Solföljande solfångare

Berätta om dina pågående projekt.
JonasP
Inlägg: 80
Blev medlem: 2 april 2009, 20:56:19
Ort: Karlstad

Solföljande solfångare

Inlägg av JonasP »

Kort bakgrund är att svärfar och jag byggde ihop en roterande solfångare för ca 2 år sedan. Tanken var, förutom att det var en rolig idé, att jämföra den med de stationärt monterade för att se hur mycket mer energi vi fick in. Linjärenheten som står för rörelsen kom från en gammal parabolantenn och jag fixade ihop en quick and dirty μC-lösning som styrde satellitmottagaren så att den flyttade solfångaren mellan fyra valbara positioner under dygnet.

Nu har jag designat version 2 av styrningen och då har jag skrotat den gamla mottagaren helt. Funktionen är enkel. En PIC innehåller en tabell över solens position under dygnet och gör en förflyttning en gång i timmen om solen står över horisonten. μC:n läser pulserna från motorns enkoder och en H-brygga står för drivningen av motorn. Jag har använt en RTC för att enkelt försäkra mig om att tiden inte tappas bort vid spänningslöshet. En display och en vrid och tryck knapp står för HMI:t. RS232-porten har jag för framtida utökningar som kan bli av. PIC:en kommer bytas mot en mindre modell för det är många pinnar som inte används nu. Kretsschemat är som följer:

Bild

Eftersom att jag har suttit själv på min kammare och konstruerat skulle jag vara tacksam för alla kommentarer på min lösning. Hela uppkopplingen är gjord på experimentplatta och testkörd men det kan ju gömma sig dåliga lösningar ändå som jag helst fixar innan korten är estade och bestyckade.

Mina egna funderingar är:
A) Hur ser praxis för skydd (avstörning/överspänning) ut när man kopplar in/utgångar från en μC ”externt”? I det här fallet till motorn som är på taket. Jag har sett varistorer till GND och sedan en induktans i serie. Optoomkopplare för insignaler? Inget hjälper mot en direktträff av blixten men vad brukar man lägga nivån för billig utrustning?

B) Relaterat till A). Hur avstör/överspänningssäkrar jag nätdelen? Varistor och induktans även där? Enheten kommer att stå i en lokal där det körs t.ex. svetsar och kompressorer och dessutom är det på landet med luftledningar.

Koden är i princip färdigskriven och ambitionen är att få det hela i drift innan vårsolen har börjat titta fram.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26148
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Aabenraa, Danmark

Re: Solföljande solfångare

Inlägg av Icecap »

Jag har haft tanker om att göra en solinriktande grej, dock i 2 axlar. Och mitt styrsystem skulle vara synnerligt enkelt: 2 st ljussensorer bredvid varandra med en liten vägg emellan, på toppen av den vägg en liten tvärlist. Dessa sensorers utgång skickas till en op-amp som förstärker signalen (differensen) och sedan driver motorn med det signal. Självklart bör man se till att motorns drivning ska överstiga ett visst värde (ideell likriktare + schmitt-trigger) innan motorn drivs.

Totalt 3-5 op-amp (beroende på om man buffrar intensitetssignalen eller inte), lite dioder, transistorer (H-brygga till drivning av motor), några motstånd och lite annat småkrafs.
Användarvisningsbild
PeterH
Inlägg: 8614
Blev medlem: 15 mars 2006, 15:57:10
Ort: Gävle/Valbo

Re: Solföljande solfångare

Inlägg av PeterH »

Kul grej, har funderat på liknande själv :D En liten fråga angående "solpositionstabellen", kompenserar du för årets alla dagar likt ett "atronomiskt tidur" (kolla exempelvis Theben Selekta 171/172 som jag installerat till utebelysningen).

En enklare(?) lösning kan vara att använda LCD-motstånd (ljussensor) med en skiljevägg, när den ena träffas av solen och den andra skuggas så vrider sig solfångaren. På detta sätt får du inte bara förflyttning 1 gång per timme utan kontinuerligt... Har för mig att "Allt om Elektronik" hade en sådan konstruktion för ett antal år sedan (finns säkert med i "501:an", en bok med 501 små kretsscheman).

Edit: Icecap var snabbare denna gång :lol:
Användarvisningsbild
HUGGBÄVERN
Tidigare soundbrigade
Inlägg: 32778
Blev medlem: 23 augusti 2006, 22:44:11
Ort: Lilla Paris
Kontakt:

Re: Solföljande solfångare

Inlägg av HUGGBÄVERN »

En sådan appareil har beskrivits i antingen australiska Silicon Chip eller i amerikanska Nuts&Volts. Har beskrivningen om du vill ha som referens.
JonasP
Inlägg: 80
Blev medlem: 2 april 2009, 20:56:19
Ort: Karlstad

Re: Solföljande solfångare

Inlägg av JonasP »

Varianten med två sensorer och en skiljevägg var också min första tanke. Har också sett exemplet i 501:an eller liknande när jag var yngre. Anledningen till att jag valde bort den lösningen var att jag inte var helt säker på tillförlitligheten vid t.ex. 180 ° fel riktning, t.ex på morgonen. Hur skiljer man på den situationen och rätt riktning men halvmulen himmel. I de fallen föreställer jag mig att båda sensorerna exponeras för ungefär samma intensitet. Denna lösning kräver också gränslägesbrytare vilket inte finns.

