معلومات عامة عن الترانزيستورات

مشروعات الكترونية : المتتبع الشمسي SOLAR TRACKER

السلام عليكم ورحمة الله زوار ومتتبعوا مدونة جوابك، موضوع هذا المقال سيكون حول شرح لمشروع المتتبع الشمسي للالواح الشمسية Solar tracker .

اصبح الاعتماد على الطاقات المتجددة  لانتاج الطاقة الكهربائية ضرورة ملحة وذلك راجع لمجموعة من الامتيازات من اهمها كون الطاقة المتجددة  طاقة نظيفة كما انها اقتصادية.

تعمل الخلايا الشمسية على تحويل ضوء الشمس (الفوتونات) الساقط على الالواح  الى طاقة كهربائية.

للمزيد من المعلومات حول الطاقة الشمسية اضغط هنا

فكرة مبدئية حول المشروع 

فكرة المشروع الخاص بنا تتجلى في تتبع أي مصدر اضاءة للاستفادة بشكل قصوي من الطاقة المنبعثة من الشمس وبالتالي الحصول على نسبة مهمة من الطاقة الكهربائية.

سنحتاج في مشروعنا هذا الى العناصر التالية

• 2*LDRs مقاومتان ضوئيتان يتم تثبيتهما في الجانبين

عند تسليط ضوء بشكل تدريجي على المقاومة الضوئية فإن مقاومتها تقل لتصل إلى قيمة صغيرة جداً وذلك حسب شدة سطوع الضوء الساقط على سطح المقاومة الضوئية، والعكس عند حجب الضوء عن المقاومة الضوئية بشكل تدريجي فإن مقاومتها ترتفع لقيمة عالية جدا.

• لوحة شمسية ذات الابعاد الصغيرة (يمكنك اختيار أي بعد)

يمكنك اللوح الشمسي من انتاج الطاقة الكهربائية.

• محرك ذو التيار المستمر DC

يعمل المحرك الكهربائي على تحويل الطاقة الكهربائية الى طاقة ميكانيكية. 

• مقاومتين من فئة 2*10Kohm
• بطارية 3.7V 
• الدارة المتكاملة TDA2822

تتكون هذه الدارة المتكاملة من مكبرين تفاضلين

مبدا عمل الكتتبع الشمسي Solar tracker 

يتم تثبيت المقاومات الضوئية LDR على حواف اللوح الشمسي. تنتج المقاومات الضوئية مقاومة منخفضة عند سقوط الضوء عليها والعكس صحيح انها تنتج مقاومة مرتفعة في الظلام وبالتالي تصبح موصلة. يقوم محرك ذو التيار المستمر المتصل باللوحة بتدوير اللوحة في الاتجاه الذي تكون فيه الاضاءة اكثر شدة. يتم تثبيت المقاومات الضوئية على اللوح الشمسسي بطريقة يتم فيها مقارنة الضوء على الجهتين ويتم تدوير اللوح الشمسي باتجاه المقاومة الضوئية LDR التي تتميز بموصلية عالية أي المقاومة الضوئية التي تسقط عليها شدة الاضاءة بشكل عالي، (أي مقاومة منخفضة مقارنة بالآخرى). يقوم محرك التيار المستمر DC  بتدوير اللوحة بزاوية معينة.

عندما تكون شدة الاضاءة الساقطة على المقاومة الضوئية LDRالمتبثة في الجانب الأيمن شديدة، تتحرك اللوحة ببطء نحو اليمين وإذا كانت شدة الاضاءة الساقطة على المقاومة الضوئية LDR المتبثة في الحانب الأيسر أكثر، تتحرك اللوحة ببطء نحو اليسار. في وقت الظهيرة، تكون الشمس في المنتصف وتكون شدة الضوء على كلا اللوحتين متساوية. في مثل هذه الحالات ، يكون اللوح الشمسي ثابت ولا يوجد دوران.

تصميم نظام المتتبع الشمسي Solar Tracker 

يتكون النظام نظام المتتبع الشمسي Solar tracker من وحدة التحكم TDA2822 ، لوحة شمسية ، مقاومات ضوئيةLDR ، محرك ذو التيار المستمر.

