نظام تتبع ثنائي المحور دقيق الاستخدام في الأبحاث والتطوير الشمسية

نظرة عامة على المنتج

تتطلب أبحاث وتطوير الطاقة الشمسية دقةً في التتبع تفوق ما توفره أنظمة التتبع المستخدمة في محطات الطاقة التجارية. فعند قياس منحنى التيار-الجهد (I-V) لوحدة الخلايا الكهروضوئية بدقة تبلغ ٠,١٪ لتقييم كفاءة الطاقة وفق معيار الآي إي سي ٦١٨٥٣، أو عند مقارنة أداء الوحدات ثنائية الوجه في ظروف خاضعة للرقابة، أو عند معايرة جهاز قياس الإشعاع الشمسي (بايرانومتر) باستخدام خلية مرجعية، فإن أي خطأ في التتبع يتحول مباشرةً إلى خطأ في القياس.

يحقّق نظام التتبع الدقيق ثنائي المحور دقة تتبع تبلغ ±٠,١° — أي أقل بخمس مرات من متطلبات أنظمة التتبع التجارية — وذلك باستخدام مجموعة من العناصر التالية:

مشغّلات بصريّة عالية الدقة (وليس مستويات مائلة) على كلا المحورين، توفر موضعًا زاويًّا مطلقًا بدقة تصل إلى ٠,٠١°

جهاز استشعار شمسي مغلق الحلقة مزوّد بمجموعة من الصمامات الضوئية الرباعية التي تُركّز تلقائيًّا على القرص الشمسي، وتصحّح انحرافات الانكسار الجوي، وانحرافات التركيب الميكانيكي، والتمدّد الحراري في الزمن الحقيقي

هيكل صلب ذو انحراف منخفض: تستخدم قاعدة المُتتبِّع ووحدة العزم أقسامًا فولاذية كبيرة الحجم للحد من الانحراف الهيكلي تحت تأثير حمل الرياح إلى أقل من ٠٫٠٥° — لأن دقة المشفر لا معنى لها إذا انحنى الهيكل

أساس مستقر حراريًّا: أساس خرساني على شكل عمود منفصل عن ألواح المباني المجاورة لمنع الميل الناتج عن التمدد الحراري

هذه أداة علمية، وليست مُتتبِّعًا لمزارع الطاقة. وتشمل التطبيقات النموذجية المختبرات الوطنية للطاقة المتجددة، ومراكز أبحاث الطاقة الشمسية الجامعية، والميادين التجريبية لضمان الجودة والرقابة على جودة وحدات التصنيع، ومحطات وكالات الأرصاد الجوية لقياس الموارد الشمسية.

المواصفات الفنية

التطبيقات

قياس منحنى التيار-الجهد لوحدات الطاقة الشمسية وتقييم إنتاجيتها (معيار IEC 61853)

اختبار مقارنة أداء الوحدات ثنائية الوجه

معايرة جهاز قياس الإشعاع الشمسي وجهاز الخلايا المرجعية

الشبكات الوطنية لقياس الموارد الشمسية

مرافق الأبحاث الشمسية الجامعية والحكومية

حقول الاختبار الخارجي للبحث والتطوير وضمان الجودة/مراقبة الجودة لدى مصنّعي الوحدات

دراسة حالة: منشأة الاختبار الشمسية الوطنية — شرق آسيا

التحدي: احتاجت المنشأة إلى نظام تتبع قادر على الحفاظ على دقة ±٠٫١° عبر مدى درجات الحرارة السنوي الكامل (من −١٥°م إلى +٤٠°م) لمعايرة الوحدة المرجعية بما يُرجَع إلى المعايير الدولية. وأظهر تركيب نظام التتبع التجاري السابق خطأً دوريًّا بمقدار ٠٫٣–٠٫٥° ناتجًا عن التمدد الحراري للقاعدة الفولاذية.

الحل: نظام ثنائي المحور عالي الدقة مزوَّد بمُشفِّرات ضوئية، وتصحيح حلقي مغلق باستخدام مستشعر شمسي، وقاعدة مستقرة حراريًّا، وقسم موسَّع من القاعدة لتقليل الانحناء الحراري. ومخرج بيانات بروتوكول مودبوس تي سي بي مدمج مع نظام اكتساب البيانات الحالي في المنشأة لتسجيل الزوايا بدقة زمنية تبلغ ثانية واحدة.

النتيجة: دقة تتبع مقدارها ±٠٫٠٨° جذر متوسط المربعات، وقد تحقّقت هذه الدقة باستخدام ثيودوليت مستقل على مدى فترة امتدت إلى ١٢ شهرًا. ولا توجد أخطاء دورانية ناتجة عن التمدد الحراري. وقد عمل النظام لمدة ٤ سنوات مع إعادة معايرته مرة واحدة سنويًّا فقط.

الأسئلة الشائعة

س: كيف تتحقّق دقة ±٠٫١°؟

أثناء التشغيل الأولي، يستخدم ثيودوليت من فئة المسح الجيوديسي لقياس موقع الجهاز المتحكَّم فيه بشكل مستقل عند عدة نقاط خلال اليوم. ويُحسب خطأ جذر متوسط المربعات بين الموقع المُوجَّه إليه والموقع المقاس فعليًّا على امتداد يوم كامل من عمليات التتبُّع. وتُكرَّر هذه العملية التحققية سنويًّا أو بعد أي صيانة كبيرة.

س: هل يمكن استخدام هذا النظام في اختبارات تسريع الشيخوخة للوحدات الكهروضوئية في الهواء الطلق؟

نعم. ويمكن برمجة جهاز التتبُّع ليتبع أنماط تتبع مخصصة — مثل الزوايا الثابتة، أو مسارات تتبع شمسية مُسرَّعة، أو أنماط مُحاكاة لأيام غائمة — بالإضافة إلى تتبع الشمس القياسي. وهذه المرونة تدعم مجموعة واسعة من بروتوكولات البحث.

مكان الصورة

الكلمات الرئيسية لـ SEO

الاستخدام الرئيسي: جهاز تتبع شمسي دقيق بدقة ±٠٫١ درجة، وجهاز تتبع ثنائي المحور لاختبار الألواح الكهروضوئية، وجهاز تتبع شمسي للأبحاث، وجهاز تتبع لمعايرة الوحدات الكهروضوئية

الاستخدام الثانوي: نظام تتبع شمسي عالي الدقة، وجهاز تتبع شمسي وفق معيار آي إي سي ٦١٨٥٣، وجهاز تتبع خلية مرجعية شمسية، وجهاز تتبع كهروضوئي من فئة المختبرات