Jak mierzyć kąt padania światła dla pozycjonowania 3D paneli słonecznych?

Question

Witam,

w jaki sposób rozwiązać problem mierzenia kąta padania promieni słonecznych? byłoby to przydatne przy pozycjonowaniu 3D paneli słonecznych. obliczanie pozycji Słońca ze wzorów jest raczej średnim rozwiązaniem.

pomysł, który mi przychodzi do głowy to fotorezystory ustawione pod różnymi kątami w przestrzeni i poszukiwanie wartości ekstremum. nie chciałbym jednak nadmiernie rozbudowywać układu o kolejne komparatory.

możecie coś doradzić?

pozdro,
--
migod

Telex · Accepted Answer

Pomyśl nad układem śledzenia złożonych dziewięcu lub pięciu detektorów ułożonych w rombie, środkowy (musiałby być zawsze ustawiony prostopadle do słońca) pełnił by rolę kontrolną (tzn. byłby wzorcem) a te cztery lub osiem ostawionych pod pewnym kątem w stosunku do wzorca było by jakimś wyznaczikiem. Plus to tego jakieś sprzężenie zwrotne i tyło by już coś. (a całe pole czyjników poruszało by się razem z panelem)

P.S. Sam coś kombinuję nad zautomatyzowaniem ustawień paneli.( nie chce mi się za często włazić na dach)

kedzi1 · Accepted Answer

Jeśli w grę wchodzi mikrokontroler i silnik krokowy to zrobiłbym tak:
jak kolega wspomniał użyłbym dwa fotorezystory, podpiołbym je do komparatora w 89C2051, mając informacje o tym w którą stronę należy obracać ogniwo obracał bym je w kierunku mocniej oświetlonego fotorezystora aż do zmiany stanu na wyjściu komparatora. Co prawda ogniwo będzie się czasem bujać w tę i z powrotem ale zawsze będzie prawie idealnie w stronę słońca. Zabieg najlepiej powtarzać co 15 - 30 min. W końcu prosto miało być.... (mikrokontroler, parę rezystorów i silnik krokowy)

piotruss · Accepted Answer

Ja bym wykorzystal przetwornik ADC w mikrokontrolerze i 5 fototranzystorow. 2 odchylone w pionie, 2 poziomie i 1 na srodku. Najpierw porownywalbym sygnal z 3 tranzystorow w poziomie, az sygnal by byl najmocniejszy na srodkowym tranzystorze i tak samo na 3 tranzystorach w pionie.

McRancor · Accepted Answer

albo korzystając z zasady proste = dobre

Dwa komparatory, jeden komparator w pionie - podłączone dwa fotorezystory jeden nad drugim i analogicznie drugi komparator z czujnikami od poziomu. Do tego UC sterujący mostkami H dla silników (generujący odpowiednie stany) i wyłączający mostki po zmianie stanów z komparatorów na powiedzmy 10 min.

Proste, tanie i niezawodne.

jaqbw · Accepted Answer

tez zabiram sie do zrobienia czegos takiego, ale to raczej proste zadanie (elektronika). najtrudniejsza bedzie mechanika od tego (ja mam kolektor wodny, a nie fotoogniwo)
4 lub 5 elementow fotoczulych (5 w srodku nie jest konieczny) ulozonych jak na rysunku.
Jak mierzyć kąt padania światła dla pozycjonowania 3D paneli słonecznych?

Jak mierzyć kąt padania światła dla pozycjonowania 3D paneli słonecznych?

Po lewej widok z gory po prawej widok z boku na 3 elementy (druga os analogicznie)
To mozna podac na wejscia analogowe procka, ktory bedzie maskowal najmlodsze bity (zeby nie drgal) a potem porownywal
jezeli (mowimy o jednej osi - druga analogicznie) "swiatlosc" na jednej nodze jest wieksza niz na drugiej to obracamy, jak nie to nie (obrot dobrze zrobic troszke wiecej niz potrzeba, ale nie przekroczyc rownowagi, bo slonce i tak dojdzie)
jezeli mamy 5 element, to wystarczy ze na srodkowej jest wiecej niz na dwoch pozostalych
zamiast miezenia czasu (po co dawac RTC) proponuje ograniczyc (programowo) dokladnosc pomiaru - przeciez nie chodzi o super dokladnosc (plus minus 5 stopni to pewnie i tak za duzo)
jeszcze co do silnikow krokowych - po co komplikowac - zwykly DC + prosty push-pull (nie wiem czemu zwany mostkiem H) wystarczy. pozycjonowanie jest robione za pomoca slonca. ja tam szukam najtanszego wkretaka akumulatorowego - tani, a ma juz przekladnie :-)

