Трекер на полторы оси. Ноу-хау или ерунда?

[Colombo]

Озаботился СЭС на 4 панели примерно на 600Вт при 12 вольтах. Хочу использовать панели по максимуму. Места для трекера достаточно. Изучил любитиельские конструкции на аналогичную мощность.
В основном используется такая. Вертикальная ось (перпендикулярно поверхности земли), на ней поворотный треугольник, верхняя балка которого представляет собой горизонтальную ось. Требует управления исключительно по двум осям. Многие по разным причинам вторую ось отключают (регулируя ее только по сезону), что делает конструкцию абсурдной с точки зрения слежения за солнцем, особеннно утром и вечером, когда угол к горизонту равен нулю.
Я вижу совсем другой вариант. Вряд ли я его изобрел, но ничего подобного не видел.
Смысл в том, чтобы активная ось была паралельна земной оси. Тогда в период равноденствия для 100% отслеживания достаточно этой одной оси, а зимой и летом при сезонной ручной коррекции второй оси (угла солнца в зените) отклонение будет минимальным.
Более-менее адекватный эскиз прилагаю.

И самое главное, прошу знающих людей прокомментировать такую схему. ПО моему, схема максимально проста и доступна для самостоятельного изготовления, конструктив значительно проще чем первый вариант. ПРи этом обеспечивает максимально необходимую точность всего с одним активным каналом автоматического управления.
Угол поворота пунелей предполагаю гдето градусов 140-150. Больше линейный актуатор боюсь не справится.
Буду исключительно признателен за комментарии и дельные замечания.

 

[Colombo]

Конструкцию пересмотрел радикально, но первоначальная идея осталась. ПАнели куплены, так что отступать некуда. Хотя электричество отключать перестали, вроде как и нужда в резервном электропитании исчезла. Буду считать вкладом в автономность. В железе все воплотил, остановка за автоматизацией. Опора - уголок L90 стенка 8мм., на метр в землю забетонировал. Хиловат , конечно, но уж как есть. И его еле поднял, другого не было. Пока лежал на земле, казался жестче.

Крутить будет линейный актуатор с ходом 400мм. На фото вмнесто него пока некрашеный кусок трубы в среднем положении. Управление через Ардуино. Абсолютные Энкодеры для обратной связи оказались совершенно конской цены, поэтому использую пременный резистор (на фото дорисован). Военный, проволочный, переживет и меня. Планирую каждый час менять позицию на 15 градусов, всего десять таких остановок в сутки по времени. И так каждый день.
По высоте регулировка ручная несколько раз в год.
Компоненты Ардуино и актуатор пока едет. А потом самое страшное - написать код. Никогда в жизни этим не занимался, так что буду признателен за любую помощь или совет. На пальцах алгоритм управления представляю, а как это перевести в код, пока полный туман.
Но думаю, не святые горшки лепят, осилю. А пока постоит с фиксированной настройкой на юг.

 

[Colombo]

Первая энергия пошла.

Появилась новая забота - борьба с ветром. Вчера был очень сильный, пришлось изготовить две растяжки (в гражданском смысле слова ).
ПАнели толковые оказались. При плотной свинцовой облачности 5-6 А. Удивили. А может это и норма...

 

[sanyas15]

Помилково написав не те, що хотів... Вибачаюсь...

 

[Colombo]

Панели по 175 вт 12В при КЗ 10А. Все четыре паралельно. Пока что за эти несколько дней не было солнца. Каждый день пасмурно и идет дождь. Остановился пока на 12В системе. Когда свет отключали, купил два автомобильных аккума по 65АЧ в паралель, недорогой инвертор на 12В и хороший зарядник. Оказался отличный бесперебойник. Запитал часть дома и жил бесперебойно с освещением, интернетом и телевиденьем. Инвертор реальных полтора киловата держит (чуть больше 100А по 12В). Чайник 2квт не потянул, защита вырубает, но кофемашина, мультиварка, хлебопечка ему под силу.
З.Ы. А 5А при 12В это всего лишь 60Вт к сожалению

