La clave del seguidor solar totalmente automático reside en la percepción precisa de la posición del sol y los ajustes de la transmisión. Combinaré sus aplicaciones en diferentes casos y detallaré su principio de funcionamiento a partir de tres puntos clave: detección de sensores, análisis y toma de decisiones del sistema de control, y ajuste de la transmisión mecánica.
El principio de funcionamiento del seguidor solar totalmente automático se basa principalmente en la monitorización en tiempo real y el control preciso de la posición solar. Mediante la operación coordinada de sensores, sistemas de control y dispositivos de transmisión mecánica, se logra el seguimiento automático del sol, como se detalla a continuación:
Detección de la posición solar: El seguidor solar totalmente automático utiliza múltiples sensores para detectar la posición del sol en tiempo real. Los más comunes incluyen la combinación de sensores fotoeléctricos y métodos de cálculo del calendario astronómico. Los sensores fotoeléctricos suelen estar compuestos por múltiples células fotovoltaicas distribuidas en diferentes direcciones. Cuando incide la luz solar, la intensidad de la luz que recibe cada célula fotovoltaica es diferente. Al comparar las señales de salida de diferentes células fotovoltaicas, se pueden determinar los ángulos de acimut y altitud del sol. Las reglas de cálculo del calendario astronómico se basan en las leyes de la revolución y rotación de la Tierra alrededor del Sol, combinadas con información como la fecha, la hora y la ubicación geográfica, para calcular la posición teórica del Sol en el cielo mediante modelos matemáticos predefinidos. En el caso de las centrales solares a gran escala, los sensores de posición solar de alta precisión proporcionan datos de apoyo para ajustes posteriores mediante la monitorización de los ángulos de acimut y altitud del sol.
Procesamiento de señales y toma de decisiones de control: La señal de posición solar detectada por el sensor se transmite al sistema de control, que suele ser un microprocesador integrado o un sistema de control informático. El sistema de control analiza y procesa las señales, compara la posición real del sol detectada por el sensor con el ángulo actual del panel fotovoltaico o del equipo de observación y calcula la diferencia de ángulo que debe ajustarse. A continuación, basándose en la estrategia y el algoritmo de control preestablecidos, se generan las instrucciones de control correspondientes para accionar el dispositivo de transmisión mecánica y ajustar el ángulo. En casos de observación para investigación científica astronómica, tras configurar los parámetros de observación mediante software, el sistema de control puede analizar y decidir automáticamente cómo ajustar el ángulo del equipo de observación según el programa preestablecido.
Transmisión mecánica y ajuste de ángulo: Las instrucciones emitidas por el sistema de control se transmiten al dispositivo de transmisión mecánica. Los métodos comunes de transmisión mecánica incluyen varillas de empuje eléctricas, motores paso a paso combinados con engranajes o tornillos de avance, etc. Al recibir la instrucción, el dispositivo de transmisión mecánica acciona el soporte del panel fotovoltaico o del equipo de observación para que gire o se incline según sea necesario, ajustándolo perpendicularmente o en un ángulo específico con respecto a la luz solar. Por ejemplo, en el caso de sistemas fotovoltaicos de invernaderos agrícolas, el seguidor solar totalmente automático de un solo eje ajusta el ángulo de los paneles fotovoltaicos mediante dispositivos de transmisión mecánica según las instrucciones del sistema de control, asegurando que los cultivos reciban suficiente luz y logrando una recepción eficiente de la radiación solar.
Retroalimentación y corrección: Para garantizar la precisión del seguimiento, el sistema también incorpora un mecanismo de retroalimentación. Los sensores de ángulo se suelen instalar en dispositivos de transmisión mecánica para monitorizar el ángulo real de los paneles fotovoltaicos o equipos de observación en tiempo real y enviar esta información al sistema de control. Este compara el ángulo real con el ángulo objetivo. Si se produce una desviación, emite una instrucción de ajuste para corregir el ángulo y garantizar la precisión del seguimiento. Mediante la detección, el cálculo, el ajuste y la retroalimentación continuos, el seguidor solar totalmente automático puede seguir de forma continua y precisa los cambios en la posición del sol.
Un caso de mejora de la eficiencia de generación de energía de centrales solares a gran escala
(1) Antecedentes del proyecto
Una gran central solar terrestre en Estados Unidos tiene una capacidad instalada de 50 megavatios. Originalmente, utilizaba soportes fijos para instalar paneles fotovoltaicos. Debido a la imposibilidad de seguir los cambios de la posición del sol en tiempo real, la cantidad de radiación solar recibida por los paneles fotovoltaicos era limitada, lo que resultaba en una eficiencia de generación de energía relativamente baja. Especialmente en las primeras horas de la mañana y al final de la tarde, y durante el cambio de estaciones, la pérdida de generación de energía era significativa. Para mejorar la eficiencia de generación de energía de la central, el operador decidió instalar un seguidor solar automático.