pozdrawiam
Jaqb

piotruss · Accepted Answer

Pomysly sephera i Alpha wydaja sie byc dobre i proste. Wystarczy poruszac rura/bateria w kazda z 4 stron dopulki nie zacznie spadac sygnal/napiecie. Operacje mozna powtarzac co kilkadziesiat minut. W pomysle Alpha zmiana obciazenia ogniwa wplywalaby na pozycjonowanie. W przypadku naglego zachmurzenia mozna wykozystac niezalezy fototranzystor zainstalowany na stale ktory by rejestrowal zmiany naslonecznienia i np. pozycjonowanie byloby wykonywane tylko przy stalym naslonecznieniu.

migod · Answer

Witam,

tak.. więc piszecie, że min. 5 fototranzystorów (bo pozycjonowanie w 3D).
mało mam już wolnych pinów (atmega8), więc zrobię moduł "turniejowy" na drugim uP pomiędzy sygnałem z centralnego czujnika, a jednym fototranzystorem w kierunkach ortogonalnych.
zabieram się do realizacji.

bardzo dziękuję wszystkim za pomysły!

pozdro,
--
migod

soft.sc · Answer

A jak słońce zajdzie za grube chmury i wyjdzie dopiero za kilka godzin? Uważam, że wzory to najlepsze rozwiązanie, które potrzebuje tylko szarych komórek i silników krokowych. Pozdrawiam.

migod · Answer

hm.. kwestia gustu.. zapewne dużo tablicowanych wartości, do tego zegar RTC, a i nie uwzględni to w żaden sposób ewentualnych odchyłek spowodowanych mechaniką, co akurat w przypadku wodzenia za ekstremum powinno być w zasięgu ręki. pozdro, -- migod

sepher · Answer

Widzialem kiedys rozwiazanie podobnego problemu w ciekawy sposob: do pomiaru polozenia ogniwa wzgledem Slonca wykorzystano jakis fotoczuly element schowany w rurze. Rura byla ustawiona dokladnie prostopadle do powierzchni fotoogniwa. Element byl zatem oswietlony maksymalnie w przypadku prostopadlego padania promieni na fotoogniwo, a wprowadzenie rury dawalo mozliwosc lepszego oddzielenia polozenia optymalnego od nieoptyalnych. Przy odpowiednim dobraniu rozmiarow udawalo sie uzyskac spora precyzje pozycjonowania. Algorytm postepowania opieral sie na wykrywaniu maksimum oswietlenia przy ruchu w pionie i poziomie. Po wstepnym ustaleniu uklad co kilka minut szukal maksimum, ale tylko w najbizszym otoczeniu (wiadomo - Slonce nie porusza sie specjalnie szybko ). Opis moze malo szczegolowy, ale mozna wykorzstac sama idee.

jaqbw · Answer

no oczywiscie w moim pomysle, elementy fotuczule sa w "rurach" (kawalek rurki z ciemnego plastiku np. dlugopis/pisak), fucktycznie nawet jeden by wystarczyl ale jak sie rusza kilkudziesiecio-kilowym kolektorem to zuzycie pradu jest wazne :-)

elektronika bieze mniej pradu niz silnik (chociaz mozna ruszac najpierw zgodnie z ruchem slonca).
co zrobic jak natezenie jest zmienne (chmury)? chwilowe zmiany moga powodowac niepotrzebne poszukiwania maksimum

grzegorz__g · Answer

A ja bym to zrobił po prostu na zegarku i w zależności o pory dnia kolektor przyjmował by odpowiednie położenie. Zrezygnował bym z automatycznej regulacji w kierunku północ południe zbyt skomplikowane a efekt pewnie nie wielki. Ewentualnie ręczne 2 razy do roku.