 

[jaguar3]

Всем здравствуйте.
Я из Эстонии, забрёл на ваш форум и решил поделится своим опытом.
У меня вот такой вот самодельный двухосевой трэкер, работает с 2017 года.
Угол по азумуту 270°, рабочий угол наклона по вертикали от 18° до 55° (вручную 18° - 90°).
Управление таймерами РЭВ-302.
Отработал 6 лет на сегодняшний день. И вот пришёл конец таймерам, не пережили зиму. На зиму система обесточивается за ненадобностью и вот весной при первом включении оба таймера не запустились. То же самое произошло уже прошлой весной с одним. Принёс его домой, отогрел, отсушил и он очнулся. В этом году такая манипуляция не проходит.
Буду менять на новые, но так-как они не дешёвые, буду переделывать доступ к ним для быстрого демонтажа на зиму.

 

[Colombo]

Солидная конструкция.
Поначалу так же хотел слежение организовать на таймерах. ТОлько не на таких дорогих, а через таймеры "умного дома". По сравнению с РЭВ-302 стоят копейки. Такой способ видел на ЮТУБЕ у одного автора.
Но потом посчитал, что только таймеры без обратной связи по положению, это очень трудоемко, громоздко, не точно, не удобно и не надежно. Вот всяком случае, при использовании линейного актуатора, когда для поворота на равный угол требуется перемещение актуатора на разное расстояние, и , соответственно, разное время его работы. Т.е когда угловое перемещение не зависит линейно от осевого. Да и скорость перемещения наверняка зависит от нагрузки.
Буду осваивать Ардуино. Кроме позиционирования нужно бы добавить ручное управление, устойчивость к сбоям по питанию, а также удобный аварийный режим поворота на случай сильного ветра и выход из него.
Да и вообще Ардуино в хозяйстве пригодится, если научиться писать код - крутая вещь. АВтоматика и электроника проблем для меня не представляет, по-этому программирование так и просится для комплекта Да и мозги тренировать полезно...

 

[jaguar3]

