Sapete come vengono posizionati i pannelli fotovoltaici per ottenere la migliore esposizione alla luce solare? Tutto grazie ai sistemi di inseguimento solare che seguono il percorso del sole durante il giorno! I sistemi di inseguimento solare regolano la direzione in modo che un pannello solare sia sempre allineato con la posizione del sole. Sorprendentemente, posizionare i pannelli perpendicolarmente al sole permette loro di ricevere più luce solare. Poiché viene riflessa meno luce, i pannelli catturano più energia solare. Più stretto è l' angolo di incidenza , maggiore è la quantità di elettricità che un pannello fotovoltaico può produrre. L'uso più comune dei sistemi di inseguimento solare è quello di allineare i pannelli fotovoltaici perpendicolarmente al sole. Aiutano anche a localizzare i telescopi spaziali.

Cos'è un sistema di inseguimento solare?

Un sistema di inseguimento solare (o inseguitore solare) aumenta la produzione di energia del vostro impianto fotovoltaico spostando i pannelli per seguire il sole durante il giorno, ottimizzando l'angolo di incidenza della radiazione solare. Gli inseguitori solari sono generalmente utilizzati per impianti fotovoltaici a terra e grandi installazioni autoportanti come gli alberi solari ; non sono comunemente impiegati in progetti solari residenziali.

Fonte: ResearchGate

Diamo un'occhiata ai diversi tipi di inseguitori solari e vediamo come ciascuno di essi funziona per massimizzare la produzione di energia:

Inseguitore solare monoasse: Immagina i tuoi pannelli solari che seguono il sole come un girasole, dalle prime luci dell'alba al tramonto. Un inseguitore solare monoasse fa proprio questo, spostando i pannelli da est a ovest con il passare delle ore. Questo movimento semplice ma efficace aumenta significativamente la quantità di energia solare catturata durante il giorno, garantendoti di ottenere il massimo dal tuo impianto solare.

Inseguitore solare a doppio asse: porta l'inseguimento solare a un livello superiore con un inseguitore solare a doppio asse, che offre una flessibilità a 360 gradi muovendosi in due direzioni: da est a ovest e da nord a sud. Questo permette ai tuoi pannelli di seguire il percorso del sole nel cielo durante tutto l'anno, adattandosi ai cambiamenti stagionali e ottimizzando la produzione di energia ovunque tu sia. È come avere un impianto solare sempre nella posizione perfetta, garantendo prestazioni costanti e affidabili in qualsiasi clima.

Sistemi di inseguimento solare attivo: I sistemi di inseguimento solare attivo sono come gli assistenti intelligenti del mondo del solare. Utilizzano una piccola quantità di energia per alimentare motori che inclinano con precisione i pannelli, trovando sempre il punto più soleggiato del cielo. Dotati di sensori di luce, questi sistemi si regolano automaticamente all'angolazione ottimale, risultando ideali per impianti solari di grandi dimensioni e complessi, dove massimizzare la produzione di energia è fondamentale.

Sistemi di inseguimento solare passivo: I sistemi di inseguimento solare passivo sono dispositivi che funzionano senza bisogno di energia aggiuntiva. Sfruttano in modo intelligente il calore del sole per riscaldare un gas al loro interno, che si espande e sposta i pannelli verso la luce. Con il calare della temperatura, il gas si contrae e i pannelli si riposizionano gradualmente, pronti a catturare i primi raggi dell'alba successiva. Ideali per installazioni di piccole dimensioni o in zone remote, questi sistemi offrono una soluzione a bassa manutenzione ed efficiente dal punto di vista energetico per seguire il sole.

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Vale la pena utilizzare i sistemi di inseguimento solare?

Un sistema di inseguimento solare può essere utile per le installazioni installate in aree con un’accessibilità accettabile all’energia solare. Dovresti considerare l'installazione di un inseguitore solare in modo che i tuoi pannelli possano ricevere la luce solare durante il giorno. L’inseguimento solare può aumentare significativamente la produzione di energia sia nelle configurazioni montate a terra che su quelle sul tetto. Tuttavia, questi gadget sono adatti solo per alcune configurazioni di pannelli solari. Prima di decidere sull’inseguimento solare, considera il clima, lo spazio e l’ombreggiamento.

I dispositivi inseguitori solari sono adatti per installazioni con spazio limitato ed elevato fabbisogno energetico. A causa dei movimenti annuali del sole, questi sistemi di tracciamento sono particolarmente vantaggiosi per le installazioni in aree ad alta latitudine. I sistemi di inseguimento solare sono spesso utilizzati anche in grandi progetti commerciali. A seconda del clima e del luogo di installazione, gli inseguitori solari possono essere estremamente utili.

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Quali sono i metodi di inseguimento solare?

