DIY солнечный трекер: доступное решение для повышения эффективности солнечных панелей

Источник: Wikimedia Commons

Солнечные панели полезны — экономят на счетах за электричество. Но для большей генерации нужен солнечный трекер.

Статичные панели ограничены. Трекер движет системой за солнцем целый день, оптимизируя угол падения излучения.

Готовый трекер стоит $500–1000 за панель. Хорошая новость: можно сделать DIY — от платы до механики.

Как? Подробно разберём проект и нужные компоненты.

Что такое солнечный трекер?

Источник: Wikimedia Commons

Портативное устройство, ориентирующее панели на прямое солнечное излучение. Максимизирует энерговыработку. Критично использовать компоненты, повышающие КПД.

Как собрать солнечный трекер?

Источник: Wikimedia Commons

Компоненты:

• Arduino Micro PLC — 1
• Фоторезистор 10 кОм — 2
• Литий-ионный аккумулятор 12 В — 1
• Резистор 7 кОм — 2
• Линейный привод PA-14 mini, 6 дюймов, 150 lbs — 1
• Мотор-контроллер Wasp — 1
• Контроллер заряда Genasun GV-10 12В — 1
• Солнечная панель Sungold SGM-90W-18 90 Вт — 1

Система управления

Используется линейный привод.

Источник: Wikimedia Commons

Arduino управляет приводом через Wasp motor controller. Привод определяет, какая часть панели освещается. Считывает показания фоторезисторов (восток/запад), выравнивает их — панель получает максимальное излучение.

Мотор-контроллер

Wasp питается от 12 В батареи, выдвигает/втягивает привод PA-14. Выбрали 150 lbs версию — потребляет меньше тока, чем 35 lbs.

Датчик света

Фоторезистор 10 кОм измеряет интенсивность света. Работает как светозависимый переменный резистор: сопротивление растёт — свет падает, и наоборот.

Два сенсора на восточной и западной стороне панели — трекер знает, где солнце. Последовательное соединение: фоторезистор 10 кОм + резистор 7 кОм. Arduino подаёт 5 В. Аналоговый вход измеряет напряжение на 7 кОм. При росте освещённости напряжение на 7 кОм растёт (делитель напряжения).

Исходный код

Код ниже — основа трекера. Значения подстраиваются под сезоны и регионы.

Библиотека Servo

Servo.h — однострочное управление RC-сервоприводами от Arduino.

Распределение пинов

Пины 10 и 11 Arduino — управление Wasp. Пины 6 и 8 → аналоговые 7 и 8 — чтение двух фоторезисторов.

Настройка входа/выхода

Wasp_Power и Wasp_Ground — OUTPUT (управление контроллером). sensor_west_pin1 и sensor_east_pin2 — INPUT (чтение датчиков).

Объявление переменных

Переменные для знааний с датчиков, интервал измерений (10 сек) и интервал коррекции угла (10 мин). Предыдущее значение читается каждые 10 сек, панель корректируется каждые 10 мин.

Чтение датчиков

Программа берёт 10 выборок за 10 сек, усредняет и сравнивает средние значения двух фоторезисторов.

Движение панели

PWM управляет приводом через Arduino. Можно выдвинуть, втянуть или остановить привод в зависимости от PWM. Разница показаний восток/запад инициирует движение: выдвижение, втягивание или стоп. Каждые 10 мин — панель получает достаточно света.

Сброс позиции

При длительной работе трекер возвращается в дефолт на следующий день. Простой счётчик решает задачу.

Рама трекера

Надёжная рама: бруса 2×4 в треугольник или штатив с 3D-печатью для крепёжей и шарниров.

Итоги

DIY солнечный трекер стоит усилий — если нет бюджета на готовый или хочется новый проект.

Плюсы: рост выработки фотоэлектрической установки, экономия на счетах за электричество.

Вопросы по сборке — пишите нам.