Ну я первые месяцы эксплуатации испробовал непосредственное слежение за солнцем. Система говно. Подходит только для 100% солнечных дней, а таких у нас ну может 10-20 в году, остальные переменная облачность. А в переменную облачность система никак не может определиться куда направлять, и с утра до вечера всё крутится и крутится. Сотрёт мне за пол-года все актуаторы. Мне это сразу не понравилось. К счастью приобрёл китайский аналог, дешёвый, для пробы, выбросить было не жалко. Кстати, оригинальные Deger анологичны по алгоритму слежения. И у меня по соседству 3 Deger , на сегодняшний день все 3 стоят, износились. Вот вам немецкая инженерия.
Тоже сперва думал Ардуино, но нету время изучать его принцип действия и программирования. Единственное что нашёл на рынке ввиду готового продукта и подходящего по всем параметрам - РЭВ-302. И именно по всем параметрам.
Питание 24В (не хочу на трэкере с 220В иметь дело).
Программирование с точностью до секунды.
Программирование по отдельности на все дни в году.
До 2400 разных событий на канал (у меня задействовано 2140 на канал1 и столько же на канал2).
Программирование на компьютере, а не кнопками непосредственно на таймере.
Именно то что я искал.
Сразу оговоримся (пробовал многократно, имея возможность мониторить в режиме live), отклонение от строгого перпендикуляра по отношению к солнцу до 20° на выработку не влияет от слова совсем. После 20° мощность начинает постепенно падать и начиная с 45° уже падает в значительной степени. У меня же точность слежения не не отклоняется более чем на +/-10°. Это даже слишком точно. В действительности достаточно изменять угол по вертикали в день летнего солнцестояния 3+3 раза за день. У меня он меняется 7+7 раз в июне, в другие месяцы естественно всё меньше и меньше. По азимуту 15 раз.
По пунктам
Трудоёмко. Да, согласен, даже очень. Нужно кропотливо высчитывать секунды, требуемуе для изменения на определённый угол. Потом всё это обобщать в рабочую программу, учитывая угол отклонения солнца отдельно на каждый день в году, по двум осям одновременно. Но когда программа наконец готова, загружаем её в таймер и готово. Актуатор у меня длинный, время хода от мин. до макс. 8 минут, так что точная регулировка посекундно не составляет труда.
Громоздко...??? Наоборот по-моему, меньше всяких датчиков. В конце рабочего дня он просто упирается в концевики, что является отправной точкой для начала работы на следующий день. Автоматический ежедневный рестарт так сказать.
Не точно. На мой взгляд даже слишком точно, ну куда ещё точнее?
Не удобно. Когда всё готово, удобнее и быть не может. Что тут не удобного? Весной включил питание и всё само заработало. Программы сохранены в компьютере на случай замены таймеров.
Не надёжно. Ну да, частично согласен, вот на седьмой год система вышла из строя. Ну так надо было дорогие таймеры убирать на зиму, сам виноват, не подумал.
Ручное управление у меня добавлено, в обход таймеров.
Ветровая нагрузка не просчитывалась, трэкер изначально делался из "толстого, прочного железа". Все штормы и грозы пока-что выдерживал. Благо у меня он в жилом районе, между домами, не на открытом поле.
Устийчивость к сбою питания тоже есть у 302-го, ничего страшного не произойдёт, программы помнятся, как и время и дата. Просто отстанет от солнца на время сбоя питания, на следующий день опять всё само придёт в норму.
Таймеры да, дорогие. Но с нашими ценами на электричество окупаются за месяц. В дальнейшем буду более внимателен, а то последние годы трэкер он просто есть и есть. Весной маслёнки смазал, питание включил, осенью выключил. Всё. В остальное время вспоминал только когда головой ударялся кося газон.

 

[Colombo]

Поясню, что я имел под всеми перечисленными недостатками.
Я хочу, чтобы когда бы я его не включил, он в первый же час правильно сориентировался и дальше продолжал работать автономно.
Для этого планирую сектор по азимуту разбить на 10 остановок через 15 градусов (моя конструкция позволит поворачивать по азимуту градусов на 150, не больше). Именно столько солнце проходит за час. Каждый час буду перемещать трекер на свою остановку, не зависимо от положения предыдущей. Для этого в обратной связи по положению будет резистор. Один раз сделаю табличку на десять значений напряжений, эти положения будут одинаковые и летом и зимой. Под ручным управлением имею в виду дискретное перемещение на предыдущее или следующее положение за одно нажатие кнопки. Перемещение на очередную остановку исключительно по времени. Плюс аварийная кнопка для разворота паналей в нулевое положение при сильном ветре и установке программы на паузу. Само-собой ночью поворот с запада на восток и ожидание там времени очередной смены позиции.
Аппаратная реализация очень не хитрая и бюджетная. Но как и в каждой бочке меда без ложки дегтя в виде написания кода не обойдется.
Поначалу я хотел реализовать подобный алгоритм на таймере и "умном доме". Но когда представил, сколько раз буду пересчитывать и перепроверять секунда работы привода и как такую систему вообще запустить со средины дня, понял, что это тупик. Лучше займусь программированием...

