ترکر های خورشیدی؛ مغزها و مرکز فرمان ردیاب‌های خورشیدی
آیا می توانید سیستم های actuation خورشیدی را از هم تشخیص دهید؟ Actuation به معنی کنترل حرکت ربات با استفاده از موتورها و سایر اجزای محرک است. برای مثال، در یک بازوی رباتیک، actuating system شامل موتورها، گیربکس‌ها، و سایر اجزایی است که به بازو اجازه می‌دهد تا حرکت کند.
به گزارش آرا نیرو، مهندسان آزمایشگاه Kinematics در فینیکس آریزونا، یک محرک خورشیدی را از طریق آزمایش‌های گشتاور دینامیکی روی داینو گشتاور مهندسی شده سفارشی Kinematics قرار دادند که نام صمیمانه آن «Thumper» است.
طراحی ردیاب خورشیدی چالش برانگیزتر از همیشه شده است زیرا برخی از پروژه‌های خورشیدی در مقیاس کاربردی به آرایه‌های ماژول‌های بزرگ‌تری نیاز دارند، در حالی که برخی دیگر با زمین‌های پیچیده، شرایط محیطی منحصر به فرد و فشار مداوم برای کنترل هزینه‌ها، دست و پنجه نرم می‌کنند.
سیستم فعال سازی در ردیاب های خورشیدی در مقیاس کاربردی، بخشی که حرکت ردیاب را هدایت می کند، تأثیر بزرگی بر عملکرد پروژه خواهد داشت. اما بسیاری از متخصصان انرژی خورشیدی ممکن است برای تشخیص تفاوت بین یک سیستم فعال سازی و سیستم دیگر مشکل داشته باشند. چگونه می توانید بدانید که آیا سیستم فعال سازی در پروژه بعدی شما بر اساس نیاز بهینه می شود؟
یک کنترلر یا درایو نباید به عنوان یک جزء یکسان برای همه در نظر گرفته شود. این ایده خوبی نیست که سیستم های کنترلر و فعال سازی را با مقایسه محدود برخی از نقاط داده در برگه مشخصات محصول و یا با این فرض که همه درایوهای با اندازه مشابه یکسان هستند، بررسی کنید. ابتدا، مطمئن شوید که الزامات ساختاری پروژه خورشیدی و نیازهای گشتاوری را که در طول عمر عملیاتی آن بر روی سیستم محرک اعمال می شود، درک کنید.
مبانی گشتاور
گشتاور اندازه گیری نیرویی است که باعث می شود چیزی به دور یک نقطه بچرخد. اغلب برای کاربردهای خورشیدی بر حسب کیلونیوتون (kN) بیان می‌شود، زیرا یک کیلونیوتون تقریباً ۲۲۴٫۸ پوند نیرو (lbf) را نشان می‌دهد. این اندازه گیری برای اندازه گیری گشتاور مورد نیاز برای چرخش چیزی، مانند ۱۵۰۰۰ پوند استفاده می شود، به عنوان مثال مجموعه ای از ماژول های خورشیدی متصل به یک لوله فولادی. گشتاور نیز با نیروی مورد نیاز برای نگه داشتن همان آرایه در یک موقعیت ثابت اندازه‌گیری می‌شود و اطمینان حاصل می‌کند که آرایه می‌تواند از نیروهایی مانند باد یا عدم تعادل آرایه در هنگام کج شدن جان سالم به در ببرد.
برای پروژه های خورشیدی در مقیاس بزرگ، بهینه‌سازی سیستم های کنترلر و فعال سازی با توجه به بارهای ساختاری و سایر پارامترهای طراحی، ضروری است. بزرگ کردن سیستم کنترلر و فعال سازی به معنای تحمل هزینه های اضافی غیرضروری برای پروژه است. کاهش اندازه سیستم به معنای پذیرش ریسک غیرضروری است که قابلیت اطمینان و طول عمر نیروگاه را به خطر می اندازد.
چرا گشتاور مهم است
در طول عملیات عادی، می توان انتظار داشت که سیستم های ردیاب تک محوری تغییرات کوچکی در زاویه شیب ماژول در طول روز برای بهینه سازی انرژی خروجی ایجاد کنند. در اوایل صبح و اواخر بعد از ظهر، آرایه ماژول ممکن است تا ۶۰+ درجه نسبت به افق حرکت کند. این سیستم همچنین ممکن است عقبگرد را انجام دهد و زاویه شیب را معکوس کند تا تلفات انرژی ناشی از سایه را کاهش دهد. یا ممکن است تنظیمات دیگری را برای بهینه‌سازی عملکرد با استفاده از ماژول‌های دو وجهی یا در نظر گرفتن زمین متغیر انجام دهد. همه این شرایط می توانند نیروهایی را اعمال کنند که در صدها کیلونیوتن یا ده ها هزار پوند نیرو اندازه گیری می شوند.
