تصميم وتنفيذ نظام تتبّع شمسي ثنائي المحور تكيّفي مع تحسين ديناميكي لقيم العتبة من أجل تعزيز حصاد الطاقة
الكلمات المفتاحية:
نظام التتبّع الشمسي، ثنائي المحور، التحكّم التكيّفي، كفاءة الطاقة المتجددة، الميكاترونكسالملخص
تقدّم هذه الدراسة تصميم وتنفيذ وتقييم أداء نظام تتبّع شمسي ثنائي المحور تكيّفي منخفض التكلفة. يعتمد النظام على المتحكّم الدقيق Arduino Uno ومصفوفة مكوّنة من أربعة مجسّات مقاومة ضوئية (LDR) لتوجيه اللوح الكهروضوئي (PV) بصورة مستمرة نحو مصدر الإشعاع الأعظمي. وتتمثّل المساهمة الرئيسة في خوارزمية تحكّم تكيّفية تقوم بضبط عتبات الحساسية (tol) وأزمنة الاستجابة (dtime) ديناميكيًا اعتمادًا على مستويات الإضاءة المحيطة في الزمن الحقيقي. يساهم هذا الأسلوب في الحدّ من الاهتزازات غير الضرورية للمشغّلات وتحسين الاستقرار في ظروف الغيوم العابرة أو الإضاءة المتغيّرة، وهي من القيود الشائعة في أنظمة التتبّع ذات العتبات الثابتة.
أظهرت النتائج التجريبية، التي أُجريت على مدى دورة يومية كاملة، زيادة متوسّطة في جهد الخرج بلغت 26.5% مقارنة بلوح ثابت الميل مكافئ، مع تحقيق زيادة قصوى في الأداء بلغت 30.3% عند منتصف النهار. كما يسهم أسلوب التحكّم المتدرّج بالمحرّكات المؤازرة وإدارة كل محور بصورة مستقلّة في تعزيز الموثوقية الميكانيكية وتقليل استهلاك القدرة. وبفضل تركيزه على المنطق التكيّفي والجدوى الاقتصادية والأداء المتين، يقدّم هذا النظام حلًا عمليًا لتحسين مردود الطاقة في تطبيقات الطاقة الشمسية صغيرة النطاق والتعليمية.
التنزيلات