 

[jaguar3]

Я понял вашу идею, в любой момент времени включения трэкер повернётся именно туда где он и должен быть в данный момент времени. Это более продвинуто. У меня не так, если выключил - всё, настраивай вручную или жди следующего дня, тогда он сам настроится. Только вот не понял зачем его вообще выключать?
Если бы я делал заново, я бы вообще не стал бы заморачиваться на точность, сделал бы намного меньше шагов изменения углов. По азимуту с шагом по 45°, и того 6 шагов на 270° (сейчас у меня 15 шагов). По углу наклона 2-3 (сейчас 7).
Особая точность никчему, выработка энергии заметно не увеличистя, это погоня за долями процента. Ведь если нарисовать утреннюю/вечернюю аналемму солнца, то там расхождения по месяцам (март-сентябрь) достигает 20°, а это учесть программно крайне сложно. Как минимум я не учитывал, настроил по июню (самое среднее значение) и всё.
Ручное управление в горизонтальное положение (ну или в любое другое) у меня производится 1 нажатиeм: выбрать режим manual, (т.е. обесточить таймер и подать питание на ручное управление), а далее трёхпозиционным выключателем непосредственно управлять актуатором. Но я его использую крайне редко, это когда сильный шторм обещают и по всем каналам трубят об этом. Не каждый год такие штормы у нас бывают. Ну или когда на несколько дней уезжаю из дома в сезон гроз.
Ручное управление азимутом отсутствует вовсе за ненадобностью.
Самое интересное было просто создать рабочую систему с нуля самому, не используя готовые решения. Вот сейчас впрвые за 7 лет сталкнулся с неисправностью. И кто бы мог подумать - забыл практически всё, пришлось заново изучать свою же систему.

 

[Colombo]

Выключать специально я, конечно, ничего не буду. Питание 12В от своих же аккумуляторов. Но при запуске и отладке это, очевидно, прийдется делать многократно. Я представил этот процесс и решил, что стартовать система должна уметь в любое время.
Причины, побудившие заняться этим делом, вроде бы исчезли и нужды в СЭС сейчас нет. Осталась самореализация. ПРиятно что-то сделать своими руками, особенно полезную вещь, которую не купить в магазине. Последние несколько лет я живу в своем доме и мне в кайф делать здесь разные полезные технические вещи. У меня и система отопления не совсем обычная и суперавтономная, ни у кого такой не видел. На форумах посмеивались, а я все спроектировал сам (это первая и единственная система отопления в моей жизни. Все работает, как и задумывалось. КАк говорится, "Титаник" строили профессионылы, а Ковчег любитель
Но СЭС задумал не от хорошей жизни. Экономически электричество от солнца у нас совершенно бессмысленно, только ради автономности. У нас же война идет. Начали отключать электричество. Я с испугу зимой купил пару панелей, потом инвертор и пару аккумуляторов. В итоге панели так и простояли до тепла, а из остального получился отличный повербанк на 100А/ч. Запитал часть дома, роутер, телевизор. В общем вернул уровень жизни почти на прежний уровень. Сейчас свет отключать перестали, но проект запущен, нужно доделывать. Да и Ардуино освоить интересно, чувствую, есть потенциал для применения.
---
Что такое "аналемма", пришлось посмотреть в интернете. НЕмножко расширил кругозор

 

[jaguar3]

У нас по окупаемости нет проблем. Цены взлетели до небес, рекорд был 5€ за 1кВтч. Сейчас вроде по-немногу снижаются, но всёравно с 2021-м не сравнится. За 2022 СЭС выработала электричества на 2000€.
у меня 3 сетевых инвертора 2кВт юго-запад, 2кВт юго-восток и 3кВт трэкер.
Тоже сам всё делал, до последнего проводка.
А вот разница в выработке трэкер vs стационар.

 

[Colombo]

Да.... Наркодилеры нервно курят в сторонке и завидуют молча.
Как же обычному пролетарию при такой цене погладить вещи или помыться горячей водой?
Я в месяц потребляю 500-600квт/ч. Страшно подумать, как бы я жил при таких тарифах.
А вы электроэнергию сразу продаете в общую электросеть или панели-аккумулятор-инвертор-потребление?
У нас олигархи протянули несуразно высокий зеленый тариф и из-за этого сильно вырасли обычные тарифы. Но расти им, видимо, есть еще куда... Похоже я вовремя озаботился своей автономностью.
По эффективности выработки не совсем понял. Но думаю, 30-40% прироста объема вполне реальны. А может и немного больше.

