Specializarea: Robotică [309418]

Universitatea Politehnica Timișoara

Facultatea de Mecanică

Departamentul de Mecatronică

Specializarea: Robotică

Lucrare de licență

Sistem pentru creșterea eficienței energetice a unui panou fotovoltaic

Timișoara 2019

UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMIșOARA aprobat ……………(data)

DEPARTAMENTUL DE MECATRONICă …………………………………

PLAN TEMATIC

pentru lucrarea de licență

Lucrarea de licență acordată student: [anonimizat]……………………………………………………………………………………………

Data eliberării temei…………………………..

Tema a fost primită pentru rezolvare.

Data…………………. Coordonatorul lucrării

…………………………………. ……………………………….

(semnătura) (semnătura)

Cuprins

1. INTRODUCERE 3

1.1 Structura sistemului mecatronic 4

1.2 Achiziții de date 5

2 SISTEM MECATRONIC DE URMARIRE A SOARELUI 7

2.1 Date generale 7

2.2 Tehnologii și tipuri de panouri solare 7

2.3 Panouri Solare cu sistem de urmărire a soarelui 13

2.4 Sistemul dirijat de urmărire a soarelui pe o direcție 14

2.5 Sistemul dirijat de urmărire a soarelui pe două direcții 15

2.6 Concluzii privind analiza comparativa a sistemelor de urmarire a Soarelui 16

2.7 Solutia constructiva aleasa pentru dezvoltare în cadrul proiectului 16

3 PROIECTAREA SISTEMULUI 17

3.1 Introducere 17

3.2 Selectarea componentelor hardware si software…………………………………………………………………….18

3.3 Instalarea librariilor 32

4 CONSTRUCȚIA PROPRIUZISĂ………………………………………………………………………..………………………………34

4.1 Instalarea librăriilor necesare……………………………………………………………………………………………….41

4.2 Programul fritzing………………………………………………………………………………………………………………….41

5 Rezultate………………………………………………………………………………………………………………………………………42

6 CONCLUZII…………………………………………………………………………………………44

7 BIBLIOGRAFIE 45

8 ANEXE 47

8.1 Anexa 1: Program software pentru comanda sistemului de pozitionare pe doua axe a panoului fotovoltaic 48

8.2 Anexa 2: Macheta unui sistem de pozitionare pe două axe a unui panou fotovoltaic……….…….50

1 Introducere

Conform temei de proiectare, scopul proiectului este proiectarea și optimizarea unui sistem sistem pentru creșterea eficienței energetice a unui panou fotovoltaic. Avand în vedere specificul secției, principalele cerintele urmărite pe parcursul lucrării vor fi legate de alegerea și dezvoltarea unui sistem pentru creșterea eficienței energetice a unui panou fotovoltaic prin deplasarea acestuia în vederea captării unei cantitații cât mai mari de radiații solare.

Pentru rezolvarea problemelor impuse prin tema de proiectare se vor folosi cunoștințele de mecatronică și robotică acumulate pe durata studiilor.

Cerințele de bază care se vor avea în vedere pe parcursul realizării proiectului sunt:

Sistemul de alimentare cu energie electrică să fie unul independent energetic;

Sistemul să funcționeze în mod automat.

Sistemul să fie eficient energetic și cu cel mai bun raport cost / beneficiu.

Pentru realizarea scopului lucrării se vor parcurge urmatoarele etape:

Documentare privind principiile de funcționare ale sistemelor fotovoltaice de alimentare cu energie electrică;

Prezentarea de soluții constructive de montaj, acționare și comandă a panourilor fotovoltaice;

Alegerea soluției optime și prezentarea acesteia în detaliu;

Elaborarea concluziilor

Mecatronica este o cooperare a diferitelor domenii dominante în faza de concepție. Dezvoltarea unui produs implica trei faze sunt specifice:

faza de concepție,

faza de proiectare cu evidențierea disciplinelor specifice,

faza de implementare când domină disciplinele tradiționale.

Modul de interacțiune a acestor faze este prezentat grafic în figura 1.1.

