Absolute Neigungssensoren erweisen sich als vorteilhaft in Solar-Nachführsystemen
Missverständnis Nr. 1:
Unsere Systeme verwenden Berechnungen, die auf dem Sonnenstand basieren, und diese Formel ist in unserem Tracker-Modul integriert, so dass kein Neigungsmesser erforderlich ist.
Der Algorithmus (Softwareprogramm) wird eigentlich als Teil eines Messsystems mit geschlossenem Regelkreis benötigt. Aber ohne ein absolutes Messgerät wie z. B. einen Neigungsmesser (schwerkraftbasiertes Neigungsmessgerät) weiß man nicht, ob der tatsächliche Solarkollektor (sei es ein Modul oder ein Panel) wirklich in die richtige Richtung zeigt. Der Algorithmus sagt einem, wohin man zeigen soll... der Neigungssensor sagt, dass man tatsächlich dorthin zeigt. Man kann sich den Algorithmus als Karte vorstellen und den Neigungsmesser als Füße auf dem Boden, die Feedback geben.
Es gibt Bedingungen, die beeinflussen können, ob der Sonnenkollektor richtig ausgerichtet ist oder nicht, und ein System mit offenem Regelkreis ist nicht in der Lage, diese Bedingung zu erkennen. Die Punkte, die ein System mit offenem Regelkreis beeinflussen, können in einem System mit geschlossenem Regelkreis wie folgt korrigiert werden:
Seismische Bewegung des Solarkollektors/Fundaments: Ein guter Utility-Solargenerator sollte für eine Lebensdauer von mindestens zwanzig Jahren ausgelegt sein; während dieser Lebensdauer können jedoch Dinge passieren. Wenn das System den Kollektor einfach X Schritte oder Zählungen fährt, wird die Position einfach abgeleitet und ist nicht bekannt. Ein Neigungsmesser, der auf dem Kollektor positioniert ist, gibt dem System dagegen eine absolute Position.
Windanprall: Großflächige Solarkollektoren sind große Geräte, bei denen vorherrschende Winde mechanische und winkelmäßige Versetzungen verursachen können, und wenn es keinen absoluten Sensor (z. B. einen schwerkraftbasierten Neigungsmesser) gibt, der den wahren Winkel anzeigt, können diese Versetzungen die Winkelposition beeinflussen. Auch hier kann ein System mit offenem Regelkreis ohne Rückkopplung die vorherrschenden Windbedingungen nicht kompensieren.
Verlorene Übertragungsdaten: Manchmal kann die Datenübertragung beschädigt werden oder verloren gehen. Das Vorhandensein eines Neigungsmessers an Bord dient (wie oben erwähnt) als Prüfstandard, um zu wissen, ob Sie dorthin zeigen, wohin Sie zeigen wollen.
Stromausfall: Diese Bedingung ist dem Verlust von Übertragungsdaten sehr ähnlich. Wenn es keinen Prüfstandard gibt, wie z. B. einen Neigungsmesser, der eine Rückmeldung gibt, muss das System bei einem Stromausfall neu kalibriert werden, wodurch Betriebszeit verloren geht. Dies kann z. B. durch Zurückfahren in die Stauposition und Auslösen von Reset-Schaltern usw. geschehen. Die Verwendung eines Neigungssensors liefert die absolute Winkelposition, sobald die Stromversorgung wiederhergestellt ist. Die Systeme müssen nicht zurückgesetzt werden, wodurch eine teure Neukalibrierung entfällt.
Missverständnis Nr. 2:
Wenn die Fotodioden keine Sonne sehen, programmiert die Software den Tracker so um, dass er in dieser Zeit seine korrekte Position findet; daher benötige ich keinen Neigungsmesser.
Photodioden werden zur Erfassung der Sonne verwendet. Sie sind eine Form des absoluten Sensors, aber sie haben Mängel, wenn es darum geht, das Solarmodul in eine Stauposition zu bringen (was ein gutes, auf einem Neigungsmesser basierendes System leisten kann). Wenn Wolken die Sonne verdecken, fallen die Fotodioden angeblich auf den Algorithmus zurück, um sich neu einzustellen, also zahlen Sie gutes Geld für einen Sensor, der negiert wird, wenn Wolken am Himmel sind. Um das Problem weiter zu verschärfen, kann Wind einen Winkelversatz verursachen und die begleitenden Wolken verdecken den Sensor vor der Sonne, dann fällt das System auf den Algorithmus zurück, der durch den Wind, der den Kollektor ablenkt, negiert wird. Ein verschärftes Problem, das durch die Verwendung eines auf einem Neigungsmesser basierenden Systems beseitigt werden kann.
Irrtum Nr. 3:
Wir verwenden absolute Drehgeber und Software und brauchen keinen Neigungsmesser.
Ein Absolutwertgeber verliert ähnlich wie ein Neigungssensor seine Position bei Stromausfall nicht. Bei Ausfall der Stromversorgung/Übertragung zählt der Absolutwertgeber, um das Solarmodul neu zu positionieren. Dies ist ein praktikabler, aber kostspieliger Ansatz. Ein absoluter Encoder mit einer Auflösung von .003 Grad ist sehr teuer. Ein elektrolytischer Zwei-Achsen-Neigungssensor ist zu einem Bruchteil des Preises erhältlich und ist von Natur aus ein Zwei-Achsen-Produkt. Encoder haben nur eine Achse. Ein guter absoluter Encoder kann eine Auflösung von 17 Bit bieten, was einer Unterteilung eines 360-Grad-Kreises in 131.072 Zählungen entspricht. Bestimmte schwerkraftbasierte Neigungssensoren (innerhalb ihres Messbereichs) lösen problemlos bis 0,05 Grad auf, was 180.000 Zählungen entspricht. Alle Encoder haben bewegliche mechanische Teile (z. B. Wellen, Lager usw.), die dem Verschleiß unterliegen. Jeder Encoder muss über eine Welle angetrieben werden, im Gegensatz zum Neigungsmesser, der lediglich auf dem eigentlichen Kollektor installiert wird. Beim Vergleich von Encodern und Neigungssensoren ist zu bedenken, dass ein Encoder ein angetriebenes Gerät ist, das den Benutzer über die Position eines mechanischen Gestänges informiert, aus dem die Position abgeleitet wird.
Zusammengefasst: Die schlichte Eleganz des Neigungssensors besteht darin, dass er allein durch die Anbringung am Sonnenkollektor eine absolute Winkelposition in einer oder zwei Ebenen ausgeben kann.