انتقل إلى المحتوى
AR
اتصل بنا

هذه الصفحة ترجمة آلية مقدَّمة للتسهيل. النسخة الإنجليزية هي النسخة المعتمدة. اقرأ بالإنجليزية

مقالة معرفية · الطاقة المتجددة

‏دور مستشعرات الميل في التتبع الشمسي

اكتشف كيف تحسّن مستشعرات الميل دقة أنظمة التتبع الشمسي وكفاءتها بضمان محاذاة دقيقة للألواح الشمسية على مدار اليوم. وتعرّف كيف تساعد تقنية مستشعرات الميل المتقدمة على تعظيم توليد الطاقة وتقليل فواقد الأداء وتعزيز موثوقية محطات الطاقة الشمسية على نطاق المرافق وتركيبات الطاقة المتجددة.

10 Sep 2024
دور مستشعرات الميل في التتبع الشمسي

تحسين أنظمة التتبع الشمسي بمستشعرات ميل عالية الدقة

تؤثر مستشعرات الميل تأثيرًا كبيرًا في إنتاج محطات الطاقة الشمسية (CSP)، ولذلك تُستخدم عادةً في التتبع الشمسي. ورغم ثبوت أهمية التتبع الشمسي وزيادة الإنتاج الناتجة عنه، يكتنف الغموض كثيرًا كيفية عمل هذا النظام والمكاسب المتوقعة منه. وكثيرًا ما تصلنا استفسارات وأسئلة عن فعالية مستشعرات الميل في التتبع الشمسي ومزاياها. ويحاول هذا المقال أن يشرح ذلك تحديدًا.

أهمية التتبع الشمسي

في محطات الطاقة الشمسية، يعتمد الخرج الكهربائي على اتجاه الألواح بالنسبة إلى الشمس. وعندما يزداد عدم المحاذاة عن حد معين، يبدأ الخرج بالهبوط الحاد. وبدقة، ينخفض خرج الألواح بجيب تمام الزاوية بين الإشعاع الساقط واللوح.

ومن سوء الفهم الشائع أن معظم الطاقة الشمسية لا تتوافر إلا عند الظهيرة. والحقيقة أن عدة دراسات بيّنت أن الطاقة المتاحة في الصباح الباكر والمساء تبلغ نحو نصف الطاقة المتاحة وقت الظهيرة. بل إن زاوية الميل التي يُتوقع عندها أقصى قدرة هي أيضًا دالة في الموقع (خط العرض) والفصل. وغياب التتبع الشمسي يعني أن معظم هذه الطاقة يُفقد بسبب عدم المحاذاة بين أشعة الشمس والمجمّعات.

وفي بلدان مثل الهند، تتوافر الطاقة الشمسية بوفرة معظم أيام السنة. أما في مناطق أخرى من العالم، فبسبب ضعف توافر الطاقة الشمسية، يؤدي غياب نظام التتبع الشمسي إلى ضعف الخرج الكهربائي ومن ثم إلى فترات استرداد طويلة. وحتى في مناطق مثل الهند، يمكن لاستخدام التتبع الشمسي أن يحسّن الخرج الكهربائي تحسينًا ملحوظًا، فيؤدي إلى استرداد سريع للاستثمارات.

ويمكن للتتبع الشمسي أن يحسّن خرج محطات الطاقة الشمسية بنسبة 10-25%، بحسب الموقع والأحوال الجوية. وإذا كانت هناك قيود على المساحة، يمكن الحصول على خرج أكبر باستخدام أنظمة التتبع الشمسي.

أنواع التتبع الشمسي

يمكن إجراء التتبع الشمسي بطريقتين: بمحور واحد (الارتفاع فقط) وبمحورين (الارتفاع والسمت).

التتبع الشمسي بمحور واحد

في التتبع الشمسي بمحور واحد، تُحرَّك المجمّعات الشمسية بمساعدة مستشعرات الميل لتطابق ارتفاع الشمس فقط. وهذا يعني أنه إذا تحركت الشمس أفقيًا في السماء، فلن تتحرك الألواح لتواجهها.

ومستشعرات الميل المستخدمة في التتبع بمحور واحد هي عادةً مستشعرات ميل أحادية المحور. والخرج المتحقق بالتتبع الشمسي بمحور واحد أكبر بالتأكيد من الخرج دون أي نظام تتبع، لكنه أقل قليلًا من نظام التتبع بمحورين.