Figura 1.1 Dezvoltarea produsului pe faze [14].

Caracteristicile produselor pentru toate etapele din perioada de viață sunt determinate în perioada de început a dezvoltării. Aproximativ 70% din costurile totale și specificatiile calitative ale produsului sunt determinate în faza de construcție cu toate că se folosesc putine resurse (în varianta tradițională, mecanică, numai 5 %). Din cauza greșelilor din timpul fazelor de început, un număr mare de întreprinderi suferă din cauza “greșelilor și deviațiilor” din producție. Sume mari sunt cheltuite astfel, pentru asigurarea calității și testarea acestor produse. În multe cazuri este mult mai ușor a proiecta produse, pentru care variațiile normale din producție nu le conduc la erori. Utilizând conceptul de mecatronică, în faze de dezvoltare de început, se pot obține produse de calitate la preț de cost mai redus. Bariera tradițională din perioada de dezvoltare o constituie aplicarea conceptelor de optimizare. Lucrul în echipă este strict necesar pentru a putea obține integrarea soluțiilor tehnice și de a reduce timpul de lucru.

Prin aplicarea conceptului de mecatronică, se pot nominaliza următoarele aspectele preconizate a fi obținute

• reducerea timpului de dezvoltare și a costurilor;

• orientare de marketing (focalizată pe utilizator);

• capabilitate de reacție rapidă la schimbările care afectează competitivitatea.

În același timp este necesar să se facă diferențe între caracteristicile imperative ale produsului și caracteristicile de marketing.

1.1 Structura sistemului mecatronic

Modul de reprezentare și identificare a elementelor componente ale unui sistem mecatronic este extrem de divers. O reprezentare concisă fără detaliere a interdependențelor dintre elementele componente este ilustrată în figura 1.2.

Figura 1.2 Elementele componente ale mecatronicii [14].

•Sistemul de programare a sarcinilor – Constituit din Microprocesor sau Microcontroler (genereaza miscarile dorite și secventele acestora, în concordanta cu cerintele sau comenzile transmise).

• Controlerul de secvente și miscare – compara parametrii curenti ai miscarii cu cei impusi și realizeaza corecturile necesare.

• Amplificatorul de putere – amplifica semnalul în concordanta cu cerintele actuatorului.

• Actuatorul – transforma semnalul corectat în semnal de intrare (moment, forta, viteza) în accord cu cerintele procesului.

• Mecanismele și transmisiile mecanice – realizeaza adaptarea parametrilor actuatorului la cerintele impuse de procesul tehnologic.

• Senzorii – prelucreaza informatii privind parametrii procesului și transmit semnale corespunzatoare controlerului miscarii.

• Dispozitivul de conditionare a semnalelor – Filtre, amplificatoare etc. elemente care prelucrează semnalele în concordanta cu cerintele impuse de intrarea în controlerul mișcării.

1.2 Achizitii de date

Achiziția de date se poate defini într-un sens mai larg ca fiind procesul de obținere a datelor de la o sursă, de obicei una exterioară sistemului care face măsurătoarea. În domeniul tehnic achiziția de date se referă la măsurarea unor mărimi electrice sau neelectrice și prelucrarea rezultatelor acestor măsurători. Odată cu evoluția extraordinară a calculatoarelor, a devenit posibilă preluarea sau generarea de date analogice sau digitale cu PC-ul direct din proces, în mod automatizat (fără introducerea acestora de către operatorul uman).

Achiziția de date este întâlnită în multe din domeniile de activitate din zilele noastre:

în industrie – în cadrul calculatoarelor de proces care supraveghează și reglează instalații tehnologice,

în cercetarea științifică – pentru măsurarea și prelucrarea unui spectru extrem de vast de mărimi electrice și neelectrice,

în comunicații – pentru supravegherea și măsurarea liniilor de comunicație, etc.

Avantajul folosirii calculatoarelor în sisteme de achiziție și distribuție de date este dat de puterea de calcul ce permite realizarea de prelucrări complexe ale semnalelor, flexibilitatea și ușurința cu care se pot modifica relațiile între mărimi și algoritmii de comandă și control.