У нас подавляющее большинство СЭС - это коммерческие проекты. Люди там даже не живут. Покупают дом-развалюху в селе, ставят поле панелей и продают электричество в сеть. Им постоянно государство закручивает гайки, но даже сейчас соотношение тарифов 1 к 3. Окупаемость года 3-4. А раньше вообще была на порядок и более разница, правда и оборудование стоило дороже.

 

[jaguar3]

Ну у нас цена биржевая, разная на каждый час. Вот несколько примеров (центов/кВтч + налоги). Бывает очень дорого, бывает почти бесплатно. Щас цены спали, но в прошлом году был сильный дефицит на энергоносители из-за этой херни что творится в мире, вот цены и взлетели.
Бельё погладить херня, вот люди у кого отопление дома с электроэнергией непосредственно связано просто мёрзли. Кто не мёрз, тому счета под 1000-1500€ приходили в месяц. Даже специальный кредит на оплату счёта за электроэнергию выпустили.
У меня панели-инвертер-потребление-сеть, т.е. в сеть излишек продаю. По той же биржевой цене какая действует на данный час. Цены публикуются на день вперёд, можно планировать потребление.
Можно не планировать и взять пакет с фиксированой ценой, но это в савокупности дороже получается.
По эффективности выработки последнее фото предыдущего поста, графики нижние по дням. Три линии, одна трэкер, остальные две стационары. Разница видна.

 

[Colombo]

Ну так у вас все цивильно.
А наши жулики придумали, как узаконить наворованное. Они зафиксировали на много лет вперед зеленый тариф (на то время в несколько десятков раз выше обычного) и понастроили бескрайние поля из панелей. Естественно, через время цены взлетели, т.к. пришлось этот тариф раскидывать на всех потребителей. С ростом тарифа маржинальность этого бизнеса уменьшалась, конечно. Но запас был столь велик, что со временем, когда сливки были сняты, на этот рынок пустили частников. С ростом обычного тарифа разница между ним и зеленым уменьшилась примерно до трех раз, Но еще несколько лет обещают зеленый не менять. Естественно, чем больше доля зеленого тарифа, тем выше себестоимость всей электроэнергии. Вот такой у нас бизнес по-украински...

У меня есть еще и квартира. Так вот несколько лет тому назад я отключился от централизованного отопления и установил электроическое. Платежка уменьшилась раза в три-четыре.
Да и в доме есть вариант электрического отопления, но газ пока дешевле немного. Если энергетика пойдет по вашему сценарию, наверное оно и не пригодится. Имеется и твердотопливный котел, вот у него перспективы, похоже, самые реальные

 

[andy]

ну теоретично не важко буде зклепати таку систему на esp32 наприклад
зовсім без датчиків освітленості. Лише інтернет через WiFi
Щоби при старті отримувала час та дату.
Потім по них та координатам (що можна через GPS але це вже занадто)))
вираховуємо оптимальний кут та азимут та даємо команду на поворотний механізм.
Але бажано зворотній звязок - датчики нахилу та повороту та сигналізація коли через наприклад 5хв
не вийшло повернути.
Повторюємо протягом світлового дня (знову ж таки вираховуємо від дат та координат наприклад кожні 15хв.)
ну і на сервер/mqtt - дані з інвертора та з датчиків нахилу/повороту.
Можна ще прикрутити дисплейчик до ESP - щоби показувала наприклад кути повороту та азимут розрахований на зараз
а там хоч руками крутити.

Якось так

PS але у буржуів наприклад - лише по 1 осі кут нахилу регулюють і все. Теж вираховували напевне.

