دانلود ترجمه مقاله افزایش بازده نیروگاه خورشیدی توسط سیستم الکترونیکی – مجله IEEE

فهرست مطالب:

چکیده
۱ مقدمه
۲ محاسبه موقعیت خورشید
۳ تعریف الگوریتم
محاسبه زاویه میل
۴ معماری ردیاب خورشیدی
۵ فلوچارت فرایند
۶ مزایا و صحت سیستم

بخشی از ترجمه:

چکیده – در این مقاله، یک الگوریتم توصیف، و در ردیاب خورشیدی دو محوری اجرا شده است که دریک لحظه می تواند موقعیت خورشید را در عرض و طول جغرافیایی نقطه مبدا محاسبه کند. این الگوریتم را می توان در دو موتور اجرا نمود، آنها قابلیت تغییر موقعیت صفحه خورشیدی به منظورافزایش بازده ، ردیابی خورشیدی در مسیر حرکت از شرق به غرب( حرکت آزیموت) و فراز آن تا شب خورشیدی ( حرکت تیلت) را دارند. کل سیستم با سازه های مختلف سازگاری دارد، زیرا از سیکل خودیادگیری سازه و در نتیجه سازگاری محاسبات با ردیاب نصب شده بهره می گیرد.
واژگان کلیدی: صفحه خورشیدی ، ردیاب خورشیدی، حرکت آزیموت ، حرکت تیلت

۱٫ مقدمه
ردیاب خورشیدی وسیله ای مکانیکی است که قابلیت حرکت پرتوهای خورشید به سمت صفحه فوتوولتایی، صفحه حرارتی خورشیدی یا متمرکزکننده خورشیدی را دارا می باشد. هدف اصلی ردیاب ، به حداکثر رساندن بازده وسیله تعبیه شده برروی بورد می باشد. در میدان فوتوولتایی، واحدهای نصب شده برروی ردیاب معمولاً به صورت هندسی بر روی یک صفحه آرایش یافته اند، هدف از این کار جلوگیری از بکارگیری ردیاب برای هر واحد می باشد. بر طبق ویژگیهای طراحی ، ردیاب های خورشیدی بر اساس فاکتورهای زیر طبقه بندی شده اند: درجه آزادی، تیپ منبع تغذیه فراهم شده توسط مکانیسم موقعیت و تیپ کنترل الکترونیکی. ردیاب های خورشیدی آزادی حرکت یک یا دو محوری به صفحه می دهند. از جمله ردیاب هایی با یک درجه آزادی، می توان به موارد زیر اشاره نمود:
– ردیاب های تیلت (به عبارتی گام) که اجرا و بکارگیری آنها راحت تر از ردیاب های دیگر میباشد؛ آنها حول محور شرق- غرب (محور X ) می چرخند. صفحه به سمت افق بالا و پائین می رود ( معمولاً به صورت متقابل دوبار در سال) ، به گونه ای که زاویه تا زمین بر طبق فصلیت ، از لحاظ آماری بهینه می باشد. در عمل، این نوع ردیاب با استفاده از پروفایل های مکانیکی تلسکوپی ساخته شده است، هدف از این کار بالا و پائین آمدن صفحه خورشیدی نسبت به افق می باشد. این ردیاب ها که از لحاظ مفهومی شبیه با قفسه بالابرنده میز مدرسه میباشند، افزایش تولید کمتر از ۱۰ درصد عرضه می کنند که مکانیسم سرو را توجیه و تصدیق نمی کند.
– ردیاب های غلطکی برای دنبال کردن خورشید در آسمان در حرکت روزانه بدون توجه به فصل استفاده طراحی شده اند. در این مورد ، محور چرخش ، محور   شمال به جنوب (محور Y) می باشد، در حالیکه ارتفاع خورشید بالای سطح افق نادیده گرفته شده است. این قبیل ردیاب ها مناسب کشورهایی با عرض جغرافیایی پائین من جمله ایتالیا، به ویژه در جنوب می باشند که مسیر خورشید در طول سال به طور متوسط بزرگتر می باشد. چرخش مورد نیاز برای این ساختارها عریض تر از تیلت بوده و بعضاً تا   افزایش می یابد. این قبیل ردیاب ها هر ردیف از مدول های فوتوولتائی را به صورت زبانه ای به سمت خط استوا نشان می دهند.
– جهت یا آزیموت ردیاب ( به عبارتی انحراف) با محور  ، (محور Z) درجه آزادی دارد. به منظور نیل به این مهم، صفحه برروی سروو دیسک تعبیه شده و با زمین تراز می شود. افزایش حاصله در تولید برق، تقریباً ۲۵ درصد می باشد.
پیچیده ترین ردیاب ها دارای دو درجه آزادی می باشند که به واسطه آنها قابلیت همترازی کامل متعامد صفحات خورشیدی با پرتوهای خورشیدی را پیدا می کنند. این قبیل ردیاب ها افزایش تولید برق تا حد ۴۰- ۳۵ درصد را تضمین کرده اند، حتی اگر با طرح پیچیده تری مشخص شده باشند. سیستم های ردیابی ردیاب های دو محوری ممکن است به صورت نجومی باشند، به عبارتی توسط نرم افزاری به حرکت درآورده شده باشند که در آن واحد موقعیت خورشید را محاسبه کرده و صفحات را به حرکت درمی آورند ( مثل الگوریتم معرفی شده دراین مقاله) یا باتری حساس به نور که در هر لحظه قابلیت حرکت صفحات به سمت قوی ترین منبع نور (خورشید) را دارا می باشد. بر اساس توان و نیروی مورد نیاز برای حرکت، ردیاب ها را می توان به دو گروه تقسیم نمود: فعال، اگر در حین حرکت با موتورها تنظیم شده باشند و غیر فعال زمانی که توسط پدیده های فیزیکی مستقلی مثل انبساط گرمایی گاز تنظیم شده باشند.  ردیاب های فعال بر حسب تیپ کنترل الکترونیکی طبقه بندی می شوند که محرکی برای حرکت به شمار می روند: در تیپ آنالوگ، کنترل بر اساس اطلاعات سنسوری حاصل می گردد که موقعیت روشنترین نقطه در آسمان را آشکار می کند در حالیکه در تیپ دیجیتالی، کنترل حاصل میکروپردازنده ای است که از طریق جداول ذخیره شده خاص، همیشه و در هر لحظه از موقعیت خورشید در آسمان مطلع می باشد. این تیپ محرک، که در سیستم الکترونیکی شرح داده شده در این مقاله از آن استفاده می گردد، از بهره وری بیشتر، به ویژه در روزهای تابش خورشیدی کم اطمینان حاصل می کند.

