Поворотное устройство для слежения за Солнцем

Высокоточная система для автоматической ориентации на Солнце с дистанционным управлением

Поворотное устройство (актуатор, ротатор) предназначено для слежения по азимуту и углу возвышения (углу места, элевации) за Солнцем такими объектами как солнечная панель (солнечная батарея), водонагреватель (гелиосистема), концентратор и зеркало (гелиостат). Для выполнения этой задачи поворотное устройство состоит из механической части (позиционера по двум осям) и электропривода с редукторами. Блок управления (контроллер) дает возможность автоматического слежения за Солнцем.

Новости

Реализован режим стабилизации направления солнечного "зайчика" в течение всего дня

 

Загрузить

Проспект (rus)
Инструкция (eng)
Инструкция (rus)

 

Сферы применения

Добыча энергии из неиссякаемого источника. Перенаправление энергии. Концентрация энергии. Пользование бесплатной энергией в течение многих лет - проще, удобнее, эффективнее. С повышением отдачи.

В науке, разработках и образовании. Получение результатов благодаря точной ориентации и слежению за Солнцем.

Естественный – солнечный – свет дома, на рабочем месте, при занятиях хобби и творчеством. Солнечный свет на северной стороне дома. В требуемой точке в течение всего дня. Естественный солнечный свет для здоровья, загара, спорта. Тепло и энергия от Солнца в течение всего года.

Данная следящая система предлагает это в течение около 200 дней (Центральная и Восточная Европа), давая 1500 ... 1800 солнечных часов в год.

 

Характеристики

  • Система опирается на более десяти лет положительного опыта применения. Она состоит из наружного и внутреннего блоков
  • Наружный блок представляет собой устройство поворота/наклона, способное нести большое зеркало/отражатель/панель. Устройство поворота/наклона снабжено двумя электродвигателями; диапазон углов вращения по горизонтали - 180°,  диапазон углов наклона - 68°.
  • В зависимости от ожидаемой силы ветра, можно работать с полезными площадями до 6 кв.м. Сбалансированная статическая масса должна составлять не более 50 ... 85 кг.
  • Внутренний блок представляет собой компьютер с блоком питания поворотного устройства. Эта электроника помещена в металлический корпус с клавишами и небольшим дисплеем на передней панели. На тыльной стороне корпуса имеются клеммы для подключения кабеля управления поворотным устройством. Длина кабеля между блоком управления и поворотным устройством может быть до 200 м.

Применение этой системы слежения можно разделить на две функциональные сферы :

  • Прямое синхронное наведение и отслеживание траектории движения Солнца. Поворотное устройство с закрепленным на нем объектом (солнечный коллектор, солнечная батарея, параболический или сферический концентратор, радиоизмерительный датчик и т.д.) "смотрят" прямо на Солнце. Такое прямое слежение без проблем обеспечивается этой системой.
    Полезный пространственный сектор прямого слежения составляет по азимуту от 90° до 270°, а по размаху улов возвышения - 68°. При этом положение этого размаха углов возвышения может задаваться пользователем установки. Т.е. его можно использовать для углов от до 68° или же для углов от 25° до 90°. Опция "A360" обеспечивает весь диапазон углов  360° по горизонтали.
    Типовое применение: повышение мощности и отбираемой энергии панелей/коллекторов по сравнению с неподвижными.
  • Перенаправление солнечного света с помощью плоского зеркала (по закону оптики "угол отражения света равен углу его падения") в любую заданную точку. Ось прикрепленного к поворотному устройству зеркала всегда помещается посередине между положением Солнца и заданной точкой и автоматически - весь день - подает туда солнечный свет (в рамках физических ограничений).
    Это косвенное слежение по принципу гелиостата возможно только для исполнения  "ГЕЛИОСЛЕЖЕНИЕ-ПРО". При косвенном слежении поворотное устройство может в любое время перенаправлять все положения Солнца от 90° Востока до 270° Запада на любую цель в этой зоне, если это позволяет положение и размер диапазона  углов возвышения. Все остальные положения Солнца, т.е. от Севера (0°) до Востока (90°) и от Запада (270°) до Севера  (360°), тоже можно использовать, но только для ограниченных углов перенаправления. Эта функция имеется только у версии "ГЕЛИОСЛЕЖЕНИЕ-ПРО" в сочетании с опцией "ДВИЖЕНИЕ".

Примечание: Разрешающая способность и точность этой системы ориентации позволяют при благоприятных условиях поместить отражатель на расстоянии до 200 м от  желаемой точки подачи света.

 

Детали устройства поворотного механизма

 

 

Детали редукторов внутри корпуса привода

Плата подключения привода

 

Информация на дисплее

 

 

Статус

Режим работы

Время

Действие

Суточный цикл

Угол азимута

Угол возвышения

 

 

 

 

RUN

M

15:34:48

Go

S

AZ123.5

EL015.2

 

Внимание: Не все функции имеются в каждом исполнении и для каждого режима работы

 

 

Модели

Имеются два базовых варианта исполнения:

 

Модель ГЕЛИОСЛЕЖЕНИЕ

Эта базовая модель состоит из поворотного устройства и блока управления, предназначенного для астрономических вычислений и нацеливания (слежения) на Солнце (в соответствии с кеплеровскими данными).