گشتاور نقش مهمی در توانمند ساختن سیستم ها برای انجام تعمیرات معمول و پاسخ به آب و هوای شدید دارد. تکنسین ها ممکن است نیاز به تغییر موقعیت آرایه داشته باشند برای بازرسی تجهیزات، تمیز کردن ماژول، انجام مدیریت پوشش گیاهی یا سایر موارد وظایفی، که عملکرد را افزایش می دهد و زمان کارکرد سیستم را حفظ می کند. خطر تگرگ ممکن است مستلزم کج شدن آرایه بیش از ۷۰ درجه برای کاهش آسیب باشد و در عین حال اطمینان حاصل شود که برای مقاومت در برابر ضربه افزایش یافته نیروی باد به دلیل افزایش زاویه شیب، گشتاور کافی وجود داشته باشد.
برای سیستمی که دو بار در روز به طور قابل اعتماد به مدت بیش از ۲۵ سال می چرخد، احتمال شکست همیشه وجود دارد.
اگر عملکرد سیستم ردیاب خورشیدی، مدتها قبل از رسیدن پروژه به عمر مورد انتظار خود، غیرقابل اعتماد شود، چه کار می کنید؟
برای محافظت پروژه‌ها از خرابی سیستم، از انتخاب بین جایگزینی درایوها یا بازگشت به پیکربندی شیب ثابت، مهندسان می‌توانند محصولی در حاشیه ایمن طراحی کنند. حاشیه ایمن باید شامل مجموعه ای قوی از داده های میدانی و آزمایش های کامل و خاص خورشیدی باشد.
در ردیاب شما چیست؟
یکی از بزرگ‌ترین اشتباهاتی که می‌توانید هنگام در نظر گرفتن اینکه از چه محرکی استفاده کنید، مرتکب شوید، ارزیابی یک درایو بر اساس یک عدد واحد و تکیه بر مهندسی و آزمایش عمومی است که مختص شرایط عملیاتی زیرساخت‌های خورشیدی نیست. روش‌های آزمایش برای برنامه‌های مختلف می‌تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد، حتی اگر اعداد مشابهی را در برگه اطلاعات محصول ایجاد کنند. شما باید ورودی ها و خروجی ها را بشناسید. نتایج آزمایش چگونه به دست آمد؟ چقدر برای کاربردهای خورشیدی در مقیاس بزرگ کاربرد دارند؟
مهندسان، محصولی که سیستم های فعال سازی را برای برنامه های کاربردی ردیاب خورشیدی آزمایش می‌کنند، بر اساس سناریوهای دنیای واقعی طراحی می کنند. با پیروی از مفهوم کارایی پارتو، مهندسان به دنبال فرصت هایی برای افزایش بار برای یک مجموعه از سناریوها، بدون کاهش بار برای سناریوهای دیگر هستند. این فرآیند تا رسیدن به حالت بهینه ادامه می‌یابد که در آن هیچ بهبودی بدون معاوضه معادل انجام نمی‌شود.
مهندسان تست استاتیکی و دینامیکی را برای اندازه گیری تمام روش هایی که سیستم های تحریک تحت بارهای مختلف بررسی می‌کنند، انجام می دهند. آنها آزمایش‌های تسریع شده عملکرد و طول عمر را برای شناسایی نقاط شکست در آزمایشگاه، سریع‌تر از آنچه در میدان واقعی ممکن است، انجام می‌دهند. آنها همچنین عملکرد سیستم را در طول آزمایش نظارت می‌کنند تا بتوانیم نتایج را تجزیه و تحلیل کنیم و درک نحوه پاسخگویی سیستم ها به شرایط در محل پروژه را بهبود ببخشیم.
برای اطمینان از اینکه سیستمی که به‌عنوان سازنده ردیاب طراحی می‌کنید یا به‌عنوان یک EPC یا توسعه‌دهنده مشخص می‌کنید بر اساس نیاز بهینه شده است، با تأمین‌کنندگانی که مشاوره در سطح پروژه را ارائه می‌کنند، کار کنید. اطمینان حاصل کنید که تامین کننده شما ردیاب خورشیدی را درک می‌کند و درایوهایی را به طور خاص برای زیرساخت های خورشیدی می سازد. بدون نتایج آزمایش یا داده های اساسی برای پشتیبانی از ارقامی که در برگه مشخصات محصول می بینید، از خود بپرسید: چه چیز دیگری در مورد این درایو نمی دانم؟
نویسنده: KYLE ZECH
کایل زک معاون ارشد فناوری ساخت پیشرفته در Kinematics است که در آنجا توسعه و اجرای فناوری‌ها، سیستم‌ها و فرآیندهای تولید را رهبری می‌کند. تحت هدایت او، Kinematics حجم تولید سالانه را ده برابر افزایش داده است و همزمان کیفیت محصول را تا ۴ سطح (AGMA) بهبود می بخشد. نام کایل در چندین اختراع فناوری تولید Kinematics آورده شده است.