Preluarea mărimilor analogice și digitale în calculator se face prin intermediul sistemelor de achiziție de date, care au rolul de a prelucra și transforma mărimile analogice de intrare în mărimi numerice și pot genera semnale de comandă analogice sau digitale. În general, un sistem de achiziție de date trebuie să poată executa trei funcții fundamentale:

convertirea fenomenului fizic într-un semnal care poate fi măsurat;

măsurarea semnalelor generate de senzori sau traductoare în scopul extragerii informațiilor despre procesele fizice;

analizarea datelor și prezentarea lor într-o formă utilizabilă.

Structura tipică a unui sistem de achiziție de date cu PC este prezentată în figura 1.3.

El este alcătuit din următoarele

senzori sau traductoare – convertesc fenomenul fizic într-un semnal electric ce poate fi apoi prelucrat și măsurat;

circuite de condiționare – prelucrează analogic semnalul și realizează funcții diverse cum sunt: adaptarea semnalului, convertirea și/sau amplificarea semnalului provenit de la traductoare, izolare galvanică, excitarea senzorului, liniarizare, filtrare, etc.;

un subsistem de achiziție de date (placă de achiziție de date) – care poate include multiplexoare și convertoare analog-digitale;

sistemul de calcul (PC);

soft pentru achiziție de date.[14]

Figura 1.3 Structura generală a unui sistem [14]

2 SISTEM MECATRONIC DE URMARIRE A SOARELUI

2.1 Date generale

Sistemele de urmarire solare fotovoltaice sunt dispozitive de susținere și orientare a panourilor solare în funcție de poziția soarelui pe parcursul unei zile. Avantajul folosirii unor sisteme de urmarire solară constă în aceea că randamentul producției de energie de-a lungul zilei crește cu peste 20-30% în comparație cu panourile solare clasice.

Fie că realizam sisteme de urmarire a soarelui pentru un singur panou solar, sau cele monobloc cu peste 30 de panouri fotovoltaice, eficiența lor este remarcată în special în zonele cu acoperire redusă la radiații solare sau în cazurile cand se dorește o amortizare rapidă a costurilor și un profit pe masură.

Figura 2.1 Structura mobilă pe o axă pentru orientarea panourilor fotovoltaice [1].

2.2 Tehnologii și tipuri de panouri solare

Încă din Grecia Antică se știa că energia solară se poate concentra si utiliza pentru o mulțime de scopuri, grecii orientând razele soarelui cu ajutorul oglinzilor pentru a îndepărta flota romană în 212 î.Hr. Tot grecii au folosit energia soarelui în scopuri pașnice aprinzând flacăra olimpică.

Efectul fotovoltaic a fost demonstrat pentru prima dată într-un experiment realizat de fizicianul francez Alexander Edmond Becquerel. Francezul avea 19 ani în 1839, când a construit prima celulă fotovoltaică din lume. Totuși, prima celulă solară în stare solidă a fost creată de Charles Fritts în 1883. Acesta a acoperit materialul semiconductor de seleniu cu un strat subțire de aur pentru a forma joncțiunile, dispozitivul având eficiență de doar 1%. Albert Einstein explică efectul fotoelectric în 1905 pentru care primește Premiul Nobel pentru Fizică în 1921. Russell Ohl brevetează celula solară cu joncțiune semiconductoare modernă în anul 1946, descoperită în timp ce lucra la diverse cercetări ce au dus ulterior la inventarea tranzistorului.

Prima celulă fotovoltaică a fost dezvoltată în anul 1954 în Laboratoarele Bell de către Daryl Chapin, Calvin Souther Fuller și Gerald Pearson. Joncțiunile semiconductoare de silicon au ajuns la o eficiență de 6% în comparație cu cele de seleniu care ajungeau cu greu la 0,5%. Les Hoffman îmbunătățește eficiența celulelor solare, în anul 1960 ajungând la 14%. În septembrie 2013, celula solară ajunge la o eficiență record de 44,7% într-o demonstrație realizată de germanii de la Institutul pentru Sisteme de Energie Solară Fraunhofer.

