Розробка системи стеження за сонцем
Автор: Гадзецький Володимир Володимирович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Технології та засоби телекомунікацій
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У магістерській кваліфікаційній роботі було створено макет пристрою стеження за сонцем. В основу макета лягла плата контролер NodeMCU являє собою плату розробника на базі чіпа ESP8266 [1]. Сонячний трекер - це електромеханічний пристрій, що відслідковує переміщення Сонця на небосхилі та повертає фотоелектричну панель на потрібний кут вслід за його рухом. Джерелом живлення для роботи трекера є сама сонячна панель, тому він є повністю автономним. В залежності від кількості ступеней свободи руху сонячні трекери бувають одно- та двох осьовими. Двох осьові забезпечують вільний рух сонячної панелі та гарантують знаходження Сонця на перпендикулярі до полщини панелі. Одно осьові забезпечують рух світила у площині, що є перпендикулярною до фотопанелі. Очевидно, що двох осьові трекери забезпечують найбільший ККД фото перетворення впродовж всього року (99,5% від теоретично можливого). Одно осьові трекери забезпечують бажаний максимум лише в певний сезон року, а сумарний річний «вилов» сонячної енергії складає лише 75-80% від можливого, що також значно краще, ніж 40-70%, які попадають на нерухому панель[2]. Відповідно для розробки обрано варіант двох осьової система орієнтування сонячних панелей. Для розробки приладу було розроблено схему електричну принципову на основі NodeMCU ESP8266. NodeMCU ESP8266 мікроконтролер китайського виробника Espressif з інтерфейсом Wi-Fi. Окрім Wi-Fi, мікроконтролер здатний виконувати програми з зовнішньої флеш-пам’яті з інтерфейсом SPI[3]. 3 Керує контролер двома сервоприводами. Micro Servo SG90 який може фіксуватись в буть якому куті в межах 90° та сервопривід MG995 Tower Pro 360° цей привід належить до типу серво приводів безкінечного обертання, тобто в ньому можна змінювати швидкість обертання проте сам по собі привід не може фіксуватися на певному куті для усунення цієї особливості на осі привода встановлено потенціометр який відслідковує кут попороту вала[4]. У вступі описується стан проблеми, що пропонуються способи, якими можна забезпечити збільшення кількості поглинається енергії сонячною панеллю. У першому розділі більш детально було розібрано доцільність використання системи орієнтування сонячних панелей для більш ефективного використання сонячної енергії, досліджено вплив кута нахилу сонячних панелей на ефективність їх роботи, розглянуто конструкцію сонячного трекера, принцип його роботи . Зокрема оцінено вплив зовнішніх факторів на ефективність роботи сонячних панелей [5]. У другому розділі проводиться постановка технічного завдання, розроблено структурну схему пристрою на основі цієї схеми усі елементи з’єднали в одну принципову схему. Після чого було проведено підбір елементарної бази пристрою. У третьому розділі проведено аналіз, математичного принципу розрахунку положення сонця, наведено приклад ручного розрахунку часу сходу та заходу сонця . Розроблено алгоритм роботи пристрою. В економічному розділі розрахована вартість створення установки з враховуючи всі витрати на придбання обладнання та комплектуючих та оплату робітників. Окрім цього розраховані щорічні витрати на обслуговування та ремонт обладнання, а також амортизація витрачених коштів. До кожного розділу було подано висновки. В кінці роботи подано загальний висновок з аналізом проведеної конструкторської та дослідницької роботи з подальшими пропозиціями в цій перспективній галузі 4 Ключові слова: сонячний трекер, азимут, чиста енергія, сонячні панелі, Ar, тепловий режим, механічна міцність, esp8266.