Ավելին, քան պարզապես արևի հետևում. արևային հետևորդների հիմնական ալգորիթմական տրամաբանությունը

Նույնական ֆոտովոլտային վահանակներ են տեղադրվել

(արևածաղկի ոճով) արևային հետևողական փակագծերը կարող են օրական արտադրությունը մեծացնել 20%-35%-ով։

Սակայն, փակագծերի պտտումը ներառում է շատ ավելին, քան պարզապես արևի լույսի կլանումը. ինտեգրված ալգորիթմները հնարավորություն են տալիս խուսափել ստվերից, դիմակայել քամուն և հարմարվել եղանակային պայմաններին, ծառայելով որպես ամբողջ համակարգի «թվային ուղեղը»։

Մեծածավալ ֆոտովոլտային էլեկտրակայաններում լուսաբացին հետևորդները ուղղված են դեպի արևելք, իսկ մթնշաղին՝ դեպի արևմուտք, ի տարբերություն մշտական ​​​​ամրացման անկյուններով ֆիքսված դարակաշարերի: 10%–35% հզորության աճը զգալի եկամուտ է ապահովում գետնին տեղադրված էլեկտրակայանների համար, ինչը նպաստում է հետևորդական փակագծերի լայն տարածմանը: Այնուամենայնիվ, արևի հետապնդող նախագծերը բախվում են երեք հիմնական մարտահրավերի՝ իրական ժամանակում արևի ճշգրիտ դիրքորոշման, շարքերի միջև ստվերի մեղմացման և սարքավորումների պաշտպանության քամիների տակ, որոնք բոլորը լուծվում են հետևման ալգորիթմների միջոցով: Սա վերլուծում է հետևորդական կիրառությունների չորս հիմնական ալգորիթմական գործառույթներ, երեք կառավարման ռազմավարություններ և տնտեսական կենսունակություն:

1. Աստղագիտական ​​ալգորիթմներ. Արեգակի դիրքի հաշվարկ՝ սենսորային հայտնաբերման փոխարեն

Արեգակի դիրքը որոշելու երկու մեթոդ կա՝ ֆոտոէլեկտրական հայտնաբերում և աստղագիտական ​​հաշվարկ։

1. Ֆոտոէլեկտրական հետևում (հայտնաբերման վրա հիմնված)

Այն հիմնված է լուսազգայուն սենսորների վրա՝ լույսի պայծառությունը համեմատելով կողմնորոշումը կարգավորելու համար: Չնայած անամպ օրերին ճշգրիտ լինելուն, սենսորները խափանվում են և վահանակները սխալ են դասավորված ամպամած երկնքի տակ՝ միատարր ցրված լույսով, վատ կայունության պատճառով, օգտագործվում է միայն օժանդակ կարգաբերման համար:

2. Աստղագիտական ​​ալգորիթմներ (արդյունաբերության հիմնական ուղղություն)

Հիմնվելով էլեկտրակայանի լայնության, երկայնության, ամսաթվի և ժամանակի վրա, հասուն աստղագիտական ​​բանաձևերը հաշվարկում են իրական ժամանակում արեգակի բարձրությունը և ազիմուտը՝ առանց լույսի սենսորների: Նույնիսկ խիտ ամպամածության տակ համակարգը ճշգրիտ կերպով արտացոլում է օպտիմալ պտտման անկյունները՝ լիովին վերացնելով ամպամած օրերին դիրքորոշման սխալները:

Լայնորեն տարածված հորիզոնական միաառանցքային հետևորդը պտտվում է հորիզոնական հյուսիս-հարավ առանցքի երկայնքով: Ալգորիթմը անընդհատ ճշգրտում է թեքության անկյունները՝ վահանակների վրա արևի լույսի ուղղահայաց ներթափանցումն ապահովելու համար, ձևավորելով արևի հետևման հիմնարար տրամաբանությունը:

2. Հորիզոնական միաառանցքային հետևորդների ամբողջ օրվա հետևման տրամաբանությունը

Աստղագիտական ​​ալգորիթմներով հագեցած հորիզոնական միաառանցքային հետևորդները հետևում են օրական պտտման ստանդարտացված կանոններին՝ վաղ առավոտյան կտրուկ թեքվելով դեպի արևելք՝ արևածագը գրանցելու համար, կեսօրին գրեթե հորիզոնական թեքվելով՝ գլխավերևում ինտենսիվ արևի լույսը ստանալու համար, և մթնշաղին թեքվելով դեպի արևմուտք՝ մայրամուտի ճառագայթումը հարթ և անընդհատ շարժումով հավաքելու համար։

