Le cœur du suiveur solaire entièrement automatique réside dans la perception précise de la position du soleil et dans les réglages de conduite. Je combinerai ses applications dans différents cas et détaillerai son principe de fonctionnement à partir de trois éléments clés : la détection par capteur, l'analyse et la prise de décision du système de contrôle, et le réglage de la transmission mécanique.
Le principe de fonctionnement du suiveur solaire entièrement automatique repose principalement sur la surveillance en temps réel et le contrôle précis de la position du soleil. Grâce au fonctionnement coordonné de capteurs, de systèmes de contrôle et de dispositifs de transmission mécanique, il assure le suivi automatique du soleil, comme suit :
Détection de la position solaire : Le suiveur solaire entièrement automatique s'appuie sur plusieurs capteurs pour détecter la position du soleil en temps réel. Parmi les plus courants, on trouve la combinaison de capteurs photoélectriques et de méthodes de calcul du calendrier astronomique. Les capteurs photoélectriques sont généralement composés de plusieurs cellules photovoltaïques réparties dans différentes directions. Lorsque le soleil brille, l'intensité lumineuse reçue par chaque cellule photovoltaïque est différente. La comparaison des signaux de sortie de différentes cellules photovoltaïques permet de déterminer l'azimut et l'altitude du soleil. Les règles de calcul du calendrier astronomique reposent sur les lois de la révolution et de la rotation de la Terre autour du Soleil, combinées à des informations telles que la date, l'heure et la localisation géographique, pour calculer la position théorique du Soleil dans le ciel grâce à des modèles mathématiques prédéfinis. Dans le cas des centrales solaires de grande taille, des capteurs de position solaire de haute précision fournissent des données pour les ajustements ultérieurs en surveillant l'azimut et l'altitude du soleil.
Traitement du signal et prise de décision : Le signal de position solaire détecté par le capteur est transmis au système de contrôle, généralement un microprocesseur intégré ou un ordinateur. Ce système analyse et traite les signaux, compare la position réelle du soleil détectée par le capteur à l'angle actuel du panneau photovoltaïque ou de l'équipement d'observation, et calcule l'écart d'angle à ajuster. Ensuite, selon la stratégie et l'algorithme de contrôle prédéfinis, les instructions correspondantes sont générées pour piloter le dispositif de transmission mécanique et ajuster l'angle. Dans le cadre d'observations scientifiques astronomiques, après avoir défini les paramètres d'observation via un logiciel, le système de contrôle peut automatiquement analyser et décider comment ajuster l'angle de l'équipement d'observation selon le programme prédéfini.
Transmission mécanique et réglage d'angle : Les instructions du système de contrôle sont transmises au dispositif de transmission mécanique. Les méthodes de transmission mécanique les plus courantes incluent des tiges de poussée électriques, des moteurs pas à pas associés à des engrenages ou des vis-mères, etc. À la réception de l'instruction, le dispositif de transmission mécanique entraîne le support du panneau photovoltaïque ou de l'équipement d'observation en rotation ou en inclinaison, ajustant ainsi le panneau photovoltaïque ou l'équipement d'observation à la perpendiculaire ou à un angle spécifique par rapport à la lumière solaire. Par exemple, dans le cas des systèmes photovoltaïques pour serres agricoles, le suiveur solaire mono-axe entièrement automatique ajuste l'angle des panneaux photovoltaïques par le biais de dispositifs de transmission mécanique, conformément aux instructions du système de contrôle, garantissant ainsi un éclairage suffisant des cultures et une réception efficace du rayonnement solaire.
Rétroaction et correction : Pour garantir la précision du suivi, le système intègre également un mécanisme de rétroaction. Des capteurs d'angle sont généralement installés sur des dispositifs de transmission mécanique afin de surveiller l'angle réel des panneaux photovoltaïques ou des équipements d'observation en temps réel et de transmettre ces informations au système de contrôle. Ce dernier compare l'angle réel à l'angle cible. En cas d'écart, il émet une nouvelle instruction de réglage pour corriger l'angle et garantir la précision du suivi. Grâce à la détection, au calcul, à l'ajustement et à la rétroaction continus, le suiveur solaire entièrement automatique peut suivre en continu et avec précision les variations de la position du soleil.
Un exemple d'amélioration de l'efficacité de la production d'énergie des centrales solaires à grande échelle
(1) Contexte du projet
Aux États-Unis, une grande centrale solaire au sol d'une puissance installée de 50 mégawatts était initialement installée sur des supports fixes pour l'installation de panneaux photovoltaïques. L'impossibilité de suivre en temps réel les variations de la position du soleil limitait le rayonnement solaire reçu par les panneaux photovoltaïques, ce qui entraînait un rendement énergétique relativement faible. Les pertes de production étaient importantes, notamment tôt le matin, tard le soir et lors des transitions saisonnières. Afin d'améliorer le rendement énergétique de la centrale, l'exploitant a décidé d'installer un suiveur solaire automatique.
