جهاز تعقب الطاقة الشمسية، المعروف أيضًا باسم جهاز تعقب الطاقة الشمسية، هو نظام مفضل للحصول على أقصى قدر من الضوء من خلال تحديد المواقع على مدار اليوم وفقًا لزاوية حركة الشمس. في حين يتم الحصول على المزيد من الطاقة بفضل هذه الأنظمة بخلاف الألواح الشمسية القياسية، فإن المهمة الرئيسية لهذه الألواح هي التقاط الضوء بالزاوية المناسبة خلال اليوم. وتتبع هذه الألواح، التي تستخدم في محطات الطاقة الشمسية، خاصة في تطبيقات الطاقة التجارية والصناعية، أشعة الشمس موسميًا بالإضافة إلى التتبع اليومي.
 

يوفر نظام التتبع الشمسي، الذي يمكن تفضيله كمحور واحد أو ثنائي المحور، العديد من المزايا على المدى الطويل. تتحرك أنظمة التتبع أحادية المحور في اتجاه الشرق - الغرب. ويحاول تحقيق أقصى قدر من الكفاءة من خلال اتباع الحركات الأفقية فقط. وهي فعالة من حيث التكلفة. تتحرك أنظمة التتبع ثنائية المحور في اتجاه الشمال - الجنوب والشرق - الغرب. وبعبارة أخرى، فهي أنظمة رأسية وأفقية على حد سواء. وعلى الرغم من أنها من بين أكثر التطبيقات تفضيلاً، إلا أنها تتبع الزاوية المتغيرة للشمس على مدار العام.

مزايا ألواح التتبع الشمسي

توفر أجهزة تعقب الطاقة الشمسية مزايا لمستخدميها في العديد من الجوانب. أولاً، هذه الأنظمة، التي يمكن استخدامها في المشاريع الكبيرة والصغيرة الحجم، مفضلة أيضًا في المناطق خارج الشبكة والمناطق الزراعية. أصبحت لوحة تعقب الطاقة الشمسية، التي يمكن استخدامها خارج الشبكة من قبل أي شخص يرغب في إنتاج الطاقة الخاصة به، لا غنى عنها في المناطق الريفية والزراعية. بالإضافة إلى ذلك، فإن هذا التطبيق، الذي يُفضل استخدامه على شكل ثنائي المحور في المشاريع الصغيرة التي ترغب في زيادة الكفاءة في هذا المجال، يُستخدم أيضًا في المشاريع التجارية لتوفير إنتاج طاقة عالية.

توفر ألواح التتبع الشمسية كفاءة طاقة أكبر من الألواح الثابتة. وفي حين أن متوسط الكفاءة في الألواح الثابتة يبلغ 45% من الكفاءة في هذه الأنظمة. تكون كفاءة المساحة أعلى بكثير بالنسبة لألواح التتبع الشمسية ذات احتياجات الصيانة المتوسطة. على الرغم من أن التكلفة مرتفعة في البداية، إلا أن العائد مرتفع على المدى الطويل. يمكن استخدام خوارزميات زيادة الكفاءة في هذه الألواح، والتي يتم تحديثها باستمرار مع التطورات في صناعة الطاقة الشمسية. بالإضافة إلى ذلك، وبفضل تحسينات البرامج، يمكن تفضيلها بتكلفة أقل. يمكن لأنظمة الجيل الجديد الآن ضبط نفسها وفقًا للطقس والتحول تلقائيًا إلى وضع الحماية في الظروف المعاكسة. وفيما يلي مزايا الألواح التي تتبع الشمس.

