提升發(fā)電效能 嵌入式讓太陽能追日系統(tǒng)更完善

這類預(yù)置調(diào)校角度範(fàn)圍的追日系統(tǒng)設(shè)計(jì)，雖然較固定式的太陽能電池板架設(shè)方案所產(chǎn)出的電能更多，但實(shí)際上仍有其追日誤差範(fàn)圍，而每片太陽能電池板的最佳發(fā)電面板傾角并不見得一致，也會(huì)有些微的小誤差存在，若使用一致性的太陽能電池板角度調(diào)校設(shè)計(jì)方案，可能會(huì)讓部分太陽能電池板的效益無法達(dá)到最大輸出。但預(yù)置追日角度的自動(dòng)控制設(shè)計(jì)方案，因?yàn)榛O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)較單純，追日系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)潔、易維護(hù)，加上裝設(shè)資材成本相對(duì)較低，也不乏有業(yè)者採(cǎi)行。

以嵌入式系統(tǒng)整合追日基座 有效提升發(fā)電效能

另一種相對(duì)較全面的智慧追日系統(tǒng)，就比採(cǎi)用預(yù)置調(diào)校角度範(fàn)圍的追日設(shè)計(jì)方案能榨出更多太陽能電池的發(fā)電效能！智慧型追日為採(cǎi)行單片或多片太陽能電池模組的整合可變接收日照角度基座設(shè)計(jì)，至于調(diào)校太陽能電池板日照接收角度的基座設(shè)計(jì)，就落在單片固定基座或是多片型態(tài)的整合基座上面，而追日的基座角度調(diào)?；A(chǔ)為直接Real Time偵測(cè)位于基座上的單片、或多片太陽能電池來進(jìn)行輸出與基座角度關(guān)係的分析比對(duì)，藉此取得最佳日照效果與主動(dòng)變更基座角度的設(shè)計(jì)型態(tài)。

由于基座角度為隨時(shí)視發(fā)電狀態(tài)進(jìn)行變更，即便是為了省電或是避免基座損耗採(cǎi)取每10或25分鐘進(jìn)行基座角度主動(dòng)調(diào)校，都至少會(huì)比預(yù)設(shè)基座調(diào)校角度範(fàn)圍型態(tài)的追日系統(tǒng)，取得更精確、務(wù)實(shí)的最佳日照太陽能電池基座傾角設(shè)計(jì)。

一般太陽能電池的智慧型追日基座設(shè)計(jì)方案，需考量即時(shí)電池板的發(fā)電輸出檢測(cè)、電池板角度對(duì)照與控制基座傾角轉(zhuǎn)換與電池板輸出功率表現(xiàn)差異，為能快速產(chǎn)生參考數(shù)據(jù)，基本上為採(cǎi)行智慧型SoC平臺(tái)或是FPGA應(yīng)用平臺(tái)為主，因?yàn)樘柲茈姵氐淖啡障到y(tǒng)，通常也是隨同太陽能電池基座設(shè)置在裝設(shè)環(huán)境下，也就是屋頂、空地等戶外空間，這類環(huán)境通常伴隨高溫、高潮溼等嚴(yán)苛條件，使用SoC或嵌入式應(yīng)用平臺(tái)，可以達(dá)到較佳的系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)追日系統(tǒng)為使用太陽能發(fā)電自給自足，運(yùn)算單元必須達(dá)到有效節(jié)能才能發(fā)揮追日系統(tǒng)提升整體發(fā)電量的實(shí)用效益。

另追日系統(tǒng)為了與太陽光日照方向同步移動(dòng)，基本上為了節(jié)省驅(qū)動(dòng)電能，基本上是不用採(cǎi)實(shí)時(shí)持續(xù)追蹤、同步移動(dòng)，因?yàn)槿照兆兓窟^程還算緩和，基本上可以設(shè)定時(shí)間段的方式，採(cǎi)區(qū)段感測(cè)、分析、調(diào)整同步驅(qū)動(dòng)角度后，再將基座角度鎖定，而不需時(shí)時(shí)同步驅(qū)動(dòng)，以免將太陽能電池模組採(cǎi)集來的寶貴電能都在追日系統(tǒng)伺服機(jī)制上消耗掉了。

至于追日系統(tǒng)的可變角度基座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一般是盡量減少伺服馬達(dá)的數(shù)量，因?yàn)轳R達(dá)負(fù)載減少也相對(duì)代表耗能較低，但一般至少需要2組驅(qū)動(dòng)馬達(dá)設(shè)計(jì)，搭配基座結(jié)構(gòu)去進(jìn)行叁維空間的傾角與方向變化，盡量讓日照充分投射于太陽能電池板表面，達(dá)到最大化的發(fā)電容量產(chǎn)出。

搭配輸出感測(cè)與關(guān)鍵感測(cè)器 讓智慧追日系統(tǒng)更完善

一般智慧型追日系統(tǒng)，可以在光伏電池材料本身的發(fā)電輸出，先并聯(lián)一組類比／數(shù)位（D/A）轉(zhuǎn)換器，將輸出之光電轉(zhuǎn)換之發(fā)電容量即時(shí)反饋給SoC或嵌入式系統(tǒng)中，作為追日分析之方位、角度最佳化計(jì)算基礎(chǔ)資訊，而在嵌入式系統(tǒng)即時(shí)找到最佳角度與日照方位時(shí)，追日系統(tǒng)隨即驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)進(jìn)行基座的重定位，同時(shí)搭配輸出電能偵測(cè)回測(cè)確認(rèn)基座已定位在最佳化之太陽能電池板角度上，讓太陽能電池板隨時(shí)處于最高效的發(fā)電狀態(tài)位置上。

同時(shí)，為了避免追日系統(tǒng)耗用過多電能，進(jìn)行系統(tǒng)之輸出驗(yàn)證與重定位上，基本上我們?nèi)钥上冉⒒A(chǔ)的日照方位、角度最佳化歷史氣象資訊數(shù)據(jù)模型，讓追日系統(tǒng)可以在既定歷史數(shù)據(jù)模型上進(jìn)行10~15%的最佳化追日基座微調(diào)最佳化驅(qū)動(dòng)程序，避免智慧型追日系統(tǒng)持續(xù)不斷重新?lián)Q算最佳追日角度、方位，讓基座反覆驅(qū)動(dòng)、變更方位角度，徒增電能浪費(fèi)。

同時(shí)，也是智慧追日系統(tǒng)本身的節(jié)能考量，在進(jìn)行追日角度與方位換算時(shí)，智慧型追日系統(tǒng)也必須設(shè)置一容許範(fàn)圍值，而不需為了追求輸出極大化而反覆進(jìn)行驗(yàn)證、變更基座角度／方位程序，同時(shí)利用前述搭配時(shí)間段的方式進(jìn)行區(qū)段定位偵測(cè)，避免過度追求系統(tǒng)發(fā)電效能提升，反而讓追日系統(tǒng)成為太陽能發(fā)電機(jī)組的耗能問題。

另一方面，在追日系統(tǒng)也必須設(shè)置平衡感測(cè)器、追蹤感測(cè)器，平衡