الدارة المتكاملة TDA2822 

اللوح الشمسي

يتم تثبيت اللوح الشمسي فوق محرك التيار المستمر حتى يتم التمكن من تدوير اللوح بالاتجاه المعين. تتكون الألواح الشمسية من مجموعة من الخلايا الضوئية. الخلية الكهروضوئية ليست سوى خلية شمسية. تتكون الخلية الشمسية من مادة السيليكون شبه الموصلة.

عندما يسقط الشعاع الضوئي من الشمس على الخلية الشمسية، تمتص هذه الخلية قدرًا من الطاقة. تكفي الطاقة الممتصة من تحرير الالكترونات. تحتوي الخلايا على مجال كهربائي واحد أو أكثر يوجه الإلكترونات التي تولد التيار. عن طريق وضع طاقة ملامسة للمعادن يمكن الحصول عليها من هذه الخلايا.

المقاومة الضوئية LDR

المقاومات الضوئية LDRs هي المقاومات التي تعتمد قيم مقاومتها على شدة الاضاءة. مع زيادة شدة الضوء الساقط على LDR ، تنخفض قيمة المقاومة. في الظلام، سيكون لدى LDR مقاومة مرتفعة. تنتج المقاومة الضوئية LDR قيمة تماثلية يجب تحويلها إلى رقمية.لتحويل القيمة الثماتلية قيمة رقمية يتم استخدام المحول التناظري - الرقمي.

الدارة المتكاملة TDA2822 IC

TDA2822 عبارة عن دارة متكاملةIC، يحتوي على مضخمين عمليين Op-Amps داخل الحزمة الخاصة به، يمكن للمخرجين توفير 250 ملي واط من الطاقة الناتجة. 

محرك التيار المستمر

يستخدم محرك التيار المستمر في تدوير اللوح الشمسي. يقوم محرك التيار المستمر من تدوير اللوح الشمسي في الاتجاهين المباشر والمعاكس. لتغير اتجاه دوران محرك التيار المستمر يكفي فقط عكس اقطاب التغدية.

من خلال توصيل البطارية باللوحة الشمسية، يمكنك تخزين الطاقة التي تولدها الخلايا الشمسية ويمكن استخدام هذه الطاقة عند الحاجة. توجد دوائر للتحكم في الشحن مخصصة للتحكم الفعال في الشحن المكتسب من الألواح الشمسية وشحن البطاريات.

كيف يعمل المتتبع الشمسي ؟

هذه هي الخطوات المجملة التي ستحتاج القيام بها في هذا المشروع.

• قم بتصميم الدارة الخاصة بهذا النظام "نظام المتتبع الشمسي".
• قم بوضع هذا النظام مباشرة تحت أي مصدر اضاءة. سترى ان اللوح يغير الاتجاه.

استنادًا إلى الضوء الساقط على المقاومة الضوئية LDRs، يغير متحكم TDA2822 اتجاه دوران محرك التيار المستمر الذي يحرك بدوره اللوح الشمسي.

مزايا المتتبع الشمسي SOLAR TRACKER 

• تقليل المساحة أي انه سيمكنك من استغلال مساحة صغيرة على العكس من ذلك ان قمت بتثبيت الالواح الشمسية بدون متتبع  فستحتاج الى مساحة كبيرة.
• يمكنك هذا النظام أيضًا من توفير المال حيث سيمكنك من خفض نسبة التكلفة اي خفض عدد الالواح الشمسية.
• يمكن من الاستفادة القصوية من الطاقة الشمسية وذلك من خلال التعقب المستمر للشمس.
• هذا النظام عبارة عن نظام دكي.

تطبيقات المتتبع الشمسي 

يمكن استخدام هذه اللوحات لتشغيل إشارات المرور وأضواء الشوارع.

يمكن استخدامها في المنزل لتشغيل الأجهزة باستخدام الطاقة الشمسية.

يمكن استخدامها في الصناعات حيث يمكن توفير المزيد من الطاقة عن طريق تدوير اللوحة.

...

فيديو لمشروع المتتبع الشمسي

الى هنا قد تكونوا تعرفتم على مبدأ عمل المتتبع الشمسي باستخدام المتحكم TDA2822. 

نلقاكم في مقال اخر باذن الله ...