Un ansamblu de celule fotovoltaice, toate orientate spre același plan, formează un panou solar. La începutul panourilor solare, energia electrică produsă era mult prea costisitoare pentru a putea fi achizitionata de catre oamenii de rand, dar cu ultimele îmbunătățiri și cu celule mai mari aplicate panourilor solare, energia produsă a ajuns la o sumă considerabil de mică, egalând energia produsă de celelalte centrale electrice, prețul ajungând la 0,62 $/watt în 2012 și se așteaptă ca prețurile să scadă și mai mult în anii următori.

Panourile solare se folosesc în mai multe domenii unde se dorește economisirea de buget. Chiar dacă investiția la început este mai mare, panourile solare aduc un beneficiu pe termen lung. După criza globală din 2008, vânzările au scăzut, dar panourile solare câștigă din nou acum popularitate în detrimentul centralelor electrice, acest lucru fiind un avantaj pentru atmosfera planetei.

Utilizarea panourilor fotovoltaice în producerea de energie electrică, captează tot mai mult interesul persoanelor fizice, dar mai ales investitorilor în energii neconvenționale.

Avansul tehnologiei a dus la scăderi semnificative ale prețurilor de producție, piața panourilor fotovoltaice fiind într-o continuă dezvoltare.

Datorită amplasamentului și condițiilor climatice, Romania dispune de un potențial energetic ce trebuie luat în considerare ca și alternativă la folosirea combustibiilor fosili. O dată cu aparitia legislației privind producerea energiei din surse regenerabile, au fost clarificare o serie de aspecte, fapt ce deschide noi posibilitați de investiții în acest domeniu.

Panoul fotovoltaic

Panoul fotovoltaic este alcătuit din mai multe celule fotovoltaice, conectate în serie sau în paralel montate pe un suport acestea transformând radiația solară în energie electrică. Randamentul acestor panouri este cuprins între 8-20%, în funcție de gradul de absorbție a razelor de lumina.

Eficiența destul de scazută a panourilor fotovoltaice se datorează în principal faptului că doar o mică parte a radiațiilor de lumina din spectrul solar vizibil sunt transformate în electricitate.

Panourile fotovoltaice generează curent continuu, cu parametri variabili incompatibil încărcării unor acumulatori. Din acest motiv este nevoie de un convertor care să transforme energia electrică produsă de panurile solare în energie electrică, avand funcția de a stabiliza curentul electric.

Celula solară ca element al panoului fotovoltaic, are propietatea de a converti energia solară în energie electrică. Conectarea în serie a celulelor solare, are ca rezultat creșterea tensiunii direct proporțional cu numarul celulelor. Conectarea în paralel a sirurilor de celule, urmarește de fapt creșterea curentului debitat de ansamblul respectiv.

La randul lor panourile solare pot fi montate în serie și paralel cu scopul de a obține tensiunea, respectiv curentul necesar aplicației pentru care a fost proiectat.[2]

Figura 2.2 Mod de conectare serie și paralel la panourilor fotovoltaice [24].

Tipuri de celule fotovoltaice

La ora actuală se întâlnesc 3 tipuri de celule fotovoltaice:

a. Celule fotovoltaice monocristaline – sunt primele forme de celule fotovoltaice și sunt create dintr-un singur cristal de siliciu. Randamentul acestor celule fotovoltaice este de pana la 16%

b. Celule fotovoltaice policristaline – au la baza mai multe cristale de siliciu, orientate diferit. Randamentul acestor celule este de până la 13%, dar prețul este mult mai mic decât în cazul celulelor fotovoltaice monocristaline

c. Celule fotovoltaice amorfe – sunt realizate din materiale sintetice peste care se aplică un strat de siliciu. Randamentul acestora este de pana la 10%, dar au avantajul că se comportă foarte bine la lumina difuză și temperaturi ridicate. [24]

În Figura 2.3 se prezinta aspectul fizic al celulelor fotovoltaici in functie de structura lor cristalina.

