ردیاب خورشیدی چیست و چه کاربردی دارد؟

یکی از مهم ترین اصول برای افزایش کارایی سلول های خورشیدی زاویه تابش خورشید است. زاویه باید همیشه عمود بر سلول های خورشیدی باشد تا انرژی بیشتری توسط پنل های خورشیدی جذب شود. اگر زاویه تابش پنل های خورشیدی مناسب نباشد، راندمان پنل ها و راندمان کلی نیروگاه خورشیدی کاهش می یابد. از طرفی خورشید دائما در حال حرکت است و در طول روز در موقعیت های مختلفی قرار دارد. برای افزایش کارایی پنل های خورشیدی، زاویه پنل های خورشیدی باید بسته به موقعیت خورشید در آسمان تغییر کند. به طوری که زاویه تابش همیشه بر صفحه خورشیدی عمود باشد. در نتیجه برای استفاده بهتر از میزان تابش خورشید و صرفه جویی حداکثری انرژی از ردیاب خورشیدی یا SOLAR TRACKER استفاده می کنند که حرکت خورشید را دنبال می کند.

کاربرد ردیاب خورشیدی چیست؟

ردیاب های خورشیدی دستگاه هایی هستند که برای جهت دهی پانل های خورشیدی برای حداکثر قرار گرفتن در معرض نور خورشید در طول روز طراحی شده اند. برخلاف پنل های خورشیدی ثابت که در موقعیت ثابتی قرار دارند، پنل های خورشیدی می توانند جهت خورشید را از طلوع تا غروب خورشید ردیابی کنند. آنها زاویه و جهت پانل های خورشیدی را برای اطمینان از نور خورشید بهینه تنظیم می کنند و در نتیجه تولید برق را در مقایسه با تاسیسات ثابت افزایش می دهند.

انواع ردیاب در سیستم های خورشیدی  کدامند؟

– نوع اتوماتیک ردیاب خورشیدی فقط یک بار در روز به نیروی انسانی نیاز دارد. در زمان معینی یا زمانی که خورشید طلوع می کند، روشن می شود، دستگاه به کار خود ادامه می دهد و خورشید را دنبال می کند و در غروب آفتاب به طور خودکار معکوس می شود و به حالت اولیه باز می گردد و سپس به طور خودکار خاموش می شود.

– تمام اتوماتیک نیازی به روشن یا خاموش کردن دستگاه توسط شخص ندارد. هنگامی که خورشید طلوع می کند، به طور خودکار روشن می شود و خورشید را دنبال می کند و زمانی که خورشید غروب می کند، به طور خودکار می چرخد ​​و به جای خود باز می گردد و سپس به طور خودکار خاموش می شود و به همین ترتیب، روز بعد روشن می شود.

انواع محور تغییر زاویه

ردیاب تک محوره

این نوع ردیاب خورشیدی دارای درجه آزادی و موتوری برای تنظیم زاویه پانل در هنگام طلوع خورشید از شرق به غرب برای تنظیم زاویه می باشد. زاویه ارتفاع بهینه پانل ها توسط نصاب سیستم روی یک مقدار ثابت برای کل سال یا در ابتدای هر فصل یا در ابتدای هر فصل تنظیم می شود.

ردیاب دو محوره

این نوع ردیاب دارای دو درجه آزادی و دو موتور مستقل است و هر دو زاویه سمت (azimuth) و ارتفاع (altitude) توسط آن تنظیم می‌ شود. این نوع ردیاب کارایی سیستم را بیشتر از ردیاب نوع اول بهبود می بخشد، اما به دلیل پیچیدگی مکانیزم سخت افزاری و نرم افزاری کنترلر دو طرفه، تفاوت قیمتی قابل توجهی نسبت به نوع تک محوره دارد.