بخشی از مقاله انگلیسی:

I. INTRODUCTION

A solar tracker is a mechanical device which is able tofavorably move to the solar rays a photovoltaic panel, asolar thermal panel or a solar concentrator. The mainpurpose of a tracker is to maximize the efficiency of thedevice hosted on board. In a photovoltaic field the modulesinstalled on a tracker are usually arranged geometrically ona single panel in order to avoid the use of a tracker for eachmodule. According to their design features solar trackers areclassified according to: their degrees of freedom, the typeof power supply provided by orientation mechanism and thetype of electronic control. Solar trackers are able to offer tothe panel a single or dual axis freedom of movement.Among one degree of freedom trackers, can be mentioned:- Tilt (i.e. pitching) trackers which are the easiest toimplement; they rotate around east-west axis (X axis). Thepanel is raised or lowered (usually manually twice a year)toward the horizon so that the angle to the ground isstatistically optimal according to the seasonality. In practice,a tilt tracker is made using telescopic mechanical profiles inorder to raise or to lower the solar panel respect to thehorizon. Conceptually similar to the lifting shelf of a schooldesk these trackers offer a production increase of less than10% that doesn’t justify a servomechanism. – Roll trackers are designed to “follow” the sun acrossthe sky in its daily journey regardless the season of use. Inthis case the rotation axis is north – south axis (Y axis),while the height of the sun above the horizon is ignored.These trackers are suitable for low-latitude countries(including Italy, especially in the south) in which sun path islarger, on average, during the year. The required rotation tothese structures is wider than the tilt, sometimes going up to±۶۰°. These trackers make each row of photovoltaicmodules appears as a spit oriented toward the equator.- Tracker azimuth (i.e. yaw) have a degree of freedomwith zenith – nadir axis (Z axis). To achieve this, the panelis mounted on a turntable servo, flush to the ground. Theresulting increase in electricity production is approximately25%The most sophisticated trackers have two degrees offreedom , by which they are able to perfectly align, in realtime, the orthogonal of solar panels with solar rays. Thesetrackers have guaranteed an increase of electricityproduction up to 35%-40%, even if they are characterizedby a more complex design. Tracking systems of biaxialtrackers can be astronomical, i.e. driven by a software thatcalculates instantly the sun position and moves the panelsaccordingly (as the algorithm presented in this paper) or light-sensitive cell, capable of moving the panels towardsthe strongest light source (sun) in every single moment.On the basis of power required for the movement, thetrackers can be divided into active, if set in motion bymotors, or passive, when set in motion by independentphysical phenomena as thermal expansion of gas, etcetera.The active trackers can be classified by the type ofelectronic control which drives the movement: in the analogtype the control is generated based on information of asensor that detects the position of the brightest point in thesky while in the digital case the control comes from amicroprocessor which, through special stored tables, knowsin every moment the position of the sun in the sky. II. CALCULATION OF SUN POSITIONIn order to calculate the solar radiation on a plane of theEarth surface, the relative position of the Sun on the celestialsphere and the plan coordinates have to be known. Theposition of the sun is defined if the reference system isspecified. The position of the Sun relatively to a point onEarth is given by the solar height angle α and by azimuthangle γ. The solar height or solar altitude (α) is the angleformed by the direction of the solar rays (those ones directedtowards the Earth) with the horizontal plane (horizon). Theazimuth angle or solar azimuth (γ) is the angle between theprojection on the horizontal plane of the solar rays and thesouth; it is positive if the projection falls to the east (beforethe solar noon) and it is negative if the projection falls to thewest (after noon); it may vary between 0 ° and ± ۱۸۰ °.

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

خرید ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد

خرید نسخه پاورپوینت این مقاله جهت ارائه