وفي التتبع الشمسي بمحورين، يُتحكم في زاوية الارتفاع وفي زاوية السمت (الأفقية) معًا، بحيث تواجه المجمّعة الشمس بدقة دائمًا. وتستطيع مستشعرات الميل المستخدمة في التتبع بمحورين كشف الميل في بعدين. ورغم أن أنظمة التتبع الشمسي بمحورين أعلى كلفة من أنظمة المحور الواحد، فإن الزيادة المتحققة في الخرج تبرر النفقات الإضافية.

دور مستشعرات الميل في التتبع الشمسي

رغم إمكان استخدام تقنيات مختلفة للتتبع الشمسي، فإن مستشعرات الميل هي على الأرجح التقنية الأكثر استخدامًا للتتبع الشمسي.

ومن التقنيات الأخرى المستخدمة في التتبع الشمسي المرمّزات البصرية. للمرمّز البصري قرص عليه شقوق بأحجام وأشكال مختلفة عند زوايا مختلفة. ويُراقَب النبض الضوئي الآتي عبر هذه الشقوق لمعرفة زاوية الاتجاه. وعندما يحرّك المحرك العمود، يدور القرص أيضًا، ونتيجة لذلك يتغير النبض الضوئي. ويُستخدم هذا التغير لمعرفة زاوية الدوران. وفي حالة التتبع بمحورين، يُستخدم محركان منفصلان ويُركَّب مرمّزان بصريان لحساب زاوية الارتفاع وزاوية السمت.

فما الذي يجعل مستشعرات الميل خيارًا مفضلًا لهذا التطبيق على التقنيات الأخرى، مثل المرمّزات البصرية؟

فيما يلي بعض ميزات مستشعرات الميل التي تجعلها مناسبة تمامًا لهذا التطبيق.

  1. مستشعرات الميل مدمجة وسهلة التركيب والاستخدام وميسورة التكلفة. وتكلفتها أقل بكثير من الفوائد المالية التي تُجنى منها، ما يبرر استخدامها في هذا التطبيق. أما المرمّزات البصرية فيصعب تركيبها، ويمكن أن تؤدي حالات عدم المحاذاة أثناء التركيب إلى خطأ دائم في الخرج ما لم يُصحَّح.

  2. توفّر مستشعرات الميل خرجًا رقميًا يمكن تغذيته مباشرة إلى وحدات التحكم للتحكم فعليًا في اتجاه المجمّعات. ويبقى الخرج دقيقًا عبر الزمن. أما المرمّزات البصرية، فبما أنها مستشعرات زاوية نسبية، فقد يُدخل التشغيل عبر الزمن خطأً صغيرًا في الخرج قد يتزايد تدريجيًا.

  3. مستشعرات الميل متينة وبالتالي تتحمل الحرارة والمطر وغيرهما من الظروف الجوية القاسية. وبالمقارنة مع مستشعرات الميل، تحتوي المرمّزات البصرية على مكونات متحركة وبالتالي تتعرض للتآكل والبلى. كما يؤثر الغبار والأوساخ في أدائها.

‏هل لديك سؤال حول هذا الموضوع؟

اسأل أحد مهندسينا كيف ينطبق ذلك على مشروعك، أو اطلب عرض سعر.

العودة إلى المقالات المعرفية

‏اتصل بنا

اطلب سعرًا، أو تحدّث مع أحد مهندسينا حول منصتك أو محطتك.

المكاتب

الهند

المقر الرئيسي ومركز التصميم، Pune

Plot No. 7, Lane No. 5, Laxman Nagar, Balewadi
Pune, Maharashtra 411045, India

افتح في خرائط Google

منشأة التصنيع، Pune

Vivan Kohli Industrial Park, Shed No. 5, Gat No. 446
Old Pune-Mumbai Highway, Naigaon, Kanhe Phata, Talegaon
Pune, Maharashtra 412106, India

افتح في خرائط Google

المبيعات والدعم، Bengaluru

First Floor, Building No. 11, Sai Anugraha
Jeevan Bhima Nagar Main Road
Bengaluru, Karnataka 560075, India

افتح في خرائط Google

المبيعات والدعم، Vijayawada

Door No. 52-1/4-8D, Plot No. 9, 5th Cross Road
Veterinary Colony
Vijayawada, Andhra Pradesh 520008, India

افتح في خرائط Google

دوليًا

Aeron Systems Pvt. Ltd., الشارقة

Saif Executive Office # P8-17-02
Sharjah Airport International Free Zone Authority
PO Box 8000, Sharjah, U.A.E.

افتح في خرائط Google