 

     Поворотное устройство

  • Диапазон углов возвышения 68°
  • Диапазон углов азимута 180°

 

     Блок управления

 

  • ЖКИ-индикатор на 40 символов
  • Отображение множества динамической рабочей информации
    - режим работы
    - угол азимута
    - угол возвышения
    - направления вращения
    - дата/время
    - уровень на аналоговом входе (при наличии)
    - и прочее
  • Точные кварцевые часы
  • Задание пределов перемещений пользователем
  • Буферизованная батарейкой память
  • Автозапуск после пропадания питания
  • Клавиатура (под крышкой) для ручного управления

 

Порядок применения

При монтаже необходимо приблизительно направить поворотное устройство по оси Север-Юг, а при запуске ввести лишь два параметра: координаты местоположения системы слежения и дату/время. Учет високосного года, вычисление фактического местного времени и координат Солнца выполняется автоматически. Перевод часов с летнего времени на зимнее и обратно не требуется.

Направление поворотного устройства прямо на Солнце: из-за механических погрешностей монтажа, обычно вы в большей или меньшей степени будете смотреть мимо Солнца. С помощью клавиш ВВЕРХ/ВНИЗ/ВЛЕВО/ВПРАВО можно легко найти максимум освещения Солнцем. Готово. Теперь, исходя из вычисленных углов азимута и возвышения, поворотное устройство день за днем будет следить за Солнцем. Когда Солнце выйдет из заданной вами зоны слежения, поворотное устройство перейдет в положение ночного сна, а утром с нужного места продолжит свою каждодневную работу.

Точностью слежения (она  задается с помощью выбора допустимого угла отклонения) и путем задания периодичности выполнения циклов наведения можно влиять на срок службы двигателей и редукторов. 

Естественно, что с помощью такой системы можно удобно брать любое точное направление вручную: считывая на дисплее углы азимута и возвышения двигаться влево–вправо и вверх–вниз (с завода установлено минимальное значение шага 0,1°).

В данной модели электродвигатели управляются с помощью механических реле, т.е. коммутируются при полной мощности. В случае больших масс и нагрузок эта длительная жесткая "старт-стопная" работа отрицательно сказывается на точности и сроке службы электродвигателей и редукторов. В таких случаях следует отдавать предпочтение модели "Гелиослежение-Про".

 

 

Модель ГЕЛИОСЛЕЖЕНИЕ-ПРО

Все возможности те же, что и у варианта исполнения "ГЕЛИОСЛЕЖЕНИЕ", но с оснащением полупроводниковыми реле (без механически коммутируемых реле управления электродвигателями) для обеспечения уменьшения износа в случае непрерывного наведения/слежения.

 

     Поворотное устройство

  • Диапазон углов возвышения 68°
  • Диапазон углов азимута 180°

 

     Блок управления

 

  • Отсутствие обгорания контактов вследствие применения полупроводниковых реле
  • Меньший уровень помех из-за отсутствия искр при коммутации
  • Более бесшумное устройство управления из-за отсутствия в нем движущихся частей
  • Щадящий двухскоростной режим работы, поскольку полупроводниковые ключи можно коммутировать с большой частотой
  • Более высокая точность, поскольку, благодаря использованию полупроводниковых реле, можно обеспечить различные скорости движения
  • Улучшенный метод слежения: благодаря «разгону» и «торможению» со сниженной скоростью можно более точно выполнить выход в заданное положение
  • Полностью автоматический режим работы: после пропадания питания работа возобновляется автоматически
  • Функция ГЕЛИОСТАТ - режим освещения через зеркало (только в сочетании с опцией "Движение")
  • Интерфейс для датчика ветра: служит для подключения импульсного анемометра к 4-проводному интерфейсу. При достижении заданного пользователем системы порога для скорости ветра, поворотное устройство автоматически принимает (также задаваемое пользователем) защитное положение минимальной ветровой нагрузки (естественно, только в пределах диапазона углов перемещения поворотного устройства). Время нахождения в этом положении также можно задавать программно.

В этом исполнении электродвигатели мягко, в два этапа разгоняются и также в два этапа тормозятся. Благодаря этому уменьшению ускорения инертных масс, электродвигатель, редуктор и подшипник претерпевают меньшие нагрузки и меньше изнашиваются. Это обеспечивает долговременную точность и повышение срока службы.

"Настоящий" мягкий разгон и мягкое торможение достигаются лишь с помощью серво-опции "Движение". При этом ускорение можно задавать бесступенчато и индивидуально.

Кроме того, это исполнение позволяет устанавливать программно-аппаратную опцию "Движение" и монтировать блок управления в корпус для стойки 19 дюймов (опция "19 ДМ").

Для работы с зеркалами (косвенное слежение) достаточно выбрать соответствующий режим работы. Затем зеркало клавишами ВВЕРХ/ВНИЗ/ВЛЕВО/ВПРАВО направляют на желаемую цель. При этом вычисляется и сохраняется текущий вектор цели. После этого запускается слежение. Теперь вектор на Солнце  пересчитывается в соответствии с законом отражения так, что "зайчик" всегда попадает на выбранную вами цель. И так изо дня в день, автоматически.

 

Примеры применения поворотного устройства для слежения

 

 

 

Поворотное устройство несет           
крупную солнечную панель 3 м2
     
 

 

 

 

 

 

    Коллектор на вакуумных трубках
   на поворотном устройстве
  
   

   

 

 

 

 

 

 

«Солнечное колесо» Ø 3,5 м   
на поворотном устройстве   
в одной из австрийских школ   

 

 

 

 

 

   

 

 

    Здесь наше поворотное устройство
    выполняет функцию гелиостата, подавая
    солнечный свет в зимний сад

 

 

 

 

 

 

 

Дополнительно:

 

 

Опции наращивания

Описание работы

Технические характеристики

 

Цены

 

© Селтек 1999-2009: Контроль и измерения, приборы и датчики

Украина, Киев 04212, а/я №45, телефон / факс: +380 44 468-7369