Після початку використання сонячних батарей для виробництва електроенергії в промислових масштабах інженери і проектувальники стали шукати способи підвищення ефективності таких електростанцій. Загальна дисперсія світла Сонця, яка визначається зміною напрямку падіння сонячних променів на фотоелементи, не дозволяла ефективно використовувати сонячні батареї протягом усього світлового дня. Вихід з такої ситуації був знайдений досить швидко – сонячні панелі стали встановлювати на рухомому підставі, підключеному до системи стеження за Сонцем.
Як відомо, для отримання максимальної потужності від сонячних батарей необхідно, щоб сонячні промені потрапляли на площину батарей перпендикулярно. При такому напрямку променів ККД сонячних батарей може досягати 50-55%. Для стаціонарно встановлених батарей цей показник може знижуватися до 10-15% з-за зміни кута падіння сонячних променів.
Розрахунок потужності сонячних батарей
Пристрій стеження за рухом Сонця складається з двох основних частин:
1. Схема управління, яка визначає положення Сонця. Найпростіша схема пристрою стеження за сонцем або по-іншому трекер (Solar Tracker) наведена нижче. Для визначення позиції Сонця, використовуються два фоторезистора. В склад схеми входять:
– мікросхему операційного підсилювача LM1458 (К140УД20);
– транзистори BD139 (КТ815Г, КТ961А) і BD140 (КТ814Г,КТ626В);
– фоторезистори;
– діоди 1N4004 (КД243Г);
– резистори і підстроювальні резистори.
2. Механізми повороту і нахилу батарей в залежності від напрямку сонячних променів. Механізм нахилу дозволяє використовувати такі системи стеження в будь-яких географічних широтах: при встановленні сонячних батарей в місцевості, яка відповідає 320 північної широти, вісь пристрою повинна бути повернена на 320 по відношенню до горизонту. Приводи всіх механізмів системи стеження будуються на базі електродвигунів, на які і впливає система управління. Живлення електродвигунів і системи управління здійснюється від самих сонячних батарей, тому такі установки автономні.
Підключення сонячних батарей
Як видно, схема і пристрій сонячного трекера досить прості. Природно, що в промислових масштабах використовують більш складні системи, однак подібну схему можна зібрати самостійно для побутової установки з виробництва електроенергії на основі сонячних батарей.
Мережа містить не мала кількість готових схем і рішень з систем стеження за Сонцем. Так що, якщо виникла потреба удосконалити конструкцію сонячних батарей і підвищити їх продуктивність, завжди є можливість зробити це самостійно.