Солнечные панели на поворотном трекере

Для баланса, дорогой Вы наш.

 

Мдя, тема о трекерах для СП, а ни одной самоделки... как так?
Я сам еще не начал строить свою гелиостанцию, все закупки для нее либо уже заказаны и едут, либо на зимнее время, но уже в планах и мыслях поставить СП на поворотные платформы с ручным (пока что, а дальше посмотрим) приводом слежения за солнцем, а угол подъема регулить телескопической штангой с фиксированными положениями - зима-весна-лето, этого ИХМО достаточно, если что потом можно будет додумать-доделать.

PS Если кому интересно могу поделиться своими мыслями идеями установки 4х СП размером ~1x2m по 300вт на почти плоскую крышу.

 

@Mihey_W, https://www.forumhouse.ru/threads/129151/

 

Вот давно уже разместил https://www.forumhouse.ru/threads/460579/

 

@Mihey_W, по углу можно регулировать китайским телескопическим электроприводом. Ну типа как у автоматических распашных ворот.
ИМХО, зимой пользы больше чем от трекера, потому что солнце поднимается над горизонтом и уходит за него раньше, чем надо по азимуту поворачиваться.

 

Вы не правы
Я уже более 5 лет занимаюсь этой проблемой.
Можем в личку связаться и я всё покажу Вам

 

Трекер, это хорошо, но дорого. По мне, лучше гибридную станцию, чем на трекер заморачиваться. Но если деньги есть, можно и трекер. Сравнения не делали, но думаю дешевле и экономически эффективнее панели располагать не щитом, а условно полусферой ... Кто занимается солнечной энергией, наверное эффективность такого расположения панелей проверяли ... Мне все в панелях нравится, но пыль, наледь, снег, ночь... заморочки. Но идеальных вариантов а получении энергии нет. Везде есть свои неудобства...

 

Вот потому трекеры и применяются. Свойство самоочистки прошлой зимой показало себя отлично. Да и, скажем мягко, не у всех приусадебные участки измеряются гектарами.

 

Это неверно. Для каждого периода (год, лето, зима, любой месяц и т. п.) есть своя оптимальная ориентация панели. Например, 3 варианта для Москвы: https://www.forumhouse.ru/posts/23987101/
Пусть, Вас интересует выработка ЭЭ за целый год, и есть 10 панелей, тогда лучше все 10 поставить в одну оптимальную ориентацию. Если Вы поставите их "полусферой", какая-то выработает 80% от максимума, какая-то 70% и т. п., и сумма будет заметно отличаться от максимально достижимой.
Одно исключение - когда нет места для установки всех панелей в одинаковую ориентацию, например, они должны быть установлены на столбе. Но и тут, оптимальная ориентация нескольких панелей может сильно отличаться от "полусферы".

 

Отличие реальности от теории заключается в том, что часто владельцы "солнечных установок" нуждаются не в том чтобы достигать пиковых показателей, а в том чтобы решать свои частные конкретные задачи.

Например, если электричество потребляется постоянно, но преимущественно вечером - то целесообразнее ставить панели с расчетом на то, что уходящее солнце будет освещать их скорее во второй половине дня, потому что днем потребление минимальное, а запас все равно будет израсходован.
Если за ночь батареи расходуются - то желательно бы с утра их сразу пополнить.

Тем более если батареи свинцовые - они медленные, им нужно время, и 60% в течении 10 часов намного лучше 100% за 3 часа и 30% за оставшиеся 7 часов (да еще при постоянном расходе)

Конечно, если емкость батарей на порядок больше чем расход, или если речь о выработке энергии при ее 100% утилизации сразу, в сеть или на кондиционеры - тогда ситуация ближе к теоретической.

Все очень индивидуально. Оптимизировать можно, но надо знать условия и критерии оптимизации

 

Нет ничего практичнее хорошей теории © Людвиг Больцман
​

Давайте сначала закончим с идеей о том, чтобы заменить трекер «дешевле и экономически эффективнее» «полусферой, покрытой солнечными панелями».
Как мы видим, на диаграмме (для примера, взят период в год), есть ориентации, дающие всего лишь около 40% энергии от того, что дает оптимальная ориентация.

Если «натянуть» диаграмму на полусферу и усреднить по площади, мы получим значение 73%. То есть, сфера дает максимум 73% энергии от того, что дает панель той же площади в оптимальной (на год) ориентации.

Я посчитал соотношение между панелью в оптимальной ориентации и трекером, взяв для сравнения по одному дню в каждом месяце. Трекер дает зимой (округленно) на 20% больше, а летом (в июне) разница между трекером и фиксированной панелью (в конкретной ориентации 174-36) достигает 35%. В среднем по году, по приближенной формуле, разница составит 25.6%. Все цифры посчитаны для Подмосковья.
Итого, соотношение между полусферой и трекером такой же площади 125.6/73=172%. Что выгоднее:
- полусфера, дающая 73 единицы энергии;
- фиксированная панель в оптимальной ориентации, дающая 100 единиц энергии;
- трекер, дающий 125.6 единиц энергии;
зависит от стоимости поворотного устройства и приводов (в % от стоимости панелей), и каждый делает этот выбор сам.
Я бы, скорее, выбрал панель фиксированной ориентации. Если еще обеспечить перестановку в "зимние" и "летние" положения, будет совсем неплохо.