Hur som helst så ville jag ha en stabil lösning så att svärfar inte behövde tänka på styrningen efter att jag installerat den så jag valde detta spåret, trots att jag gillar enkelheten i sensorer och vägg-lösningen. Nu blev det ju inte så stabilt i alla fall av olika anledningar och därför har jag totat ihop version 2.

Jag hittade en hemsida där man kunde få ut kommaseparerade filer på solens position med valfritt intervall över valfri tidsperiod så jag har en fil med kompenserade positioner. När jag tittade närmre på den och plottade positionerna för samma dag i varje månad så blev felet så litet vid en förflyttning per timme så i den första versionen av mjukvaran så har jag för enkelhetens skull antagit att alla dagar är lika.

Soundbrigare, har du den lättillgängligt så visst. Kanske får bli den lösningen i alla fall om detta går i diket.

Finns det några synpunkter på mina funderingar eller kretsschemat?
Användarvisningsbild
Gizmo
Inlägg: 1613
Blev medlem: 8 september 2009, 00:37:45
Ort: Göteborg
Kontakt:

Re: Solföljande solfångare

Inlägg av Gizmo »

Det allra mest spännande med det här projeket ska bli att se jämförelsen mellan att ha solfångaren fast monterad och rörlig när det väl är klart. Finns det nån ungefärlig uppskattning hur mycket man vinner i effekt på att kunna rikta om den?
JonasP
Inlägg: 80
Blev medlem: 2 april 2009, 20:56:19
Ort: Karlstad

Re: Solföljande solfångare

Inlägg av JonasP »

Den har ju gått två år med den gamla styrningen som har fyra positioner. Tyvärr har det inte funnits rätt styrning till själva systemet så några riktiga siffror har jag inte. Svärfar har dock uppskattat det till ca 35% extra utbyte vilket inte är så tokigt.
Johanb
Inlägg: 3406
Blev medlem: 26 mars 2006, 22:26:12
Ort: Smedjebacken

Re: Solföljande solfångare

Inlägg av Johanb »

Jag har gjort en prototyp av icecaps variant (en axel) i skolan (i ämnet energiteknik) för sisådär 15år sedan. Den testades aldrig i praktiken då vi inte hann färdigt med panel,linjärenhet mm. Den testades med konstgjord ljuskälla inomhus och verkade fungera. Då tyckte jag att det var en riktigt cool idé, idag är jag lite mer skeptisk med tanke på att sensorerna kan bli snötäckta eller skymda av fågelskit eller annat flygande smuts. Om det finns bra data på solens position skulle jag välja att styra efter tid.
Användarvisningsbild
sodjan
EF Sponsor
Inlägg: 43178
Blev medlem: 10 maj 2005, 16:29:20
Ort: Söderköping
Kontakt:

Re: Solföljande solfångare

Inlägg av sodjan »

> Om det finns bra data på solens position skulle jag välja att styra efter tid.

Hur menar du ? Just *tiden* är ju "data om solens position".
Gimbal
Inlägg: 7931
Blev medlem: 20 april 2005, 15:43:53

Re: Solföljande solfångare

Inlägg av Gimbal »

Att den går efter en tabell/klocka är givetvis överlägset diverse sensorer. Har du två motorer eller vrider du bara i ett led? (Solhöjden ändrar sig ju som bekant med årstiden)
Användarvisningsbild
chrille112
Inlägg: 334
Blev medlem: 25 april 2005, 16:45:24
Ort: Uppsala

Re: Solföljande solfångare

Inlägg av chrille112 »

Väldigt kul projekt, man blir riktigt sugen själv!
Hur stor solpanel kommer du att köra, och hur kraftiga motorer?

Har du några bilder på bygget hittills? :)
Användarvisningsbild
HUGGBÄVERN
Tidigare soundbrigade
Inlägg: 32778
Blev medlem: 23 augusti 2006, 22:44:11
Ort: Lilla Paris
Kontakt:

Re: Solföljande solfångare

Inlägg av HUGGBÄVERN »

Jag skickade en länk till JonasP och kan ju ge den till samtliga:

Det finns tydligen en del filer att ladda ner från N&V:
http://www.nutsvolts.com/index.php?/mag ... ar_tracker
JonasP
Inlägg: 80
Blev medlem: 2 april 2009, 20:56:19
Ort: Karlstad

Re: Solföljande solfångare

Inlägg av JonasP »

I nuläget finns det bara en drift. Tanken var att vinkeln för att kompensera för solhöjden får man ändra manuellt någon gång per år. Samma lösning har vi på de stationära.

Jag vet inte hur kraftig motorn är mer än att den är tillräcklig. Den drar ca 0,2 A vid 36 V i normalfallet men suger i sig drygt 2 A om man bråkar med den så det är iaf. tillräckligt även om det blåser lite.

Vi har en vakumrörspanel med 20 rör, total yta 2,4 m2. Jag tror att jag har några bilder från bygget som jag kan lägga upp i kväll.
Användarvisningsbild
chrille112
Inlägg: 334
Blev medlem: 25 april 2005, 16:45:24
Ort: Uppsala

Re: Solföljande solfångare

Inlägg av chrille112 »

Det ser vi fram emot! :)
Johanb
Inlägg: 3406
Blev medlem: 26 mars 2006, 22:26:12
Ort: Smedjebacken

Re: Solföljande solfångare

Inlägg av Johanb »

sodjan skrev:> Om det finns bra data på solens position skulle jag välja att styra efter tid.

Hur menar du ? Just *tiden* är ju "data om solens position".
Hur läser du ut altitude ur tiden?
Skriv svar