(2) Solutions
Remplacez les supports des panneaux photovoltaïques par lots dans la centrale et installez des suiveurs solaires entièrement automatiques à deux axes. Ce suiveur surveille l'azimut et l'altitude du soleil en temps réel grâce à des capteurs de position solaire de haute précision. Associé à un système de contrôle avancé, il pilote le support pour ajuster automatiquement l'angle des panneaux photovoltaïques, garantissant ainsi leur orientation perpendiculaire à la lumière du soleil. Parallèlement, le suiveur est connecté au système de gestion intelligent de la centrale pour assurer la surveillance à distance et la détection précoce des pannes.
(3) Effet de mise en œuvre
Après l'installation du tracker solaire entièrement automatique, l'efficacité de la production d'électricité de la centrale solaire a été considérablement améliorée. Selon les statistiques, la production annuelle d'électricité a augmenté de 25 à 30 % par rapport à la période précédente, avec une augmentation significative de la production quotidienne moyenne. En période de faible luminosité, comme en hiver et les jours de pluie, l'avantage en termes de production d'électricité est encore plus important. Le retour sur investissement de la centrale a considérablement augmenté, et le coût de la rénovation des équipements devrait être amorti deux à trois ans plus tôt que prévu.
Un cas de positionnement précis dans les observations de recherche scientifique astronomique
(1) Contexte du projet
Lorsqu'un institut de recherche astronomique russe menait des recherches sur l'observation solaire, le réglage manuel traditionnel des équipements d'observation ne permettait pas de répondre aux exigences de précision et de suivi à long terme du Soleil, ce qui compliquait l'obtention de données solaires continues et précises. Afin d'améliorer le niveau de recherche et d'observation scientifiques, l'institut a décidé d'utiliser des suiveurs solaires entièrement automatiques pour faciliter l'observation.
(2) Solutions
Un suiveur solaire entièrement automatique de haute précision, spécialement conçu pour la recherche scientifique, a été sélectionné. Sa précision de positionnement peut atteindre 0,1°, sa stabilité et sa capacité anti-interférence sont élevées. Il est connecté et calibré avec précision aux équipements d'observation de recherche scientifique, tels que les télescopes solaires et les spectromètres. Les paramètres d'observation sont définis par un logiciel, ce qui permet au suiveur d'ajuster automatiquement l'angle de l'équipement d'observation selon le programme prédéfini et de suivre la trajectoire du soleil en temps réel.
(3) Effet de mise en œuvre
Grâce à la mise en service du suiveur solaire entièrement automatique, les chercheurs peuvent facilement suivre et observer le Soleil avec une grande précision et à long terme. La continuité et la précision des données d'observation ont été considérablement améliorées, réduisant ainsi les pertes de données et les erreurs dues à des réglages intempestifs de l'équipement. Grâce à ce suiveur, l'équipe de recherche a pu obtenir des données d'activité solaire plus abondantes et obtenir d'importants résultats scientifiques dans des domaines tels que la recherche sur les taches solaires et l'observation coronale.
Un cas d'optimisation collaborative de systèmes photovoltaïques dans les serres agricoles
(1) Contexte du projet
Dans une serre agricole photovoltaïque intégrée au Brésil, les panneaux photovoltaïques sont installés de manière fixe. Pour répondre aux besoins en lumière des cultures, la serre ne parvient pas à exploiter pleinement l'énergie solaire pour la production d'électricité. Afin d'optimiser la production agricole et la production d'électricité photovoltaïque et d'accroître le revenu global des serres, l'exploitant a décidé d'installer des suiveurs solaires entièrement automatiques.
(2) Solutions
Installez un suiveur solaire mono-axe entièrement automatique. Ce suiveur ajuste l'angle des panneaux photovoltaïques en fonction de la position du soleil. Garantissant la durée et l'intensité de l'ensoleillement pour les cultures à l'intérieur de la serre, il capte le rayonnement solaire au maximum. Grâce à un système de contrôle intelligent, l'angle d'inclinaison des panneaux photovoltaïques peut être réglé afin d'éviter qu'un ensoleillement excessif n'affecte la croissance des cultures. Parallèlement, le suiveur est relié au système de surveillance environnementale de la serre pour ajuster l'angle des panneaux photovoltaïques en temps réel en fonction des besoins de croissance des cultures.
(3) Effet de mise en œuvre
Après l'installation du suiveur solaire entièrement automatique, la production d'énergie photovoltaïque des serres agricoles a augmenté d'environ 20 %, permettant une utilisation efficace des ressources solaires sans affecter la croissance normale des cultures. Les cultures sous serre poussent bien grâce à une lumière plus uniforme, et le rendement et la qualité se sont améliorés. La synergie entre l'agriculture et l'industrie photovoltaïque est remarquable, et le revenu global des serres a augmenté de 15 à 20 % par rapport à la période précédente.
Les cas ci-dessus illustrent les applications réussies des trackers solaires entièrement automatiques dans différents domaines. Pour en savoir plus sur des cas spécifiques ou pour toute suggestion de modification de contenu, n'hésitez pas à me contacter.
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Date de publication : 18 juin 2025