• ميزة التكيف الموسمي: يمكن تحقيق أعلى كفاءة في الصيف والشتاء في الأنظمة ثنائية المحور التي تتحرك وفقًا لزوايا الشمس المتغيرة باستمرار على مدار العام.
• ميزة المساحة: يمكن لهذه الأنظمة نقل سعة طاقة أعلى إلى نفس المساحة. بمعنى آخر، يمكن لأولئك الذين يرغبون في استخدام المساحة بكفاءة في المشاريع ذات المساحات المحدودة اختيار نظام التتبع الشمسي.
• أداء عالٍ: يتم وضع لوحة تتبع الطاقة الشمسية بزاوية قائمة مع الشمس. وبهذه الطريقة، يتم تحسين إنتاج الطاقة. في المساء والصباح عندما تكون أشعة الشمس منخفضة، يستمر إنتاج الطاقة بفضل جهاز تعقب الطاقة الشمسية.
• الكفاءة: كفاءة هذه الأنظمة عالية. وبفضل مساحة سطحها، تستمر في استقبال الضوء طوال اليوم، مما يوفر إنتاجًا إضافيًا بنسبة 30% إلى 45%.
• أنظمة أحادية المحور: توفر هذه الأنظمة كفاءة أعلى بنسبة 10% إلى 30% من اللوحات الثابتة. وهي منخفضة التكلفة مقارنة بالألواح ذات المحور المزدوج. بالإضافة إلى ذلك، فإن عدد الأجزاء المتحركة منخفض وبالتالي فإن الحاجة إلى الصيانة منخفضة.
• أنظمة ثنائية المحور: يوفر ميزة التتبع الكامل للشمس. وهو متوافق مع جميع التغيرات في زوايا الطاقة الشمسية وكفاءته عالية على مدار العام. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تحقيق أقصى قدر من الكفاءة في المناطق الصغيرة.

تحتوي هذه الأنظمة على أجزاء متحركة. وبطبيعة الحال، ينبغي إجراء الصيانة بشكل متكرر. ويمكن ضمان الاستخدام طويل الأجل من خلال تطبيق الصيانة الدورية لمنع تآكل أجهزة الاستشعار والتروس والمحركات. وتجدر الإشارة إلى أن تركيب أجهزة تعقب الطاقة الشمسية، التي يمكن أن تحمي نفسها من الظروف الجوية القاسية، أمر معقد. ومع ذلك، فإن الكفاءة التي يتم الحصول عليها أعلى بكثير من الألواح القياسية.

كيف تتبع الألواح الشمسية الشمس؟

يتبع نظام التتبع الشمسي أو جهاز التتبع الشمسي الشمس بفضل الأنظمة الإلكترونية والميكانيكية. تتم مراقبة حركات الشمس خلال النهار من خلال هذه الأنظمة ويتم ضبط زاوية اللوحة تلقائيًا وفقًا لهذه الحركات. فيما يلي تفاصيل عملية التتبع، التي تتم بفضل وحدات التحكم والمحركات وأجهزة الاستشعار.

• تتبع الاستشعار: تشمل أنظمة التعقب الشمسي أنظمة استشعار الضوء. وقد توجد أيضاً صمامات ثنائية ضوئية. يتم الكشف عن شدة واتجاه ضوء الشمس بواسطة هذه. ومع تغير شدة الضوء وموضعه، يتم الكشف بواسطة المستشعرات. بعد حساب الزاوية، يتم ضمان عودة اللوحة إلى المكان الصحيح.
• المحرك والآليات: يتم إرسال المعلومات من المستشعر إلى كل من المحرك والأنظمة الميكانيكية. تضمن المحركات تحرك اللوحة وفقًا للزاوية الصحيحة. في الأنظمة أحادية المحور، هناك حركة أفقية، بينما في الأنظمة ثنائية المحور، هناك حركة أفقية ورأسية على حد سواء.
• وحدة التحكم: تُعرف وحدة التحكم بأنها العقل المدبر لنظام التعقب الشمسي. هنا، تتم معالجة البيانات من المستشعرات وتحديد اتجاه ووقت حركة المحركات. بعد هذه العمليات التلقائية، تبدأ الألواح في التحرك وفقًا لموضع الشمس. وفي حالة حدوث انحراف، يتم إجراء التصحيحات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تبديل الألواح للحماية من الظروف الجوية السيئة.
• تتبُّع الحركة: يقوم المتتبع الشمسي بتحريك الألواح الشمسية من الشرق إلى الغرب. وبهذه الطريقة، يستمر في التقاط أشعة الشمس في أعلى مستوى. يتم وضع سطح لوحة التتبع دائمًا في الزاوية الأكثر ملاءمة. حتى لو كانت بزاوية منخفضة، فإن اللوحة تتجه مباشرة إلى الشمس وتستمر في إنتاج الطاقة. بالإضافة إلى الحركة اليومية، يتم أيضًا تتبع الحركة الموسمية. تتحرك الشمس بزاوية عالية في الصيف وبزاوية منخفضة في الشتاء. يمكن استخدام متتبع الطاقة الشمسية ثنائي المحور لتتبع الحركة الموسمية.
• وضع الحماية: تحتوي هذه الأنظمة على وضع حماية خاص. يتم منع تلف الألواح في الأيام العاصفة أو العاصفة. عندما تكتشف مستشعرات الحماية مثل هذه الحالات، فإنها تقوم بإعادة اللوحات إلى الوضع الأفقي عبر وحدة التحكم. وينطبق الأمر نفسه على أحداث الطقس مثل الجليد أو الثلج.