Figura 2.3 Tipuri de celule cu care se pot echipa panourile fotovoltaice [24].

Parametrii celulelor fotovoltaice

Principalii parametrii sunt reprezentanți de:

Tensiunea-nominală-Un-(V)

Puterea-electrică-a-panoului-Pp-(W)

Puterea-maximă-a-panoului-Pmax-(W)

Tensiunea-panoului-la-putere-maximă-Vpm-(V)

Tensiunea-maximă-a-sistemului-Umax-(V)

Tensiunea-în-gol-Uco-(V)

Curentul-de-scurtcircuit-Isc-(A)

Coeficientul de temperatură – CVoc sau CIsc

Toate aceste marimi electrice care se găsesc în datele tehnice ale oricarui panou, se dau pentru anumite conditii, numite și conditii standard (STC) și anume: iradiatia solară 1000 W/m2 și temperatura de 250 C, masa de aer 1.5.

Alegerea panourilor fotovoltaice

Panourile fotovoltaice se aleg după următoarele criterii:

– Necesarul de energie (E) pentru locația proiectului – KWh/anș

– Iradiația medie anuală (H) pentru locația proiectului – KWm2/anș

– Tipul panoului fotovoltaic. Aici se au în vedere câteva criterii economice:

bugetul alocat proiectului,

perioada de amortizareet

spațiul disponibil amplasării

În figura 2.4 se prezintă ansamblul unei instalații fotovoltaice în care se pot observa urmatoarele elemente principale:

-panoul fotovoltaic,

-controlerul pentru incarcarea acumulatorului,

-acumulator,

-invertor c.c.-c.a.,

-blocul de siguranțe electrice.

In figura 2.5 se prezinta schema electrica de conectare aelementelor din componența unui sistem de conversie a energiei solare in energie electrică. [24]

Figura 2.4 Schema de principiu a unei instalații fotovoltaice [24]

Figura 2.5 Schema de conectare a unei instalații fotovoltaice

Controlerul este o parte absolut necesară a fiecărui pachet de încărcare solară. Rolul controlerului este de a proteja și automatiza încărcarea bateriei. [11]

Fără un controler între un panou solar și o baterie, panoul ar supraîncărca bateria prin generarea de prea multă tensiune pentru ca bateria să proceseze, aceasta deteriorandu-se grav.

Supraîncărcarea bateriei ar duce la explodarea bateriei!

Controlerul detectează când tensiunea bateriei este prea scăzută. Atunci când bateria scade sub un anumit nivel de tensiune, controlerul deconectează sarcina de la baterie pentru a împiedica golirea bateriei.

O baterie complet golită va pierde o parte din capacitatea să totală.

Tensiunea scăzută poate totuși deteriora bateria dacă este conectată sarcina.

Controlerul oprește orice curent de la curgerea înapoi în panoul solar pe timp de noapte.

Acest lucru previne deteriorarea kitului de încărcare solară.[11]

Invertoarele pentru panouri fotovoltaice sunt echipamente ale sistemelor de producere a energiei electrice, din surse regenerabile, care au rolul de a transforma energia solară oferită de colectorele solare în curentul necesar aplicațiilor electrice. Invertoarele pentru panouri fotovoltaice pot modifica tensiunea curentului, pentru ca aceasta să poata fi utilizată intr-o gamă variată de dispozitive electronice. Invertoarele mai sunt numite și "motoarele sistemelor fotovoltaice", tocmai datorită faptului că fară ele, energia captată de panourile fotovoltaice de la soare, nu ar putea fi transformata în energie electrică, necesară pentru punerea în functiune a televizorului, a frigiderului, a aspiratorului și a mașinii de spălat din locuința.[12]

Bateriile solare sunt acumulatori cu numar ridicat de cicli de functionare tip deep cycle. Bateriile folosite în aplicatiile solare pot fi acid FLA (flooded) sau sigilate VRLA. Bateriile solare VRLA sunt de tip AGM sau GEL. Tipul de baterie este important la setarea regulatorului de incarcare deoarece parametrii de incarcare diferă de la un tip de acumulator solar la altul.[13]

