Panele fotowoltaiczne osiągają swoją maksymalną wydajność gdy promienie słoneczne padają prostopadle na instalację. Jednak w przypadku statycznie zamontowanych paneli słonecznych, instalacja fotowoltaiczna nie jest ustawiona pod najbardziej optymalnym kątem nachylenia i azymutem przez cały dzień. Rozwiązaniem tego problemu są trackery – instalacje fotowoltaiczne nadążne.
Zasada działania systemów nadążnych
Wykorzystanie trackerów umożliwia instalacji fotowoltaicznej śledzenie położenia słońca. Takie rozwiązanie sprawia, że panele słoneczne zawsze padają prostopadle na instalację maksymalizując tym sposobem uzyski energii nawet o 40% względem statycznej instalacji oraz poprawiają sprawność inwerterów, które działają sprawniej przy wyższych obciążeniach.
Wyróżniamy dwa główne typy systemów nadążnych: jedno- i dwuosiowe, które umożliwiają przechylanie paneli fotowoltaicznych w jednej lub dwóch płaszczyznach – w zależności od typu. Trackery dwuosiowe, z racji możliwości poruszania się w pionie i poziomie, są wydajniejsze niż systemy jednoosiowe (umożliwiają poruszanie się tylko w pionie).
Najczęściej do sterowania trackerami wykorzystuje się napęd elektryczny – silniki elektryczne, silniki krokowe, serwomechanizmy. Zasilanie całego systemu odbywa się poprzez niezależne źródło zasillania z zewnętrznej sieci lub za pośrednictwem dodatkowego panelu fotowoltaicznego.
Istnieją dwa sposoby sterowania trackerami fotowoltaicznymi:
• Analogowe: za pomocą analogowych podzespołów: pneumatyka, podzespoły mechaniczne lub hydrauliczne
• Cyfrowe:
o Układ otwarty – sterowanie odbywa się za pomocą obliczonej pozycji słońca dla danej szerokości geograficznej
o Układ zamknięty – pobieranie informacji o nasłonecznieniu za pomocą czujników wbudowanych w tracker
o Układ hybrydowy – łączący oba powyższe rozwiązania
Algorytmy sterujące trackerami
Wyróżniamy następujące typy algorytmów odpowiadających za sterowanie trackerami:
1. Algorytm różnicowy – Sterowanie trackerami odbywa się na podstawie wbudowanych czujników. Ten sposób pozwala uzyskać dokładne informacje o warunkach pogodowych w czasie rzeczywistym.
a. Wady:
• Zabrudzenie lub zakrycie czujników prowadzi do nieprawidłowości związanych z działaniem systemu
• niedokładności w śledzeniu słońca,
• podatność na zakłócenia
• działa najlepiej tylko przy dobrych warunkach atmosferycznych
b. Zalety:
• Łatwiejsza instalacja – nie jest wymagana precyzja przy ustawianiu trackera
• Niższy koszt instalacji niż w układzie otwartym
• Oszczędność energii przy zbyt małym nasłonecznieniu
• Reakcja na zmieniające się warunki oświetlenia w czasie rzeczywistym
2. Algorytm z kalendarzem astronomicznym – sterowanie konstrukcją za pomocą zapisanego kalendarza położenia słońca
a. Wady:
• Niska efektywność w okresach niewielkiego nasłonecznienia (np. zimą)
• Instalacja wymaga precyzji ustawienia
• Brak reakcji na zmieniające się warunki oświetlenia
b. Zalety:
• Odporność na zakłócenia (brak czujników powodujących zakłócenia. Informacje są zapisane w mikroprocesorze)
3. Algorytm MPP (maximum power point) – poszukiwanie maksymalnej efektywności modułów fotowoltaicznych. Instalacja maksymalizuje produkcję przez zmianę położenia paneli w krótkich odstępach czasu porównując efektywność produkcji.
a. Wady:
• Instalacja wymaga precyzji ustawienia
• Wyższe koszta sterowania z racji częstego ruchu silników wokół maksymalnego punktu wytwarzania energii
b. Zalety:
• Mierzenie maksymalnego punktu wytwarzania mocy. Brak kosztownych czujników nasłonecznienia i położenia
• Niskie koszty budowy – układ działa w systemie jednoosiowym
• Brak strat energii przy słabym nasłonecznieniu
• Reakcja na zmienne warunki pogodowe
4. Algorytm hybrydowy
a. Wady:
• Najwyższy koszt budowy
b. Zalety:
• łączy powyższe rozwiązania eliminując lub minimalizując wady każdego z nich
Wybrać instalację on-grid, czy off-grid? Wiele przyszłych prosumentów zadaje sobie to pytanie. O ile powszechnie implementowanym systemem jest on grid, Read more
W Polsce jest już ponad 470 tys. prosumentów produkujących energię elektryczną na własny użytek w mikroinstalacjach fotowoltaicznych. Wielu z nich Read more
Według nowych badań szklarnie wyposażone w półprzezroczyste ogniwa słoneczne mogą generować energię elektryczną bez wpływu na wzrost i zdrowie rosnących Read more
Od lipca będzie można składać wnioski o dofinansowanie inwestycji w mikroinstalacje fotowoltaiczne w ramach nowej odsłony programu Mój Prąd. Do Read more