提升發(fā)電效能 嵌入式讓太陽能追日系統(tǒng)更完善

這類預(yù)置調(diào)校角度範(fàn)圍的追日系統(tǒng)設(shè)計(jì)，雖然較固定式的太陽能電池板架設(shè)方案所產(chǎn)出的電能更多，但實(shí)際上仍有其追日誤差範(fàn)圍，而每片太陽能電池板的最佳發(fā)電面板傾角并不見得一致，也會(huì)有些微的小誤差存在，若使用一致性的太陽能電池板角度調(diào)校設(shè)計(jì)方案，可能會(huì)讓部分太陽能電池板的效益無法達(dá)到最大輸出。但預(yù)置追日角度的自動(dòng)控制設(shè)計(jì)方案，因?yàn)榛O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)較單純，追日系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案簡潔、易維護(hù)，加上裝設(shè)資材成本相對(duì)較低，也不乏有業(yè)者採行。

以嵌入式系統(tǒng)整合追日基座 有效提升發(fā)電效能

另一種相對(duì)較全面的智慧追日系統(tǒng)，就比採用預(yù)置調(diào)校角度範(fàn)圍的追日設(shè)計(jì)方案能榨出更多太陽能電池的發(fā)電效能！智慧型追日為採行單片或多片太陽能電池模組的整合可變接收日照角度基座設(shè)計(jì)，至于調(diào)校太陽能電池板日照接收角度的基座設(shè)計(jì)，就落在單片固定基座或是多片型態(tài)的整合基座上面，而追日的基座角度調(diào)校基礎(chǔ)為直接Real Time偵測位于基座上的單片、或多片太陽能電池來進(jìn)行輸出與基座角度關(guān)係的分析比對(duì)，藉此取得最佳日照效果與主動(dòng)變更基座角度的設(shè)計(jì)型態(tài)。

由于基座角度為隨時(shí)視發(fā)電狀態(tài)進(jìn)行變更，即便是為了省電或是避免基座損耗採取每10或25分鐘進(jìn)行基座角度主動(dòng)調(diào)校，都至少會(huì)比預(yù)設(shè)基座調(diào)校角度範(fàn)圍型態(tài)的追日系統(tǒng)，取得更精確、務(wù)實(shí)的最佳日照太陽能電池基座傾角設(shè)計(jì)。

一般太陽能電池的智慧型追日基座設(shè)計(jì)方案，需考量即時(shí)電池板的發(fā)電輸出檢測、電池板角度對(duì)照與控制基座傾角轉(zhuǎn)換與電池板輸出功率表現(xiàn)差異，為能快速產(chǎn)生參考數(shù)據(jù)，基本上為採行智慧型SoC平臺(tái)或是FPGA應(yīng)用平臺(tái)為主，因?yàn)樘柲茈姵氐淖啡障到y(tǒng)，通常也是隨同太陽能電池基座設(shè)置在裝設(shè)環(huán)境下，也就是屋頂、空地等戶外空間，這類環(huán)境通常伴隨高溫、高潮溼等嚴(yán)苛條件，使用SoC或嵌入式應(yīng)用平臺(tái)，可以達(dá)到較佳的系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)追日系統(tǒng)為使用太陽能發(fā)電自給自足，運(yùn)算單元必須達(dá)到有效節(jié)能才能發(fā)揮追日系統(tǒng)提升整體發(fā)電量的實(shí)用效益。

另追日系統(tǒng)為了與太陽光日照方向同步移動(dòng)，基本上為了節(jié)省驅(qū)動(dòng)電能，基本上是不用採實(shí)時(shí)持續(xù)追蹤、同步移動(dòng)，因?yàn)槿照兆兓窟^程還算緩和，基本上可以設(shè)定時(shí)間段的方式，採區(qū)段感測、分析、調(diào)整同步驅(qū)動(dòng)角度后，再將基座角度鎖定，而不需時(shí)時(shí)同步驅(qū)動(dòng)，以免將太陽能電池模組採集來的寶貴電能都在追日系統(tǒng)伺服機(jī)制上消耗掉了。

至于追日系統(tǒng)的可變角度基座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一般是盡量減少伺服馬達(dá)的數(shù)量，因?yàn)轳R達(dá)負(fù)載減少也相對(duì)代表耗能較低，但一般至少需要2組驅(qū)動(dòng)馬達(dá)設(shè)計(jì)，搭配基座結(jié)構(gòu)去進(jìn)行叁維空間的傾角與方向變化，盡量讓日照充分投射于太陽能電池板表面，達(dá)到最大化的發(fā)電容量產(chǎn)出。

搭配輸出感測與關(guān)鍵感測器 讓智慧追日系統(tǒng)更完善

一般智慧型追日系統(tǒng)，可以在光伏電池材料本身的發(fā)電輸出，先并聯(lián)一組類比／數(shù)位（D/A）轉(zhuǎn)換器，將輸出之光電轉(zhuǎn)換之發(fā)電容量即時(shí)反饋給SoC或嵌入式系統(tǒng)中，作為追日分析之方位、角度最佳化計(jì)算基礎(chǔ)資訊，而在嵌入式系統(tǒng)即時(shí)找到最佳角度與日照方位時(shí)，追日系統(tǒng)隨即驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)進(jìn)行基座的重定位，同時(shí)搭配輸出電能偵測回測確認(rèn)基座已定位在最佳化之太陽能電池板角度上，讓太陽能電池板隨時(shí)處于最高效的發(fā)電狀態(tài)位置上。

同時(shí)，為了避免追日系統(tǒng)耗用過多電能，進(jìn)行系統(tǒng)之輸出驗(yàn)證與重定位上，基本上我們?nèi)钥上冉⒒A(chǔ)的日照方位、角度最佳化歷史氣象資訊數(shù)據(jù)模型，讓追日系統(tǒng)可以在既定歷史數(shù)據(jù)模型上進(jìn)行10~15%的最佳化追日基座微調(diào)最佳化驅(qū)動(dòng)程序，避免智慧型追日系統(tǒng)持續(xù)不斷重新?lián)Q算最佳追日角度、方位，讓基座反覆驅(qū)動(dòng)、變更方位角度，徒增電能浪費(fèi)。

同時(shí)，也是智慧追日系統(tǒng)本身的節(jié)能考量，在進(jìn)行追日角度與方位換算時(shí)，智慧型追日系統(tǒng)也必須設(shè)置一容許範(fàn)圍值，而不需為了追求輸出極大化而反覆進(jìn)行驗(yàn)證、變更基座角度／方位程序，同時(shí)利用前述搭配時(shí)間段的方式進(jìn)行區(qū)段定位偵測，避免過度追求系統(tǒng)發(fā)電效能提升，反而讓追日系統(tǒng)成為太陽能發(fā)電機(jī)組的耗能問題。

另一方面，在追日系統(tǒng)也必須設(shè)置平衡感測器、追蹤感測器，平衡