Ֆիքսված դարակները ստեղծում են կուզաձև արտադրության կոր, որը գագաթնակետին է հասնում կեսօրին՝ առավոտյան և երեկոյան ցածր արտադրողականությամբ: Հետևորդները հնարավորություն են տալիս արդյունավետ էլեկտրաէներգիայի արտադրություն իրականացնել արևածագի և մայրամուտի ժամանակ՝ լայնացնելով արտադրության կորը կայուն պլատոյի և զգալիորեն մեծացնելով օրական ընդհանուր արտադրությունը: Լրացուցիչ առավելությունն այն է, որ էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը տեղափոխվում է առավոտյան և երեկոյան պահանջարկի գագաթնակետերին, որտեղ լրացուցիչ էլեկտրաէներգիան ավելի բարձր տնտեսական արժեք է ներկայացնում:

Հորիզոնական միաառանցքային հետևորդներից բացի, երկաառանցքային հետևորդները ապահովում են հետևման առավելագույն արդյունավետություն՝ բարդ կառուցվածքներով և ավելի բարձր գներով. թեքված միաառանցքային տարբերակները հարմար են բարձր լայնությունների և լեռնային շրջանների համար: Բոլոր հետևորդների տեսակները որպես հիմք ընդունում են աստղագիտական ​​​​արեգակնային հաշվարկը:

3. Հետադարձում. Մասնակի ճառագայթման զոհաբերումը՝ զանգվածի ստվերումը վերացնելու համար

Վաղ առավոտյան և ուշ կեսօրին արևը ցածր է նստում երկնքում։ Կտրուկ թեքված հենարանները առջևի շարքի վահանակներին երկար ստվերներ են նետում հետևի շարքերի վրա։ Հաջորդականորեն միացված ֆոտովոլտային մարտկոցների պատճառով տեղական ստվերը կտրուկ կրճատում է ամբողջ շարքի էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը։

Հետադարձ հետևման ալգորիթմները կանխատեսում են ստվերման ռիսկերը և ակտիվորեն հարթեցնում են փակագծերը: Չնայած առանձին վահանակների ճառագայթման աննշան կորստին, ամբողջ զանգվածի միջշարային ստվերումը վերանում է, ինչը հանգեցնում է ընդհանուր հզորության ավելի բարձր մակարդակի: Այս տեխնոլոգիան թույլ է տալիս ավելի նեղ զանգվածների միջև հեռավորություն պահպանել՝ տարածքը խնայելու համար, դառնալով ժամանակակից հետևման համակարգերի ստանդարտ ներդրված գործառույթ:

4. Եղանակային պայմաններին հարմարվողական ալգորիթմներ. Սարքավորումների անվտանգության և հզորության աճի հավասարակշռում

Բարդ ալգորիթմները միացնում են օդերևութաբանական սենսորները (անեմոմետրեր, ճառագայթման դետեկտորներ) և եղանակի կանխատեսման տվյալները՝ վահանակների դիրքը դինամիկ կերպով կարգավորելու համար՝ ըստ եղանակային պայմանների։

1. Փոթորկից պաշտպանության ռեժիմՎահանակները ավտոմատ կերպով հարթվում են, երբ քամու արագությունը գերազանցում է անվտանգության շեմերը՝ քամու ուղղությամբ տարածքը և քամու ճնշումը նվազագույնի հասցնելու համար, կանխելով հենակների և մոդուլի վնասումը։
2. Մթնշաղի օպտիմալացման ռեժիմՎահանակները մնում են հորիզոնական ցրված ամպամած լույսի տակ՝ ամբողջ երկնքում ցրված արևի լույսը հավաքելու համար, գերազանցելով արևը հետապնդող թեքված դիրքերը։
3. Ինքնամաքրվող անձրևի և ձյան համարՏեղումների և ձյան տեղումների ժամանակ ակտիվանում են ավելի կտրուկ թեքության անկյուններ, ինչը թույլ է տալիս ձյան սահել և անձրևաջրերով լվանալ փոշին՝ նվազեցնելով արտադրության կորուստները։

Եղանակային հարմարվողականությունը հետևորդ սարքերը պարզ արևի որսացող մեքենաներից վերածում է բոլոր եղանակային պայմաններին հարմարվող ինտելեկտուալ շահագործման համակարգերի։

