Scopul proiectului este de a crea un dispozitiv care sa permita obtinerea unei eficiente maxime pentru un sistem de generare a energiei electrice cu panouri solare fotovoltaice.

Eficienta energiei eletrice generate depinde de unghiul de incidenta al razelor solare – tensiunea generata este proportionala cu sinusul unghiului de incidenta.

Unghiul de incidenta variaza in doua directii: - De la -90 grade, la +90 grade, pe directia este-vest, zilnic, de la momentul rasaritului pana la apus - De la -23,50 (solstitiu de iarna) la +23,50 (solstitiu de vara) fata de pozitia la echinoxiu, anual, pe directia sud-nord.

Pentru obtinerea energii maxime, trebuie ajustata periodic pozitia panourilor solare astfel incat razele soarelui sa cada tot timpul sub un unghi de 90 grade. In felul acest se obtine o eficienta mai buna cu 25%.

Dispozitivul are doua grade de libertate, comandate de doua servomotoare care actioneaza pe directii perpendiculare, simuland miscarea soarelui pe parcursul unei zile (180 grade pe directia est-vest) si deplasarea de la o zi la alta (30 grade pe directia nord-sud).

Cu ajutorul motoarelor se ajusteaza pozitia unei placute (in locul panoului solar) pe care sunt prinsi trei senzorri de lumina, in forma unui triunghi dreptunghic cu laturile paralele cu cele doua axe. Ajustarea panoului se efectueaza pe rand pe cele doua axe (de exemplu pentru ajustarea pe directia est-vest se evalueaza cei doi senzori de pe directia resppectiva - pana cand li se egaleaza tensiunea)

Simularea se desfasoara in doua etape:

1. identificarea celei mai puternice surse de lumina, prin scanarea completa a mediului pe cele doua directii si pozitionarea panoului in acea directie.
2. pornind de la acea pozitie, panoul se ajusteaza la fiecare moment de timp, pe masura ce sursa de lumina cea mai puternica isi schimba pozitia.
3. oprirea dispozitivului atunci cand energia luminoasa pe cei trei senzori este sub o anumita limita (a venit noaptea)

• placuta de la etapa I

• 2 servomotoare 9g: actionat cu impulsuri PWM date la o frecventa de 61Hz

• 3 senzori de lumina

Schema electrica (partea de tracking system)

Pentru comandarea servomotoarelor am folosit TIMER0 (axa est-vest) si TIMER1 (axa nord-sud) in mod Fast PWM. Viteza servomotoarelor este controlata prin durata delay-ului dintre 2 impulsuri succesive.

Se foloseste evaluarea senzorilor 1 si 2 pentru pozitionarea pe directia est-vest, respectiv a senzorilor 0 si 1 pentru nord-sud. Valoarea voltajului pe senzori se obtine in registul ADC de pe trei canale (PA0:2).

La fiecare moment de timp se ajusteaza unghiul servomotorului de pe o anumita axa in directia senzorului care genereaza curentul cel mai mare, pana cand curentii de pe doi senzori se egaleaza. Alternativ se procedeaza la fel si cu celalalt motor.

Programul se opreste cand lumina de pe cei trei senzori scade sub o anumita limita (a venit noaptea).

Pentru a nu suprasolicita motoarele am testat dispozitivul pe directiile sus-jos, dreapta-stanga. S-a folosit drept sursa de lumina o lanterna frontala.

Iata cateva imagini din timpul testarii:

Iata un video din timpul testarii: solar_tracking_sist.avi

Proiectul este un prototip functional. Transformarea lui intr-un dispozitiv eficient de generare a energiei electrice cu panouri solare presupune achizitionarea unor servomotoare mai solide si corelarea metodei empirice de identificare a sursei celei mai puternice cu formule matematice care descriu miscarea diurna a soarelui (miscarea nord-sud trebuie ajustata cu un pas la fiecare zi, pe cand miscarea de la est la vest este aceeasi in fiecare zi).

• codul sursa al proiectului solar_tracking_monica_dragan_333cc.zip

• PWM: pwm-signal-generation-by-using-avr-timers
• Servomotoare: servo-motor-control-by-using-avr-atmega32-microcontroller
• ATMega16: doc2466.pdf