Уважаемый @Netbyka, несколько отклонился от темы с полусферой, и затронул выбор ориентации панелей в случае нестандартных условий:
- если энергия не отдается в сеть;
- или не утилизируется сразу на 100%;
- если емкость батарей относительно невелика;
- если батареи «медленные»;
- или есть другие обстоятельства, делающие особо ценным утреннее или вечернее поступление энергии.
Я с ним полностью согласен, есть такие случаи. Например, вот тут https://www.forumhouse.ru/posts/23717669/ мы обсуждали с коллегой @close его желание поставить две панели в разные ориентации, чтобы «растянуть» время работы панелей.
Есть две существенные проблемы:
- я пока не видел критерия оптимизации, например, по длительности генерации. Пусть, мы расширим длительность генерации на 2 часа, но эти 2 часа будем получать считанные ватты, при значительной потере суммарной генерации за день. Нас это устроит?
- «дороговизна» утренних и вечерних киловаттов.
Поскольку утром и вечером интенсивность радиации мала, то, чтобы выжать максимум, нам нужно поворачивать панели почти в точку восхода и заката. По понятным причинам (из-за неподходящей ориентации), эти панели будут генерировать мало энергии в полдень, в районе максимальной интенсивности радиации. Попробую проиллюстрировать примером.

Подмосковье, 22 июля. Летом поступление радиации в МО несимметрично, в среднем бȯльшая часть поступает в первой половине дня. Оптимальный азимут для этой даты – около 160 градусов.
Рассмотрим три системы:
- трекер с ориентацией на солнце, установлены 2 панели;
- 2 панели, ориентация по азимуту 160, угол наклона 32 градуса к горизонтали;
- 2 панели, одна повернута к востоку от 160 на N градусов, другая – на N градусов к западу.
Посмотрим на графики:

Разница между малиновой сплошной и малиновой пунктирной линиями - это разница между двумя панелями по центру, и двумя панелями, разведенными на определенный угол.
Сводный график для третьей системы, при разных углах «разведения» панелей:

Мы видим, что последние ватты утром и вечером даются очень тяжело. Увеличение угла разведения с 60 до 80 и с 80 до 100 градусов, добавляет лишь немного энергии утром и вечером, зато существенно снижает суммарную дневную генерацию.

 

Я не силен в теории солнечной энергетики, я просто рассматриваю пример своих реальных, воистину нестандартных условий, а именно:
- энергия не отдается в сеть, а идет на заряд аккумуляторов для себя, любимого
- не утилизируется сразу на 100%, ввиду отсутствия присутствия практического смысла в 100% утилизации впустую
- батарей преимущественно свинцовых (впрочем как и у многих других, у кого не лифер - т. е. примерно процентов так 90% пользователей)
- преимущественного использования освещения ночью, когда темно, а не днем, когда светло

Вот в таких нестандартных условиях приходится обращать внимание на западные и восточные скаты крыш, оценивая перспективы использования утренней и вечерней энергии в условиях малоэтажной застройки.

Убежден, в стандартных условиях, рассматривая солнечную электростанцию в виде сферы диаметром 1 метр в вакууме, достаточно было бы просто посмотреть статистические данные и удовлетвориться.

 

SergeChe
Вы почти правильно написали, но про "сферического коня в вакууме".
В Саудовской Аравии это было бы так, но у нас статистика показывает, что часто утром и вечером облаков нет, а вот с 10 до 16 небо в облаках.
Зимой тоже случается снег и еще и с обледенением.

 

Прямо уж так и "Саудовская Аравия"
Я использовал многолетние исторические данные Подмосковья, для средних условий облачности. Если посмотреть на графики, можно догадаться, что максимальный уровень энергетической освещенности примерно 500-600 Вт/м2 (0.5-0.6 кВт по вертикальной шкале), и заметить, что графики несимметричны. Это из-за того, что в данных учтено влияние облачности, и облачность в Подмосковье чаще наблюдается во второй половине дня.
Если бы я взял данные "для ясного дня", освещенность доходила бы примерно до 1000 Вт/м2, и графики были бы практически симметричны. Это была бы, конечно, не Аравии, но гораздо ближе к ней.

Для Восточной Украины, кстати, тоже характерно такое явление: летом облачность чаще и гуще днем и вечером, чем с утра.

Снег с обледенением, да, не учитывается, и учесть практически невозможно.

 

Да нет. У нас (и не только) летом облачность именно днем а утро и вечер чистое небо.
Многолетние наблюдения однако. Просто метеоролого многое измеряют по другому, причем из за этого иногда разбежность в вычислении энергии бывает отличается в несколько раз. Поэтому лучше сами измерьте.
Из за этих " неучтенностей" и выходит, например, выработка энергии панелями на трекере по сравнению с неподвижными в 1.6-1.8 раза больше при " теоретическом" 1.3.