(2) Soluciones
Reemplace los soportes de los paneles fotovoltaicos por lotes dentro de la central eléctrica e instale seguidores solares de dos ejes totalmente automáticos. Este seguidor monitoriza los ángulos de azimut y altitud del sol en tiempo real mediante sensores de posición solar de alta precisión. Combinado con un sistema de control avanzado, acciona el soporte para ajustar automáticamente el ángulo de los paneles fotovoltaicos, garantizando que estos siempre estén perpendiculares a la luz solar. Al mismo tiempo, el seguidor está conectado al sistema de gestión inteligente de la central eléctrica para realizar monitorización remota y alertar de fallos.
(3) Efecto de implementación
Tras la instalación del seguidor solar totalmente automático, la eficiencia energética de la central ha mejorado significativamente. Según las estadísticas, la generación anual de energía ha aumentado entre un 25 % y un 30 % en comparación con la anterior, con un aumento significativo en la generación promedio diaria. En épocas de poca luz, como el invierno y los días lluviosos, la ventaja energética es aún mayor. El retorno de la inversión en la central ha aumentado significativamente y se prevé que el coste de la renovación de los equipos se recupere entre dos y tres años antes de lo previsto.
Un caso de posicionamiento preciso en observaciones de investigación científica astronómica
(1) Antecedentes del proyecto
Cuando una institución de investigación astronómica rusa realizaba investigaciones sobre observación solar, el ajuste manual tradicional de los equipos de observación no satisfacía la demanda de seguimiento y observación solar de alta precisión y a largo plazo, lo que dificultaba la obtención de datos solares continuos y precisos. Para mejorar el nivel de la investigación y la observación científicas, la institución decidió utilizar seguidores solares totalmente automáticos para facilitar la observación.
(2) Soluciones
Se ha seleccionado un seguidor solar totalmente automático de alta precisión, diseñado especialmente para la investigación científica. Su precisión de posicionamiento puede alcanzar los 0,1°, además de ofrecer alta estabilidad y capacidad antiinterferente. El seguidor está conectado y calibrado con precisión con equipos de observación, como telescopios solares y espectrómetros. Los parámetros de observación se configuran mediante software, lo que permite al seguidor ajustar automáticamente el ángulo del equipo de observación según el programa preestablecido y seguir la trayectoria del sol en tiempo real.
(3) Efecto de implementación
Tras la puesta en funcionamiento del seguidor solar totalmente automático, los investigadores podrán realizar fácilmente un seguimiento y una observación del sol a largo plazo y de alta precisión. La continuidad y la precisión de los datos de observación se han mejorado significativamente, reduciendo eficazmente la pérdida de datos y los errores causados por ajustes inoportunos del equipo. Con este seguidor, el equipo de investigación obtuvo con éxito datos más abundantes sobre la actividad solar y logró importantes resultados científicos en campos como la investigación de las manchas solares y la observación coronal.
Un caso de optimización colaborativa de sistemas fotovoltaicos en invernaderos agrícolas
(1) Antecedentes del proyecto
En un invernadero agrícola fotovoltaico integrado en Brasil, los paneles fotovoltaicos están instalados de forma fija. Si bien satisface la demanda lumínica de los cultivos dentro del invernadero, no puede aprovechar al máximo la energía solar para la generación de energía. Para optimizar la producción agrícola y la generación de energía fotovoltaica, y aumentar los ingresos totales de los invernaderos, el operador decidió instalar seguidores solares totalmente automáticos.
(2) Soluciones
Instale un seguidor solar de un solo eje totalmente automático. Este seguidor ajusta el ángulo de los paneles fotovoltaicos según la posición del sol. Con el objetivo de garantizar la duración e intensidad de la luz solar para los cultivos dentro del invernadero, este puede recibir la mayor cantidad de radiación solar posible. Mediante un sistema de control inteligente, se puede ajustar el ángulo de los paneles fotovoltaicos para evitar que la luz solar excesiva afecte el crecimiento de los cultivos. Además, el seguidor se conecta al sistema de monitoreo ambiental del invernadero para ajustar el ángulo de los paneles fotovoltaicos en tiempo real según las necesidades de crecimiento de los cultivos.
(3) Efecto de implementación
Tras la instalación del seguidor solar totalmente automático, la generación de energía fotovoltaica en invernaderos agrícolas ha aumentado aproximadamente un 20%, logrando un uso eficiente de los recursos de energía solar sin afectar el crecimiento normal de los cultivos. Los cultivos en el invernadero crecen bien gracias a una luz más uniforme, y tanto el rendimiento como la calidad han mejorado. La sinergia entre la agricultura y la industria fotovoltaica es notable, y los ingresos totales de los invernaderos han aumentado entre un 15% y un 20% en comparación con el período anterior.
Los casos anteriores demuestran los logros de aplicación de los seguidores solares totalmente automáticos en diferentes campos. Si desea obtener más información sobre casos específicos o tiene alguna sugerencia para modificar el contenido, no dude en hacérmela saber.
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Hora de publicación: 18 de junio de 2025