Pelacakan Matahari Sistem Tenaga Surya

Pelacakan Matahari Sistem Tenaga Surya

pengantar

Sumber energi

Dengan perkembangan yang berkembang, muncullah kebutuhan energi selanjutnya untuk setiap bagian kehidupan manusia. Sumber energi utama adalah alam, yang menyediakan beberapa sumber seperti bahan bakar fosil. Sumber daya alam dapat diklasifikasikan menjadi sumber energi tak terbarukan dan terbarukan.



Sumber energi tak terbarukan seperti batu bara, minyak, gas alam sebagian besar digunakan, tetapi tidak dapat diisi ulang. Selain itu, faktor-faktor seperti pemanasan global, kenaikan bahan bakar yang terus menerus menciptakan hambatan dalam penggunaan sumber energi tersebut.


Untuk selanjutnya satu-satunya cara adalah dengan menggunakan sumber energi terbarukan, yang dapat diisi ulang dan diganti. Contohnya adalah energi angin, energi matahari, energi termal.





Dari energi matahari inilah yang paling utama.

Lihat proyek langsung dari Panel Surya Pelacakan Matahari



Matahari sebagai Sumber Energi

Fusi nuklir di inti aktif matahari menghasilkan suhu bagian dalam 107K dan fluks radiasi bagian dalam dengan distribusi spektral yang tidak merata. Radiasi dalam ini diserap di lapisan pasif luar yang dipanaskan hingga sekitar 5800K. Radiasi ini menghasilkan energi cahaya dalam bentuk foton yang membawa energi dan momentum dalam jumlah besar. Foton-foton ini dapat dibelokkan atau diserap selama perjalanannya dari matahari ke bumi.

Bumi menerima daya radiasi matahari sekitar 1,73 * 1014KW. Daya yang diterima terus menerus ini terintegrasi dengan energi total 5,46 * 10dua puluh satuMJ per tahun. Jadi energi matahari adalah sumber energi paling relevan yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan umat manusia yang terus meningkat.


Ada tiga cara berbeda untuk mengumpulkan energi ini, berdasarkan jenis kolektornya:
  • Kolektor pelat datar adalah jenis kolektor yang lebih umum digunakan saat ini. Itu adalah susunan panel surya yang disusun dalam bidang sederhana.
  • Kolektor fokus pada dasarnya adalah kolektor bidang datar dengan perangkat optik yang diatur untuk memaksimalkan radiasi yang jatuh pada fokus kolektor. Ini saat ini hanya digunakan di beberapa area yang tersebar. Tungku surya adalah contoh kolektor jenis ini.
  • Kolektor pasif sangat berbeda dari dua jenis kolektor lainnya. Kolektor pasif menyerap radiasi dan mengubahnya menjadi panas secara alami, tanpa dirancang dan dibuat untuk itu.

Panel surya

Dari pelat datar ini, kolektor paling banyak digunakan. Contohnya adalah panel surya.

Panel surya adalah sekumpulan sel surya yang tersusun dalam sebuah matriks. Panel ini dapat mengumpulkan daya antara 10 hingga 300W.

Sel surya adalah perangkat semikonduktor dua lapis yang digunakan untuk menyerap radiasi. Ia bekerja berdasarkan prinsip fotovoltaik, yang menyiratkan pembangkitan tegangan melalui cahaya datang. Ketika cahaya jatuh ke lapisan, ia menggairahkan elektron, menyebabkan mereka melompat dari satu lapisan ke lapisan lainnya, membentuk muatan listrik.

Diagram Panel Surya

Sumber gambar - etap - etap

Sistem penerima tenaga surya tipikal terdiri dari bagian-bagian berikut
  1. Panel Surya- Untuk mengumpulkan daya.
  2. Inverter- Untuk mengubah daya DC yang diterima ke AC.
  3. Baterai- Untuk menyimpan daya DC yang diterima.

Pemasangan Panel Surya

Salah satu kendala utama dalam penggunaan panel surya adalah cara pemasangannya untuk menerima energi cahaya maksimum dari matahari.

Faktor-faktor yang mempengaruhi output atau efisiensi panel surya adalah sebagai berikut:
  • Arah: Jika lokasinya berada di belahan bumi utara, panel harus menghadap ke utara dan lokasi di belahan bumi selatan, panel harus menghadap ke selatan.
  • Kemiringan atau Orientasi : Panel Surya harus memiliki kemiringan yang sama dengan garis lintang lokasinya. Seiring dengan perubahan kemiringan rotasi bumi, panel surya perlu disesuaikan untuk mendapatkan cahaya yang maksimal.
  • Jenis permukaan : Permukaan yang lebih luas lebih disukai karena menerima sinar matahari dalam jumlah maksimum.

Untuk membuat pemasangan panel yang efisien, sehingga menerima sinar matahari yang cukup, perangkat yang disebut Pelacak digunakan yang mengarahkan panel ke bumi.

Ada dua jenis pelacak:

Sebuah. Pelacak Pasif :

Pelacak pasif menggunakan sistem di mana cairan bergerak saat dipanaskan oleh matahari dan digunakan untuk menggerakkan panel, secara otomatis kembali ke posisi yang benar untuk pagi hari. Ini terdiri dari dua tangki tabung yang ditempatkan di sisi panel surya sehingga jika Panel tidak sejajar dengan matahari, cairan di dalam tangki menjadi panas tidak merata sehingga menyebabkan perbedaan tekanan. Perbedaan tekanan ini selanjutnya menyebabkan cairan bergerak menuju tangki dengan temperatur rendah. Dengan demikian, saat level cairan berfluktuasi di antara dua tangki, pergeseran berat menyebabkan gravitasi memutar pelacak seiring dengan orientasi Matahari. Mereka lebih murah dan tidak memerlukan peralatan listrik serta membutuhkan lebih sedikit perawatan. Namun, mekanisme penginderaan cahaya konvensional mungkin tidak terbukti akurat selama hari mendung dan juga tidak efisien.

b. Pelacak Aktif :

Pelacak Aktif biasanya terdiri dari motor seperti Servo Motor atau a Motor stepper untuk memutar panel. Idealnya, radiasi matahari mengenai panel pada sudut 90⁰. Motor mempertahankan panel pada sudut tersebut, untuk menerima radiasi maksimum. Kontrol motor dapat dilakukan dengan salah satu dari dua cara tersebut. Salah satu caranya adalah menggunakan sistem elektronik untuk menghitung posisi astronomis matahari di lokasi tertentu dan memutar panel surya pada orientasi tegak lurus matahari pada interval waktu yang telah ditentukan. Kontrol lain menggunakan pengaturan sensor untuk merasakan kecerahan di langit dan memutar panel pada sudut kanan sesuai orientasi matahari.

Penerapan Metode Di Atas

Aplikasi Pemasangan Panel Surya

Aplikasi Pemasangan Panel Surya

Motor stepper dikontrol menggunakan mikrokontroler 8051 , melalui IC driver relay ULN2003A. Ini terdiri dari panel daya rendah pada porosnya dan memberikan rotasi 0 hingga 180⁰ rotasi dalam langkah interval 5 detik masing-masing. Rotasi motor stepper ini sesuai dengan rotasi bumi mengelilingi matahari, yang menyebabkan 180⁰ perubahan arah bumi terkait matahari. Motor stepper diprogram untuk memberikan putaran 90⁰ hampir sepanjang waktu.