كيف تصنع نظام تتبع الشمس - تصميم المتتبع الشمسي - How To Make a Solar Tracker
تعتبر الطاقة الشمسية الحل الأمثل لإنتاج الطاقة الكهربائية النظيفة كونها طاقة مجانية و لا تقوم بإحداث أي ثلوت عندا توليدها، لكن تكمن المشكلة في أن جميع الألواح الشمسية التي صنعها في الوقت الحالي لا تستفيد إلا بنسبة قليلة من طاقة الشمس و يعود الأمر لسببين الأول هو عدم كفاءة الألواح الشمسية و السبب الثاني هو تحرك الشمس المستمر الذي لا يجعل أشعة الشمس تصلط عموديا على الألواح، و هنا بدأ العمل على حل هذه المعضلة ب نظام تتبع الشمس و هو عبارة عن جهاز او دائرة تقوم بتوجيه الألواح الشمسية التي تكون مركبة على محوار متحرك لأشعة الشمس للإستفاذة الكامل من أشعتها.
و لقد سبق و أن صممنا دائرة تتبع الشمس يمكنك الرجوع إليها من هنا، و هي دائرة بسيطة تعتمد على المركبات للإلكترونية البسيطة و المجردة و بدون برمجة، لكن درس اليوم هو تصميم نظام تتبع الشمس ذكي يعمل على برمجة المتحكم ATmega328 أو arduino و بعض المركبات الإلكترونية البسيطة التي سوف نتعرف عليها فيما بعد.
شرح نظام تتبع الشمس Solar Tracker :
يتكون نظام تتبع الشمس من جزئين،
الجزء الميكانيكي :
هو الجزء المسؤول عن حمل و حركة الألواح الشمسية و هو يمثل هيكل الجهاز، و يتكون من قاعدة لتثبيت الجهاز و يحتوي على محوار عمودي قابل للحركة و هو الذي يحمل الألواح الشمسية، و يمكن صنعه من أسياخ الحديد او اي مادة قوية تستطيع تحمل وزن الألواح و يكون حجمه على حساب عدد الألواح التي في المنظومة الشمسية، و إليكم صورة مصغرة لهذا المجسم، التي تم صناعتها بالورق المقوى لتبيان مدى نجاح الجهاز و كذلك لسهولة تطبيق تعديلات قبل إنشاء المجسم النهائي الذي يمثل هذا المجسم :
الجزء الكهربائي :
و يمثل التوصيلات الكهربائية و المركبات الإلكترونية التي تدخل في هذا النظام، و يتكون من الميكروكنترولر micontrol ATmega328 الذي يمثل العقل المدبر للجهاز و هو الذي سيتم برمجته، و لكي نعرف إتجاه الشمسي نحتاج إلى إثنين من المقومات الضوئية LDR التي ستعمل على معرفة إتجاه الشمس و إرسال البيانات إلى المتحكم ATmega328 ليتم معالجتها، و لكي نتحكم في حركة الألواح الشمسية نحتاج إلى محرك سيرفو servo motor لماذ إخترنا هذا النوع من المحركات لأنه يتميز بدقته العالية و كذلك يمكن التحكم بزواية دوارانه ولديه عزم ممتاز، و نحتاج أيضًا إلى بعض المقومات و المكثفات لضبط الجهاز.
إقرأ أيضًا :
تشغيل محرك السيرفو servo motor بواسطة الأردوينو.
أنواع المحركات الكهربائية و كيف تعمل وبعض تطبيقاتها.
التحكم في سرعة و إتجاه المحركات الكهربائية
مشروع نظام تتبع الشمس بدون برمجة.
ماهي البطاريات batteries و طريقة شحنها.
أنواع منظمات الشحن المستخدمة في أنظمة الطاقة الشمسية وخصائصها.
أنواع ألواح الطاقة الشمسية و طريقة تركيبها على التوالي و التوازي - pano solar.
طريقة توصيل الألواح الشمسية بمنظم من نوعية mppt - How to connect solar panels to mppt regulator.
كيف يعمل نظام تتبع الشمس How does the sun tracking system work? :
عندما يتم تصليط أشعة الشمس على المقومات الضوئية LDR تتغير قيمتها على حسب الضوء المسلط فمثلا لو كانت في إتجاه عمودي مع الشمس ستكون لهما نفس القيمة هذا يدل على أن الألواح الشمسية عمودية مع الشمس لكن عندما تتحرك الشمس قليل سيصبح الضوء المسلط على أحد المقاومات الضوئية أقل من الأخرى و بالتالي فإن قيمتيهما ستختلف، و لأن المتحكم ATmega328 يقوم بمقارنة قيمة المقومات سيعطي أمر إلى محرك سيرفو servo motor بدوران إلى الجهة التي يكون عليها ضوء أكبر و يقوم بمعرفة هذا من خلال قيمة المقاومات الضوئية، صاحبة أقل قيمة هي التي سيتم تدوير الألواح إليها.
مخطط جهاز تتبع الشمس solar panel tracker :
المكونات الإلكترونية المستخدمة في نظام تتبع الشمس Solar Tracker :
المتحكم ATmega328 micontrol.
مقاومات ضوئية : LDR×2.
مقاومات :10KΩ × 3.
مكثف : 22pF.
كريستالة الكوارتز :16M.
ملاحظة مهمة :
في هذا المشروع تم العمل على إتجاين للألواح الشمسية اي للأعلى و الأسفل الأن الشمس تشرق و تغرب على شكل خط مستقيمي، مع الإشارة انه يمكن زيادة محوار أخر يقوم بتحريك قاعدة الألواح على شكل دائري، لكن لا أنصح به الأن كفاءته ليست عالية لنفس السبب الذي ذكرانه في الأعلى.
بالنسبة لكود برمجة التحكم ATmega328 سوف اتركه لكم في الصفحة الرسمية "منتدى الإختراع " و كذلك في ملف أسفل الموضوع، و للإشارة يمكنك إستعمال أردوينو arduino إذا كنت تريد تسهيل الأمر عليك, مع العلم اننا بدأنا في دورة تعلم برمجة يمكنك الإطلاع عليها من هنا.