Il circuito e il meccanismo spiegato in questo articolo possono essere considerati il sistema di inseguitore solare a doppio asse più semplice e perfetto.

Come funziona il concetto di inseguitore solare a doppio asse

Il dispositivo è in grado di tracciare con precisione il movimento diurno del sole e di spostarsi di conseguenza sull'asse verticale. Il dispositivo inoltre traccia efficacemente lo spostamento stagionale del sole e sposta l'intero meccanismo sul piano orizzontale o in un movimento laterale in modo tale che l'orientamento del pannello solare sia sempre mantenuto in un asse rettilineo rispetto al sole in modo da completare le azioni verticali del tracker in modo appropriato.

Come mostrato nella figura, qui si può osservare un meccanismo relativamente semplice. L'inseguitore solare è sostanzialmente montato su una coppia di supporti con un asse mobile centrale.

La disposizione girevole consente ai supporti del pannello di muoversi su un asse circolare di quasi 360 gradi.

Un meccanismo a motoriduttore come mostrato nel diagramma è montato proprio all'angolo dell'asse di rotazione in modo tale che quando il motore ruota l'intero pannello solare si sposta proporzionalmente attorno al suo perno centrale, in senso antiorario o orario, a seconda del movimento del motore che a sua volta dipende dalla posizione del sole.

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Come funziona il circuito LDR

La posizione degli LDR è qui critica e l'insieme di LDR che corrisponde a questo movimento sul piano verticale è posizionato in modo tale da percepire accuratamente la luce solare e cerca di mantenere il pannello perpendicolare ai raggi del sole muovendo il motore nella direzione appropriata attraverso un numero definito di rotazioni a gradini.

Il rilevamento LDR viene effettivamente ricevuto e interpretato con precisione da un circuito elettronico che comanda il motore per le azioni sopra spiegate.

Un altro meccanismo che è abbastanza simile alla regolazione verticale di cui sopra, ma sposta il pannello attraverso un movimento laterale o meglio sposta l'intero supporto del pannello solare in movimento circolare sul piano orizzontale.

Questo movimento avviene in risposta alla posizione del sole durante i cambi di stagione, quindi a differenza dei movimenti verticali questa operazione è molto graduale e non può essere vissuta quotidianamente.

Anche in questo caso il movimento di cui sopra è in risposta al comando dato al motore dal circuito elettronico che opera in risposta al rilevamento effettuato dagli LDR.

Per la procedura di cui sopra viene utilizzato un diverso set di LDR che vengono montati orizzontalmente sul pannello, in una posizione specifica come mostrato nel diagramma.

Come funziona il circuito di controllo OpAmp del Solar Tracker

Un'attenta indagine del circuito mostrato nello schema rivela che l'intera configurazione è in realtà molto semplice e lineare. Qui viene utilizzato un singolo IC 324 e solo due dei suoi operazionali sono impiegati per le operazioni richieste.

Gli amplificatori operazionali sono principalmente cablati per formare una sorta di comparatore a finestra, responsabile dell'attivazione delle loro uscite ogni volta che i loro ingressi oscillano o escono dalla finestra predeterminata, impostata dai relativi potenziometri.

Due LDR sono collegati agli ingressi degli amplificatori operazionali per rilevare i livelli di luce. Finché le luci sui due LDR sono uniformi, le uscite dell'amplificatore operativo rimangono disattivate.

Tuttavia, nel momento in cui uno degli LDR rileva una diversa intensità di luce su di esso (cosa che può accadere a causa del cambiamento della posizione del sole), l'equilibrio sull'ingresso dell'amplificatore operazionale si sposta verso una direzione, facendo immediatamente aumentare l'uscita degli amplificatori operazionali pertinenti.

Questa elevata potenza attiva istantaneamente l'intera rete di transistor a ponte, che a sua volta ruota il motore collegato in una direzione impostata, in modo tale che il pannello ruoti e regola il suo allineamento con i raggi del sole fino a quando non viene ripristinata una quantità uniforme di luce sul set di LDR pertinente.

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Una volta ripristinato il livello di luce sui relativi set LDR, gli amplificatori operazionali tornano a dormire e disattivano le loro uscite e anche il motore.

La sequenza di cui sopra continua ad accadere per l'intera giornata, a gradini, poiché il sole cambia la sua posizione e il meccanismo sopra continua a spostarsi in base alla posizione dei soli.

Si dovrebbe notare che due gruppi dei complessi circuitali sopra spiegati saranno richiesti per controllare le doppie azioni o semplicemente per realizzare il meccanismo del sistema solare a doppio inseguitore discusso sopra.

Elenco delle parti

R3 = 15K,
R4 = 39K,
P1 = 100 K,
P2 = 22K,
LDR = Tipo normale con una resistenza da circa 10 K a 40 K alla luce del giorno all'ombra e resistenza infinita al buio completo.
Gli amplificatori operazionali provengono dall'IC 324 o possono essere incorporati anche due circuiti integrati 741 separatamente.
T1, T3 = TIP31C,
T2, T4 = TIP32C,
Tutti i diodi sono 1N4007
Motore = Secondo il carico e le dimensioni del pannello solare

Cortesia - Elector Electroniks India

Come aggiungere una funzione di impostazione / ripristino nel circuito sopra

A prima vista potrebbe sembrare che il circuito di cui sopra non incorpori una funzione di ripristino automatico. Tuttavia un'indagine più approfondita mostrerà che in realtà questo circuito si ripristina automaticamente quando arriva l'alba o alla luce del giorno del mattino.

Ciò potrebbe essere vero a causa del fatto che gli LDR sono posizionati all'interno di custodie appositamente progettate a forma di 'V' per facilitare questa azione.

Dal riflesso della luce del sole nascente, durante le ore mattutine il cielo diventa più illuminato del suolo. Poiché gli LDR sono posizionati a 'V', l'LDR che è rivolto più verso il cielo riceve più luce dell'LDR che è rivolto verso il suolo. Questa situazione attiva il motore in senso inverso, tale da costringere il pannello a rientrare nelle prime ore del mattino.

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Quando il pannello ritorna verso est, l'LDR in questione inizia a essere esposto a una luce ambientale ancora maggiore dalla luce solare in aumento, questo spinge il pannello ancora più verso est fino a quando entrambi gli LDR sono quasi proporzionalmente esposti verso la luce solare che sorge a est, questo ripristina completamente il pannello in modo che il processo ricomincia dall'inizio.

Imposta funzione di ripristino

Nel caso in cui una funzione di ripristino del set diventi indispensabile, è possibile incorporare il seguente design.

L'interruttore di impostazione è posizionato all'estremità del 'tramonto' del tracker, in modo che venga premuto quando il pannello termina il rilevamento dei giorni.

Come si può vedere nella figura sotto riportata, l'alimentazione al circuito del tracker è data dai punti N / C del relè DPDT, significa che quando si preme l'interruttore 'SET' il relè si attiva e scollega l'alimentazione al circuito in modo che l'intero circuito mostrato nell'articolo sopra venga ora disconnesso e non interferisca.

Allo stesso tempo, il motore riceve la tensione di inversione tramite i contatti N / O in modo che possa avviare il processo di inversione del pannello nella sua posizione originale.

Una volta che il pannello termina il suo processo di inversione verso la fine del 'sorgere del sole', spinge l'interruttore di ripristino opportunamente posizionato da qualche parte a quella estremità, questa azione disattiva nuovamente il relè ripristinando l'intero sistema per il ciclo successivo.