5. Երեք հետևորդային կառավարման ռազմավարությունների համեմատություն

1. Աստղագիտական ​​ալգորիթմներ (բաց ցիկլի կառավարում, հիմնական հոսանք)Արեգակի դիրքերը հաշվարկվում են բացառապես բոլոր եղանակային պայմաններում կայուն կատարողականություն ունեցող բանաձևերի միջոցով։ Դրա սահմանափակումը կայանում է եղանակային պայմաններին հարմարվողականության բացակայության մեջ, ինչը պահանջում է լրացուցիչ հարմարվողական ալգորիթմներ։
2. Ֆոտոէլեկտրական հետևում (փակ ցիկլի կառավարում, օժանդակ)Բարձր ճշգրտություն պարզկա օրերին, սակայն հակված է խափանումների ցրված լույսի ներքո, օգտագործվում է միայն որպես աստղագիտական ​​ալգորիթմների տրամաչափման աջակցություն։
3. Արհեստական ​​բանականության կանխատեսողական ալգորիթմներ (հաջորդ սերնդի ինտելեկտուալ լուծում)Եղանակի կանխատեսումները և պատմական շահագործման տվյալները համատեղելով՝ նրանք կանխատեսում են ճառագայթման տատանումները և ծայրահեղ եղանակը՝ նախապես կարգավորելու թեքության անկյունները՝ էներգիայի եկամուտների շարունակական ինքնաօպտիմալացման համար: Համատեղելի է երկբևեռ ֆոտովոլտային վահանակների հետ, ալգորիթմները միաժամանակ օպտիմալացնում են առջևի ուղիղ ճառագայթումը և գետնից անդրադարձող հետևի լույսը՝ էներգիայի հետագա բարելավման համար:

6. Տնտեսական կիրառման վերլուծություն. Հետևորդները հարմար չեն բոլոր սցենարների համար

Եկամտային կողմ

Հետևորդի գեներացիայի ուժեղացման բանաձևը՝ Հետևորդի ուժեղացում = [(Հետևորդի ելք − Ֆիքսված ելք) ÷ Ֆիքսված ելք] × 100%

Հարթ անապատային և հարթավայրային շրջաններում, որոնք լի են ուղիղ արևի լույսով, հզորության աճը հասնում է 15%-20%-ի: Աճը կտրուկ նվազում է անձրևոտ, ամպամած գոտիներում կամ մասնատված լեռնային տեղանքներում:

Արժեքի կողմը

Հետևման համակարգերի աճող ծախսերը ներառում են պտտվող շարժիչների, կարգավորիչների և սենսորների նախնական ծախսերը, երկարաժամկետ շահագործման և սպասարկման ծախսերը, գումարած զանգվածների շարքերի միջև ավելի լայն հեռավորության պատճառով լրացուցիչ հողատարածքի զբաղեցումը։

Կիրառելի սցենարներ

Հետևորդները հարմար են մեծ, հարթ գետնին տեղադրված ֆոտովոլտային էլեկտրակայանների համար, մինչդեռ ֆիքսված դարակաշարերն ավելի մատչելի են բաշխված տանիքային նախագծերի և բարդ լեռնային տեղանքների համար: Սարքավորումների հուսալիությունը կարևորագույն նշանակություն ունի. ինտելեկտուալ ալգորիթմները պետք է զուգակցվեն հուսալի պտտվող հավաքույթների հետ, որոնք աջակցվում են առցանց մոնիթորինգի համակարգերի կողմից՝ երկարաժամկետ կայուն աշխատանք ապահովելու համար: Իտերատիվ ալգորիթմների արդիականացումները անընդհատ խթանում են էներգիայի ստացումը և բարելավում նախագծի տնտեսագիտությունը:

Եզրակացություն

Հետևողական փակագծերի տեսանելի մեխանիկական պտույտը պարզապես թվում է, թե մեծացնում է հզորության արտադրությունը, մինչդեռ ինտելեկտուալ ալգորիթմները ծառայում են որպես իրական հիմնական խթանիչ: Բազմաթիվ ծրագրային հնարավորություններ աշխատում են համակցված. աստղագիտական ​​հաշվարկը ապահովում է արևի ճշգրիտ հետևում, հետադարձ հետևումը վերացնում է ստվերի կորուստները, եղանակային հարմարվողականությունը պաշտպանում է սարքավորումները, իսկ արհեստական ​​բանականության ալգորիթմները իրականացնում են կանխատեսողական օպտիմալացում՝ բացահայտելով ֆոտովոլտային էլեկտրակայանների արտադրության ողջ ներուժը:

Ֆոտովոլտային էներգիայի արդյունավետության բարձրացումը կախված է ոչ միայն վահանակների սարքավորումների արդիականացումից, այլև լուռ ալգորիթմների և ծրագրային ապահովման օպտիմալացումից: Մեխանիկական պտույտը հիմք է, սակայն ինտելեկտուալ հաշվարկը ձևավորում է մրցունակության հիմնական մակարդակը: Մեքենաների և ալգորիթմների, սարքավորումների և թվային ինտելեկտի ինտեգրումը արագացնում է մատչելի մաքուր արևային էներգիայի լայնածավալ տեղակայումը: