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้า ผู้ดำเนินการโรงไฟฟ้าจึงตัดสินใจนำระบบติดตามดวงอาทิตย์อัตโนมัติมาใช้
(2) วิธีแก้ปัญหา
ทำการเปลี่ยนโครงยึดแผงโซลาร์เซลล์เป็นชุดๆ ภายในโรงไฟฟ้า และติดตั้งระบบติดตามแสงอาทิตย์แบบอัตโนมัติสองแกน ระบบติดตามนี้จะตรวจสอบมุมราบและมุมเงยของดวงอาทิตย์แบบเรียลไทม์ผ่านเซ็นเซอร์ตำแหน่งดวงอาทิตย์ที่มีความแม่นยำสูง เมื่อรวมกับระบบควบคุมขั้นสูง จะขับเคลื่อนโครงยึดเพื่อปรับมุมของแผงโซลาร์เซลล์โดยอัตโนมัติ เพื่อให้มั่นใจว่าแผงโซลาร์เซลล์ตั้งฉากกับแสงแดดเสมอ ในขณะเดียวกัน ระบบติดตามจะเชื่อมต่อกับระบบการจัดการอัจฉริยะของโรงไฟฟ้าเพื่อให้สามารถตรวจสอบจากระยะไกลและแจ้งเตือนความผิดพลาดล่วงหน้าได้
(3) ผลของการดำเนินการ
หลังจากติดตั้งระบบติดตามแสงอาทิตย์อัตโนมัติเต็มรูปแบบแล้ว ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ได้รับการปรับปรุงอย่างมาก จากสถิติพบว่า การผลิตไฟฟ้าต่อปีเพิ่มขึ้น 25% ถึง 30% เมื่อเทียบกับก่อนหน้านี้ โดยมีการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในการผลิตไฟฟ้าเฉลี่ยต่อวัน ในช่วงที่มีสภาพแสงน้อย เช่น ฤดูหนาวและฤดูฝน ข้อได้เปรียบในการผลิตไฟฟ้าจะยิ่งเด่นชัดมากขึ้น ผลตอบแทนจากการลงทุนของโรงไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างมาก และคาดว่าจะสามารถคืนทุนค่าใช้จ่ายในการปรับปรุงอุปกรณ์ได้เร็วกว่ากำหนด 2-3 ปี

กรณีศึกษาเกี่ยวกับการกำหนดตำแหน่งที่แม่นยำในการสังเกตการณ์วิจัยทางวิทยาศาสตร์ดาราศาสตร์
(1) ข้อมูลเบื้องต้นของโครงการ
เมื่อสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งหนึ่งในรัสเซียกำลังทำการวิจัยสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ การปรับอุปกรณ์สังเกตการณ์ด้วยมือแบบดั้งเดิมไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการติดตามและสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ที่มีความแม่นยำสูงและต่อเนื่องในระยะยาว ทำให้ยากที่จะได้ข้อมูลดวงอาทิตย์ที่ต่อเนื่องและแม่นยำ เพื่อยกระดับการวิจัยและการสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์ สถาบันจึงตัดสินใจใช้ระบบติดตามดวงอาทิตย์อัตโนมัติเต็มรูปแบบเพื่อช่วยในการสังเกตการณ์
(2) วิธีแก้ปัญหา
เลือกใช้ระบบติดตามดวงอาทิตย์อัตโนมัติความแม่นยำสูงที่ออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ระบบติดตามนี้มีความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งถึง 0.1° มีเสถียรภาพสูงและมีความสามารถในการต้านทานการรบกวนสูง ระบบติดตามนี้เชื่อมต่ออย่างแน่นหนาและปรับเทียบอย่างแม่นยำกับอุปกรณ์สังเกตการณ์การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ เช่น กล้องโทรทัศน์สุริยะและสเปกโทรเมตร พารามิเตอร์การสังเกตการณ์ถูกตั้งค่าผ่านซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ ทำให้ระบบติดตามสามารถปรับมุมของอุปกรณ์สังเกตการณ์โดยอัตโนมัติตามโปรแกรมที่ตั้งไว้ล่วงหน้าและติดตามวิถีโคจรของดวงอาทิตย์แบบเรียลไทม์
(3) ผลของการดำเนินการ
หลังจากที่ระบบติดตามดวงอาทิตย์อัตโนมัติเต็มรูปแบบถูกนำมาใช้งาน นักวิจัยสามารถติดตามและสังเกตดวงอาทิตย์ได้อย่างแม่นยำและต่อเนื่องในระยะยาวได้อย่างง่ายดาย ความต่อเนื่องและความถูกต้องของข้อมูลการสังเกตได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ ช่วยลดการสูญเสียข้อมูลและข้อผิดพลาดที่เกิดจากการปรับอุปกรณ์ไม่ทันเวลาได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยความช่วยเหลือของระบบติดตามนี้ ทีมวิจัยประสบความสำเร็จในการได้รับข้อมูลกิจกรรมของดวงอาทิตย์ที่มากขึ้นและบรรลุผลงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญมากมายในสาขาต่างๆ เช่น การวิจัยจุดบนดวงอาทิตย์และการสังเกตโคโรนา