وبفضل هذه الميزات، تعمل الألواح المزودة بنظام التتبع، والتي تعمل بكفاءة أكبر من الألواح الثابتة، على تحسين نفسها وفقًا لموقع الشمس. عند تفضيلها في المشاريع الكبيرة الحجم، يمكن أن يزيد إنتاج الطاقة بنسبة تصل إلى 45%.
 

المحتوى الموصى به: نظام التتبع الشمسي - تعرف على المزيد حول

هل تفشل الألواح التي تتبع الشمس؟

يمكن أن تتعطل الألواح التي تتبع الشمس في بعض الأحيان. لأن هذه الأنظمة تحتوي على مكونات إلكترونية. نظرًا لاستخدام الأجزاء المتحركة أيضًا، يمكن ملاحظة مشاكل مختلفة. عندما يتم إجراء عملية الصيانة الصحيحة، سيكون الاستخدام طويل الأجل موضع تساؤل. فيما يلي الأعطال الأكثر شيوعًا واقتراحات الحلول في أنظمة التتبع الشمسي.

• أخطاء التثبيت والتركيب غير الصحيح: سيؤدي التركيب غير الصحيح لهذه الأنظمة إلى تعطل النظام على المدى الطويل. وبطبيعة الحال، فإن الدعم من الشركات المحترفة مطلوب. خاصةً أن تعطل المستشعر يؤدي إلى اختلال اللوحة. يجب أن يتم التركيب الخالي من المشاكل بالتركيب الصحيح ودعم الخبراء.
• مشاكل التوصيل: يمكن أن تؤدي التوصيلات المفكوكة إلى انقطاع تدفق الكهرباء. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يمنع تآكل الكابلات أيضًا النظام من العمل بشكل صحيح. لذلك، من المهم ألا تتأثر الكابلات، خاصة تلك الموجودة في الهواء الطلق، بالعوامل البيئية.
• مشاكل المعايرة: بعد فترة، قد يخرج المحرك والمستشعرات عن المعايرة. يتسبب هذا الوضع في تضليل اللوحات. ولتجنب مشاكل المعايرة، من الضروري التأكد من أن النظام يعمل من الزاوية الصحيحة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الاكتشاف المبكر للمشاكل يعني الحفاظ على الأداء العالي على المدى الطويل.
• مشاكل إمدادات الطاقة: الطاقة الكهربائية مطلوبة للتشغيل السلس لوحدات التحكم والمحرك. في حالة انقطاع إمدادات الطاقة، قد يتوقف نظام التتبع تمامًا. ولذلك، من المهم دعم النظام ببطارية يمكنها عمل نسخة احتياطية من نفسها. بالإضافة إلى ذلك، يجب توفير مصدر طاقة موثوق به.
• المشاكل الناجمة عن العوامل البيئية: يمكن أن يتأثر جهاز تعقب الطاقة الشمسية، الذي يعمل في الغالب في ظروف الهواء الطلق، بأحداث مثل البرد والثلج والعواصف والأمطار. يجب تفضيل المواد المتينة لمنع هذه الحالات التي يمكن أن تسبب أضرارًا مادية.
• مشاكل المستشعر: لا ينبغي أن ننسى أن المستشعر، وهو أحد أهم المكونات، قد يقدم بيانات غير صحيحة بسبب تراكم المياه أو الغبار أو الأوساخ. لذلك، يجب إجراء التنظيف والصيانة الدورية.

من خلال الاهتمام بعوامل مثل الصيانة الدورية والتنظيف ومخزون قطع الغيار والمعايرة، يمكنك استخدام أنظمة التتبع الشمسي بأداء عالٍ على المدى الطويل. ومن العوامل التي يجب مراعاتها في هذه الأنظمة استبدال الأجزاء البالية، والحفاظ على نظافة أسطح المستشعرات واللوحة، وتفعيل وضع الحماية التلقائية.