مزایا و معایب سیستم ردیاب خورشیدی

پایه‌های ثابتی که پانل‌ها را در یک موقعیت ثابت نگه می‌دارند، می‌توانند اثربخشی آن‌ها را زمانی که خورشید با زاویه کمتر از حد مطلوب می‌تابد کاهش دهند. در مقابل، یک ردیاب خورشیدی به طور خودکار حرکت می کند تا “حرکت خورشید در آسمان” را دنبال کند. استفاده از سیستم ردیاب خورشیدی مزایا و معایبی دارد که شامل موارد زیر است:

مزایا

• ردیاب ها به دلیل افزایش قرار گرفتن در معرض مستقیم اشعه خورشیدی، برق بیشتری نسبت به ردیاب های ثابت تولید می کنند.
• این افزایش بسته به موقعیت جغرافیایی سیستم ردیابی می تواند از 10 تا 25 درصد متغیر باشد.
• ردیاب های خورشیدی انواع مختلفی دارند مانند مسیرهای تک محوره و دو محوره که همگی می توانند برای مکان های خاص مناسب باشند.
• کیفیت نصب، آب و هوای محلی، درجه عرض جغرافیایی و خواص الکتریکی همه عوامل مهمی هستند که می توانند بر نوع ردیاب خورشیدی مناسب برای نصب خورشیدی تأثیر بگذارند.
• ردیاب های خورشیدی برای همان مقدار انرژی که یک سیستم شیب ثابت دارد، الکتریسیته بیشتری تولید می کند و آنها را برای بهینه سازی استفاده از زمین مناسب می سازد.

معایب

• با توجه به تکنولوژی پیچیده تر و قطعات متحرک مورد نیاز برای عملکرد آنها، ردیاب های خورشیدی کمی گران تر از همتایان ثابت خود هستند.
• ردیاب ها سیستم پیچیده تری نسبت به قفسه ثابت هستند. این به این معنی است که معمولا آماده سازی بیشتر سایت، از جمله تراس اضافی برای سیم کشی و برخی از درجه بندی اضافی مورد نیاز است.
• ردیاب های دو محوره، به ویژه، پیچیده تر هستند و ممکن است به سیستم های کنترل پیشرفته تری نیاز داشته باشند.
• ردیاب ها به فضای بیشتری برای جابجایی نیاز دارند، که آنها را برای تاسیسات در مقیاس بزرگ به جای تاسیسات مسکونی مناسب تر می کند.

ردیاب های خورشیدی در ایران

همانطور که می دانیم یکی از مهمترین مزیت های نیروگاه های فتوولتائیک هزینه تعمیر و نگهداری پایین است. با ورود سیستم های ردیاب خورشیدی در این نیروگاه ها، سیستم چرخش مکانیکی و به تبع آن استهلاک و نگهداری نیز بر نیروگاه تحمیل می شود. نکته ظریف و بسیار مهمی وجود دارد که باید به آن توجه کرد و آن این است که بسیاری از نیروگاه های فتوولتائیک در کشور ما از سرمایه گذاران خارجی با قرارداد مالی برای پرداخت هزینه پروژه در مهلت های مشخص برای تحویل نیروگاه استفاده می کنند. توجه داشته باشید که استفاده از سیستم ردیابی خورشیدی تک محوره شرق به غرب باعث افزایش نرخ بازگشت سرمایه می شود. در حالی که قرارداد خرید تضمینی برق در حال حاضر 20 سال در کشور ما است.

در ابتدا، واضح است که موتور و کل سیستم ردیابی خورشیدی نیازی به تعمیر و نگهداری ندارند اما با گذشت زمان و سپری شدن عمر سیستم و واگذاری نیروگاه به مالک، نیاز به نگهداری بیشتر می شود و با توجه به شرایط مالی پرداخت در قرارداد خرید تضمینی و تورم بالا در کشور ما، خطر جدی برای سودآوری نیروگاه وجود دارد.

جمع بندی

ردیاب های خورشیدی نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در فناوری خورشیدی هستند و تولید انرژی و کارایی بالاتری را در مقایسه با نصب پنل های خورشیدی ثابت ارائه می دهند. توانایی آنها برای انطباق با زاویه متغیر نور خورشید در طول روز، آنها را به یک دارایی ارزشمند در دنیای انرژی های تجدیدپذیر تبدیل می کند. اگرچه چالش‌ها همچنان باقی است، پیشرفت‌های تکنولوژیکی مستمر احتمالاً بر این موانع غلبه کرده و ردیاب‌های خورشیدی را به سنگ بنای جستجوی راه‌حل‌های انرژی پایدار تبدیل خواهد کرد. امروزه انواع مختلفی از ردیاب های خورشیدی و پنل های خورشیدی متحرک با قابلیت حرکت و چرخش تا 360 درجه در جهات مختلف طراحی شده اند. هر یک از این ایده ها می تواند راه حلی برای مشکل کم بودن راندمان برق تولیدی پنل های خورشیدی باشد.