 

[Colombo]

Так и я по одной оси хочу регулировать автоматически. По высоте - вручную, раз в несколько месяцев. Датчик освещения так же не предусматривается.
В программировании пока полный ноль. КУпил UNO, нужную обвязку и блокнот для конспекта, начинаю изучать Что такое esp32, даже не представляю.
Хочу каждый час смещать на 15 градусов. От сезона это не зависит, солнце в полдень всегда в одно и то же время в одном и том же направлении, время по часам реального времени. Часы установить на астрономический полдень и не трогать никогда. Обратная связь резистором на оси поворота. Ну и немножко плюшек для удобства.
В общем, назад дороги нет.

 

[andy]

ну якщо вам всерівно вчитися - ставте краще esp32/esp8266 - в них вбудований wifi
зможете бачити віддалено. ну і плюс регулювати віддалено.
Мова одна й та сама на arduino та esp
Програмувати через Arduino IDE або Platformio
Але ас я би все ж таки брав з мережі
або ставте RTC. Ну я ставлю і те і те.
І до світлового дня радив би привязуватися.
Шоби механізми ваші починали крутитися влітку з 4х а взимку з 7 годин

оффтоп==
а по навчанню - якщо по відео вчитися можете - дивіться гайвера (Alex Gyver) наприклад.
доречі у нього ж є дуже багато практичних прикладів - а то у ардуїнщиків є
навіть такий жарт - кожен ардуїнщик щоби не робив - однак виходить метеостанція)))
а там є наприклад "Наліватор" - не знаю як перекласти точно)))

 

[Colombo]

дивіться гайвера (Alex Gyver)

Это как я удачно зашел! КАк раз сегодня с него и начал. Подача материала понравилась. Все по делу, ничего лишнего.
Привязал резистор (будущую ОС по положению) и вывел на монитор угол поворота в градусах. Получилось! НЕ сразу, правда. Ощущения - полный восторг.
Вдохновило; убедился, что не святые горшки лепят.
Это у меня дебют практически. Последний раз имел дело с програмированием лет 30-35 тому назад еще на Спектруме. Сейчас не каждый и вспомнит, что это такое Вообще, люблю учиться, не смотря на возраст. Если предмет изучения интересный, конечно.
А удаленка мне не нужна, наверное. Через пол-года на пенсию собираюсь Так что удаленка в десятке метров от компа.

 

[Colombo]

Помалу начал освоение Ардуино. Привязал часы (H и M -часы и минуты) и датчик положения ( VAL - фактический угол в градусах с датчика положения. Альфа - угол назначения в градусах ). Теперь программа имеет представление о астрономическом времени и положении панелей.
Осталось написать код основного цикла и процедуры разворота (Т и Х - вспомогательные переменные).
К1 и К2 - реле, с помощью которых включается двигатель в нужном направлении.
С алгоритмом ясность есть, а вот с кодом еще не начинал. НЕ ясно, как эти циклы увязать друг с другом, нужно немного букварь поштудировать

Буду признателен за конструктивную критику. Это мой дебют в программировании.
В итоге при включении или сбросе панели должны поворачиваться в адекватное положение, а затем каждый час занимать позицию в соответствии с указанным углом альфа (диапазон с 15гр. до 165гр. в диапазоне времени с 7ч до 17ч). В 21 час поворот на восток (15гр). Остальное время терпеливо ждать до утра.
Я сторонник разумного минимализма. Дисплей и кнопки отсутствуют (используется встроенный RESET). Есть два переключателя: режим РУЧНОЙ-АВТОМАТ и в ручном режиме поворот в + и -. НЕт даже концевиков. Они встроены в двигатель (по достижении крайнего положения двигатель обесточивается и в дальнейшем движение возможно только в противоположную сторону)
По дисплею пока нет ясности, есть ли от него польза. Пока все работает штатно, он не нужен, а в случае возникновения проблем, с отладкой он не поможет, нужен ноут. В общем, откройте мне глаза, если я заблуждаюсь.