กรณีศึกษาการเพิ่มประสิทธิภาพระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบร่วมมือกันในเรือนกระจกทางการเกษตร
(1) ข้อมูลเบื้องต้นของโครงการ
ในโรงเรือนเกษตรกรรมแห่งหนึ่งในบราซิล แผงโซลาร์เซลล์ถูกติดตั้งแบบตายตัว แม้ว่าจะสามารถตอบสนองความต้องการแสงสว่างของพืชภายในโรงเรือนได้ แต่ก็ไม่สามารถใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตไฟฟ้าได้อย่างเต็มที่ เพื่อให้เกิดการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตทางการเกษตรและการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์อย่างสอดคล้องกัน และเพิ่มรายได้โดยรวมของโรงเรือน ผู้ประกอบการจึงตัดสินใจติดตั้งระบบติดตามแสงอาทิตย์อัตโนมัติเต็มรูปแบบ
(2) วิธีแก้ปัญหา
ติดตั้งระบบติดตามแสงอาทิตย์แบบแกนเดียวอัตโนมัติเต็มรูปแบบ ระบบนี้สามารถปรับมุมของแผงโซลาร์เซลล์ตามตำแหน่งของดวงอาทิตย์ได้ โดยคำนึงถึงระยะเวลาและความเข้มของแสงแดดที่เพียงพอสำหรับพืชภายในเรือนกระจก เพื่อให้พืชได้รับรังสีจากแสงอาทิตย์อย่างเต็มที่ ระบบควบคุมอัจฉริยะช่วยให้สามารถตั้งค่าช่วงการปรับมุมของแผงโซลาร์เซลล์เพื่อป้องกันไม่ให้แสงแดดบดบังแผงโซลาร์เซลล์มากเกินไปจนส่งผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของพืช นอกจากนี้ ระบบติดตามแสงอาทิตย์ยังเชื่อมต่อกับระบบตรวจสอบสภาพแวดล้อมของเรือนกระจกเพื่อปรับมุมของแผงโซลาร์เซลล์แบบเรียลไทม์ตามความต้องการในการเจริญเติบโตของพืช
(3) ผลของการดำเนินการ
หลังจากติดตั้งระบบติดตามแสงอาทิตย์อัตโนมัติเต็มรูปแบบแล้ว การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ของเรือนกระจกทางการเกษตรเพิ่มขึ้นประมาณ 20% ทำให้สามารถใช้ทรัพยากรพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ส่งผลกระทบต่อการเจริญเติบโตตามปกติของพืช พืชในเรือนกระจกเจริญเติบโตได้ดีเนื่องจากสภาพแสงที่สม่ำเสมอมากขึ้น และทั้งผลผลิตและคุณภาพก็ดีขึ้น ความร่วมมือระหว่างภาคเกษตรกรรมและอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์นั้นโดดเด่น และรายได้โดยรวมของเรือนกระจกเพิ่มขึ้น 15% ถึง 20% เมื่อเทียบกับก่อนหน้านี้

กรณีศึกษาข้างต้นแสดงให้เห็นถึงความสำเร็จในการประยุกต์ใช้ระบบติดตามแสงอาทิตย์อัตโนมัติเต็มรูปแบบในหลากหลายสาขา หากคุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับกรณีศึกษาเฉพาะ หรือมีข้อเสนอแนะใด ๆ ในการปรับปรุงเนื้อหา โปรดแจ้งให้เราทราบได้ตลอดเวลา

โปรดติดต่อบริษัท Honde Technology Co., LTD.

โทร: +86-15210548582

Email: info@hondetech.com

เว็บไซต์ของบริษัท:www.hondetechco.com