migod · Answer

ale przecież w ciągu roku Słońce nie odbywa identycznej drogi po niebie.. jak prosty układ zegarowy miałby temu podołać..? pozdro, -- migod

mmm777 · Answer

Zegary słoneczne działają przez cały rok poprawnie.

grzegorz__g · Answer

Jestem pewien ze ta różnica nie wpływa na temperaturę cieczy w takim kolektorze w znaczący sposób.

migod · Answer

bardzo możliwe. tylko, że w przypadku, o którym rozmawiamy chodzi o ogniwa prądowe, a z dotychczasowych testów wynika, że jest znacząca różnica, czy promienie padają prostopadle do powierzchni, czy pod innym kątem. w każdym razie konstrukcja nośna już jest, brakowało pomysłu na sensowne wnioskowanie o kierunku. pomysły już są, czas na realizację. co do analogii do pracy zegarów słonecznych - rozwiązanie dostatecznie dobre, jeśli nie uwzględniać korekty w płaszczyźnie poziomej, a jedynie obroty wokół osi prostopadłej do powierzchni Ziemi. jeszcze jedna sprawa - może to przypadek, a może reguła, w każdym razie efekt moich obserwacji (czyt. niekoniecznie potwierdzonych w literaturze) ale wydajność ogniw zależy od ich temperatury. nagrzane dają z siebie więcej. jeśli to prawda, a nie przypadkowy wniosek - jest to drugi argument przemawiający za prezycyjniejszym pozycjonowaniem ogniw. pozdro, -- migod

grzegorz__g · Answer

Przy ogniwach na pewno ma znaczenie. Sory ja myślałem o kolektorach. Pozdrawiam Grzegorz

Alpha · Answer

Co do pozycjonowania , bo tez sie nad tym dlugo zastanawialem : A co jesli fotorezystory, czy inne el. swiatloczule bedą sie zabrudzac nierównomiernie? Bo bedą sie brudzic na pewno! A to lisc, a to ptasia kupka...
Mysle, ze teoretycznie do pozycjonowania baterii słonecznej najlepszy okaze sie sam pomiar napiecia na niej. Zadać trzeba tylko procesorowi kierunek rozpoczynania pozycjonowania zgodny z ruchem slonca i trwajacy az do momentu , az napiecie zacznie sie obnizac.
Co wy na to?
Ale zarowno to rozwiazanie, jak i powyzsze mogą różnie zareagowac na nagłe zachmurzenie, akurat w momencie pozycjonowania.

Promuję tematy:
03.01.2022 Przewodowy czujnik zalania do SSWN
09.11.2021 DIY Kontroler ładowania akumulatora z turbiny wiatrowej
14.04.2017 Weselny automat muzyczny - detektor znaczników
11.10.2015 Odstraszacz kretów wersja 2015

Telex · Answer

Przy (kąt) kolektorach wodnych też ma znaczenie (szczególnie przy płaskich - nie rurowych). Ja do tego kombinuję. Oczywiście elektronika jest prosta, gorzej jest z mechaniką (cztery napędy z gwintem metrycznym na panel) i trzeba to odpowiednio ustawić z uwzględnieniem zegara astronomicznego - bo po co tracić czas na ciągłe śledzenie). Trygonometria się kłania i tak w ogóle to nie jest takie proste.

tmg83 · Answer

a moze warto zrobic czujke niezalezna od kolektora? czujka na malutkich silniczkach moze byc bardzo ruchliwa, a jak wyczai gdzie jest najwiecej swiatla, to na ten sam kat ustawiany jest kolektor

Jak mierzyć kąt padania światła dla pozycjonowania 3D paneli słonecznych?

Post #1

Post #2

Post #3

Post #4

Post #5

Post #6

Post #7

Post #8

Post #9

Post #10

Post #11

Post #12

Post #13

Post #14

Post #15

Post #16

Post #17

Post #18

Post #19

Post #20

Post #21

Podsumowanie tematu