نظام تتبع ثنائي المحور ذي الطيف الكامل لوحدات التركيز الضوئي الشمسية (CPV)

نظرة عامة على المنتج

تتطلب أنظمة التصوير الضوئي المركّز (CPV) والمحطات الشمسية العاملة في مناطق ذات كثافة إشعاعية عالية (DNI) دقةً في التتبُّع لا يمكن لأنظمة التتبُّع الأحادية المحور تأمينها. فوحدة CPV ذات نسبة تركيز ٥٠٠ ضعفًا يجب أن تحافظ على محاذاة بصرية ضمن نطاق ±٠٫٥ درجة من اتجاه الشمس — وبانحراف قدره درجة واحدة فقط تنخفض الإنتاجية بنسبة ٣٠٪ أو أكثر. أما أجهزة التتبُّع الأحادية المحور القياسية التي تعمل بدقة اتجاهية (أزيموث) مقدارها ±٠٫٥ درجة دون تتبع في الارتفاع فلا يمكنها تلبية متطلبات هذه التطبيقات.

توفر منظومة التتبُّع ثنائية المحور للطيف الكامل دورانًا اتجاهيًّا (أزيموثيًّا) بمقدار ٣٦٠ درجة ومدى ارتفاعيًّا قدره ٩٠ درجة، وذلك باستخدام محركَيْ تحريك دورانيَّيْن ثنائيَّي المحور مع تغذية راجعة مغلقة من مشفر بصري. وهذه المنظومة ليست جهاز تتبُّع عام الغرض تم تعديله ليناسب تطبيقات CPV، بل هي منصة مصمَّمة خصيصًا لتطبيقات CPV منذ مرحلة التصميم الأولي، وتلبي متطلبات البصريات عالية التركيز والمواقع الصحراوية ذات الكثافة الإشعاعية العالية (DNI)، وكذلك التطبيقات التي يُترجم فيها كل جزء صغير من الدرجة في خطأ التتبُّع إلى خسارة في العائد.

المواصفات الهندسية الرئيسية:

هندسة محركَيْ دوّارَيْن منفصلَيْن: يُلغي المحركان المنفصلان للاتجاه الأفقي والعمودي الارتباط الميكانيكي والانزياح الموجود في تصاميم المحرك الواحد المرتبط. ويحتوي كل محور على محركٍ وعلبة تروس ومُشفِّر خاصٍّ به.

دقة تتبع تبلغ ±٠٫٥° مع معايرة تلقائية: يقوم وحدة التحكم بمعايرة حساس الشمس يوميًّا عند ظهر الشمس، لتصحيح أي انجراف ميكانيكي أو استقرار في الأساس أو انحراف في المُشفِّر تراكم منذ المعايرة السابقة.

خوارزمية فلكية + ضبط بصري دقيق: يعتمد مسار التتبع الرئيسي على حساب فلكي مرجَّع إلى نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، بينما يوفِّر حساس شمسي بصري ثانوي تصحيحًا في الوقت الفعلي لانكسار الغلاف الجوي قرب الأفق، الذي قد يزيح موضع الشمس الظاهري حتى ٠٫٦° عند زوايا الارتفاع المنخفضة.

سرعة رياح قصوى تبلغ ٥٠ م/ث في وضع التخزين: تدور جميع الصفوف إلى وضع تخزين عند ارتفاع ٠° (أفقي) واتجاه ٠° (موجَّه جنوبًا)، ما يقلل أصغر مساحة عرض أمام الرياح.

المواصفات الفنية

التطبيقات

محطات توليد الطاقة الكهروضوئية المركزة (سي بي في) التي تستخدم خلايا متعددة الوصلات

مشاريع بحثية وتجريبية في الصحاري ذات الإشعاع الشمسي المباشر العالي (دي إن آي)

أنظمة تتبع المجمعات الحرارية الشمسية (القناة المكافئة، فريسنل)

تركيبات الألواح الكهروضوئية المُحسَّنة لتحقيق أقصى إنتاجية في الأسواق التي تُبرَم فيها اتفاقيات شراء الطاقة الممتازة (بي بي إيه)

محطات قياس الموارد الشمسية التي تتطلب أنظمة تتبع للإشعاع الشمسي المباشر الطبيعي

التصميم الهندسي: بنية محركَي دوران مستقلَّين

تستخدم معظم أنظمة التتبع ثنائية المحور محركًا واحدًا مع آلية ربط تربط بين محوري الازيموث والارتفاع — وهي أرخص في التصنيع، لكنها تعاني من تخلخل ميكانيكي متأصل وارتباط بين المحورين يحد من دقة التتبع إلى ±١٫٠–١٫٥°. أما بنيتنا ذات المحركين المستقلين فتوفر لكل محور محرك دوران منفصل مزود بتخفيض تروس دودية، ما يمنحها تخلخلًا ميكانيكيًّا شبه معدوم وقدرةً ذاتية على القفل (أي لا يمكن لحمل الرياح تحريك ترس الدودة عكس الاتجاه). وهذا أمرٌ جوهريٌّ في تطبيقات سي بي في، إذ أن خطأً في التتبع بمقدار ٠٫٥° يخفض مباشرةً كفاءة تركيز الضوء البصري.

التركيب والتشغيل

الأسئلة الشائعة

س: ما الفرق في التكلفة مقارنةً بأنظمة التتبع أحادية المحور؟

يؤدي التتبع ثنائي المحور إلى زيادة التكلفة بمقدار ٠,٠٨–٠,١٥ دولار أمريكي لكل واط مباشر في تكلفة معدات التتبع مقارنةً بأنظمة التتبع أحادية المحور، بالإضافة إلى ارتفاع تكلفة الأساسات الخرسانية عادةً. ويكون المبرر الاقتصادي لهذا النظام أقوى ما يكون في أنظمة التركيز الضوئي الكهروضوئي (CPV)، حيث يُشترط استخدام التتبع ثنائي المحور وليس اختيارياً، وكذلك في المواقع ذات الإشعاع الشمسي المباشر العالي (DNI)، التي تحقق فيها الزيادة في العائد بنسبة ١٥–٢٠٪ مقارنةً بأنظمة التتبع أحادية المحور ما يبرر ارتفاع التكلفة.

س: كم مرة يتطلب النظام إعادة معايرة؟

تُصحح الانحرافات الطفيفة تلقائياً يومياً عبر إجراء معايرة تلقائية عند ظهور الشمس في منتصف النهار. وتوصى بإعادة المعايرة يدوياً من قِبل فني مختص مرة واحدة سنوياً خلال الصيانة الوقائية، أو بعد أي حدث كبير متعلق بانهيار أو استقرار غير منتظم في الأساس.

مكان الصورة

الكلمات الرئيسية لـ SEO

التصنيف الأساسي: متبِع شمسي مركّز ذي محورين، نظام تتبع كهروضوئي ثنائي المحور، متبِع شمسي يغطي الطيف الكامل، متبِع شمسي للاتجاه الأفقي (الازيموث) بزاوية ٣٦٠ درجة

التصنيف الثانوي: نظام تتبع شمسي مركّز، متبِع شمسي عالي الدقة ±٠٫٥ درجة، متبِع ذو محركَي دوران مزدوجين، نظام تركيب وحدات التحويل الضوئي المركّز