تصمیم وإنشاء نظام تتبع تلقائى للطاقة الشمسیة

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

مدرس بقسم الهندسة الزراعیة والنظم الحیویة – کلیة الزراعة – جامعة الاسکندریة، مصر.

المستخلص

تعتبر أزمة الطاقة هی القضیة الأکثر أهمیة فی عالم الیوم وفى مصر بصفة خاصة حیث زیادة عدد السکان من ناحیة ونقص الوقود والغاز مع زیادة الاستهلاک نتیجة لزیادة النمو فى کافة المجالات.  موارد الطاقة التقلیدیة لیست فقط موارد ناضبة ومکلفة فى الحصول علیها بل أیضا  تعتبر ملوثة للبیئة.  لذلک تعتبر الطاقات المتجددة هى السبیل الآمن والمستدیم للحصول على طاقة نظیفة وتقلیل الاعتماد على المصادر التقلیدیة. تکتسب الطاقة الشمسیة أهمیة متزایدة خاصة فى مصر نظرا للمساحات الشاسعة وفترات السطوع الکبیرة مما یجعلها قادرة على الاسهام بنصیب کبیر من الطاقات المستخدمة.  تحویل الطاقة الشمسیة إلى طاقة کهربائیة باستخدام الخلایا الشمسیة مازالت مکلفة وغیر فعالة لذلک یتم تطبیق آلیات مختلفة لزیادة کفاءة الخلایا الشمسیة للحد من التکالیف، ومن هنا نجد أن نظام تتبع الطاقة الشمسیة هی التکنولوجیا الأکثر ملائمة لتعزیز کفاءة الخلایا الشمسیة من خلال تتبع الشمس.
فى هذا البحث تم تشیید نموذج أولی صغیر من نظام تتبع الطاقة الشمسیة غیر مکلف، لدیه آلیة مراقبة دقیقة لتتبع الطاقة الشمسیة بطریقة آلیة باستخدام شریحة المیکروکونترولر PIC16F877A وتستخدم المقاومات التى تتأثر بکمیة الضوء LDR  کأجهزة استشعار لتعقب الطاقة الشمسیة  والحصول على أکبر طاقة ممکنة على الخلیة الشمسیة و قد اثبتت نتائج ا ختبار النموذج دقته العالیة فى تتبع حرکة الشمس على مدار الیوم حیث تم مقارنة النتائج المتحصل علیها مع نتائج نظام مماثل ثابت.  ومن خلال هذا البحث فلقد لوحظ أن نظام التتبع الآلى المقترح لحرکة الشمس یعطى طاقة تزید بنسبة 25% عن النظام الثابت.

Basil M. Hamed and Mohammed S. El-Moghany, 2012.  Fuzzy Controller Design using FPGA for Sun Tracking in Solar Array System, I.J. Intelligent Systems and Applic, 2012, 1, 46-52.
Clean Energy Decision Support Centre. (2001-2004) Photovoltaic Project Analysis.Minister of Natural, Resources Canada.
El-Ashry, M., 2010. Renewables 2010 Global Status, Report, (Paris: REN21 Secretariat). Copyright Deutsche, (GTZ) GmbH.
Integral circuit PIC16F87XA datasheet, 2003 Microchip Technology Inc.
Integral circuit STK6713AMK4 datasheet.
Joydev Ghosh, Abhishek Dey and Supratim Sen, 2013. The Design of Electronics Based Solar Tracking System, the international Journal of Enhanced Research in Science Technology & Engineering, ISSN: 2319-7463 Vol. 2, Issue 8, August-2013, pp: 68-71.
M.A. Panait and T Tudorache, 2008. A Simple Neural Network Solar Tracker for Optimizing Conversion Efficiency in Off-Grid Solar Generator. Intl. Conf. on Renewable Energy and Power quality, no. 278, March, 2008.
Md. Tanvir Arafat Khan, S.M. Shahrear Tanzil, Rifat Rahman, SM Shafiul Alam, 2010.  Design and Construction of an Automatic Solar Tracking System, 6th International Conference on Electrical and Computer Engineering, ICECE 2010, 18-20 December 2010, Dhaka, Bangladesh, pp. 326-329.
Parallax, 2004.  Experiments with Renewable Energy, Student Guide. version1.
Piao, Z.G. Park, J. M. Kim, J. H. Cho, G. B. Baek, H. L, 2005. A study on the tracking photovoltaic system by program type, Intl. Conf. on Electrical Machines and Systems, Vol. 2, Sept. 27-29, 2005, pp. 971-973.
Regulator Transistor 7805 datasheet.
Tiberiu Tudorache1and Liviu Kreindler, 2010.  Design of a Solar Tracker System for PV Power Plants, Acta Polytechnica Hungarica Vol. 7, No. 1, 2010 pp. 23-39.
Tse, K. K., M. T. Ho, H. Chung, and S. Y. Hui, 2002.  A Novel Maximum Power Point Tracker for PV Panels Using Switching Frequency Modulation. IEEE TRANSACTIONS ON POWER Electronics, Vol. 17, No. 6, November 2002.
Zhang Xinhong, Wu Zongxian, Yu Zhengda, 2007.  Intelligent Solar Tracking Control System Implemented on an FPGA, Third Prize, Institute of Electrical Engineering, Yuan Ze University.