Quando i pannelli solari sono soggetti alla luce solare, l'angolo che si forma quando i raggi solari incontrano la superficie del pannello solare (noto come “angolo di incidenza”) influisce sull'efficacia con cui il pannello converte la luce solare che entra in elettricità. Minore è l'angolo di incidenza, maggiore è l'energia che un pannello solare può generare. Gli inseguitori solari cercano di ridurre questo angolo orientando i pannelli in modo che la luce li colpisca perpendicolarmente alla loro superficie.

I sistemi di inseguimento passivo si basano interamente sul calore solare per orientare e muovere il motore. Il movimento del motore è determinato da un fluido gassoso compresso a basso punto di ebollizione, in risposta allo squilibrio termico del sole. I sistemi di inseguimento attivo utilizzano dei controllori per dirigere il movimento del motore in base alla posizione del sole. Come componenti sensori, nei sistemi di inseguimento solare attivo vengono impiegati fotoresistori (LDR) . La differenza di segnale in uscita viene utilizzata per generare segnali di errore. Un processore utilizza data/ora e informazioni geografiche per calcolare la posizione del sole e inviare segnali per l'orientamento del motore.

Gli inseguitori solari di fascia alta includono anche un sistema di feedback che rimanda il segnale di uscita di vari processi come input al sistema sotto controllo. In questo modo è possibile correggere i guasti e compensare i disturbi del sistema.

Quali sensori vengono utilizzati nel monitoraggio solare?

I sistemi di inseguimento solare sono progettati per regolare l'orientamento dei pannelli solari per seguire il movimento del sole nel cielo, massimizzando la cattura di energia. Ecco una ripartizione di come funzionano questi sistemi e dei sensori coinvolti nei diversi meccanismi di tracciamento.

Inseguitori ad asse singolo

Gli inseguitori monoasse vengono utilizzati per allineare pannelli solari, vasche paraboliche o collettori lineari di Fresnel da est a ovest in direzione nord-sud. A seconda della precisione di tracciamento richiesta, vengono utilizzati diversi sensori:

1. Sensori induttivi

• Funzione: Questi sensori sono spesso montati su attuatori lineari elettrici per fornire feedback sulla posizione.
• Vantaggi: Sono economici e generalmente vengono forniti come componenti standard con gli attuatori.

2. Sensori di inclinazione

• Funzione: Posizionati direttamente sull'albero rotante, questi sensori forniscono un feedback angolare (comunemente utilizzato negli impianti lineari di Fresnel).
• Le sfide: Da inclinometri sono montati su parti mobili, i cavi possono usurarsi nel tempo, causando potenzialmente guasti.

3. Sistemi a nastro magnetico

• Funzione: Utilizzato come encoder rotativi negli impianti a vasca parabolica, un nastro magnetico avvolge l'albero e una testa del sensore è montata sul telaio del tracker.
• Vantaggi: Questo sistema offre un feedback preciso della posizione senza usura, garantendo capacità di tracciamento di fascia alta.

Inseguitori a doppio asse

I sistemi di inseguimento a doppio asse vengono impiegati per posizionare pannelli fotovoltaici a concentrazione (CPV) , riflettori parabolici (parabole) e specchi (eliostati). Questi sistemi sono fondamentali in applicazioni che richiedono un'elevata precisione, come ad esempio gli impianti a ricevitore centrale.

1. Requisiti di alta precisione

Impianti a ricevitore centrale : questi impianti richiedono temperature elevate e devono concentrare una grande quantità di luce solare su un ricevitore centrale situato in cima a una torre al centro di un campo di eliostati.

2. Sistemi di feedback della posizione

Assi di elevazione e azimut : sono necessari due sistemi di feedback perché i tracker a doppio asse hanno sia l'asse di azimut (rotazione orizzontale) che quello di elevazione (rotazione verticale).

Inclinometri : questi sensori possono calcolare l'angolo di elevazione ma non possono determinare la posizione azimutale.

Encoder rotativi : per la determinazione della posizione è possibile utilizzare encoder rotativi integrati direttamente nell'azionamento, sebbene il gioco meccanico possa influire sulla precisione.

Sistemi di misurazione a codifica magnetica : questi sistemi, installati sugli assi di azimut ed elevazione, forniscono il feedback di posizione diretto più accurato, fondamentale quando gli eliostati sono situati lontano dal ricevitore centrale.

In conclusione, un inseguitore solare allinea i pannelli solari ad angolo rispetto al sole. Si tratta di un innovativo dispositivo di inseguimento solare che utilizza pannelli rotanti per seguire il passaggio del sole nel cielo. Consente al sistema a pannelli di catturare la maggior quantità di luce solare e massimizzare la produzione di energia. L'utilizzo di un inseguitore di energia solare presenta numerosi vantaggi.

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