Panoul fotovoltaic este generatorul de energie electrică, fiind partea care face conversia radiațiilor solare în energie electrică transportand-o mai departe în vederea prelucrarii pentru a putea fi folosită de catre aparatele electrice conectate la rețea[14]

Mentenanța panourilor solare

Orice sistem de panouri fotovoltaice necesită o inspecție periodică realizată anual de personalul specializat sau de către compania de la care a fost achiziționat sistemul, pentru a verifica dacă există deteriorări sau defecțiuni. În funcție de gabaritul instalației, condițiile de mediu și tipul de sistem (autonom sau racordat la rețea), frecvența inspecției este stabilită în contractul de mentenanță.

Una din cele mai comune sarcini de întreținere a sistemelor solare fotovoltaice efectuată de către proprietar este curățarea sticlei de praf. Dacă nu este realizată curățarea la un interval de timp regulat, praful poate scădea eficiența sistemului fotovoltaic cu până la 20%. Un alt aspect care poate afecta substanțial eficiența sistemului, este umbrirea. Proprietarul trebuie să se asigure, anual, că vegetația ce inconjoară sistemul sau alte echipamente de pe acoperiș nu umbresc suprafața panourilor solare. [4]

2.3 Panouri Solare cu sistem de urmarire a soarelui

Un urmaritor solar este o instalație care orienteaza panourile solare în funcție de poziția soarelui. Funcționează ca o plantă cu scopul de a capta mai multă lumină solară la un unghi aproximativ perpendicular cu panoul. Spre deosebire de plante, aceste instrumente arată ca niște mese care își schimbă periodic înclinația și poziția axială. Acest lucru este posibil cu ajutorul unor servomotoare sau a unor pistoane hidraulice care sunt actionate de un sistem de monitorizare a intensității luminoase captate de rețeaua de senzori fotorezistivi.

In figura 2.6 este prezentată structura unui fotorezistor pentru urmarirea intensitații luminoase iar în figura 2.7 este prezentat un panou solar cu urmarire solară.

Figura 2.6 Structura unui senzor LDR [23]

Figura 2.7 Panou solat prevazut cu sistem de urmarire solară [22]

Modul de functionare al unui sistem de urmărire a soarelui

Sistemele de urmărire a soarelui sunt de două feluri. Unele sunt simple, adică se mișcă pe o singură direcție de la est la vest. Soarele răsare la est și este urmărit de sistem până la vest când apune. Altele, cele duble, fac același lucru doar că mai ajustează poziția panourilor și în funcție de azimut. Cele duble sunt mai eficiente pentru că soarele nu trece prin același loc în fiecare zi. El își schimbă poziția în fiecare zi între vară și iarnă.

Sistemele de urmărire a soarelui duble se mișcă tot de la est la vest, dar cu acea înclinație in care razele solare sunt orientate perpendicular pe panouri.

Sistemele simple îmbunătățesc producția solară, dar cele duble sunt cu adevărat eficiente. Un sistemul solar dublu pot crește producția de energie cu 20-30%.

Traiectoria unui sistem de urmarire solara pe o axa sau 2 poate avea 2 tipuri de mișcări.

Primul tip de mișcare este cel de la stânga la dreapta cu ajutorul a 2 fotorezistori, iau cel de al 2-lea tip este miscarea pe x si pe y, acesta ajustând panoul si in funcție de azimut pentru că soarele nu trece în fiecare zi pe aceiași linie, traseul lui fiind diferit vara față de iarnă.

Un alt tip de mișcare este cea pasivă, adică această miscare este setată din cod pe baza unor măsurători. În acest caz constructia este mai simplă, nemaifiind nevoie de senzori fotorezistivi, în schimb fiind nevoie de o analiză mai amănunțită a poziției soarelui in zona respectivă.

Un astfel de exemplu poate fi atunci când un tracker solar cu senzori transmite semnalele de pozitionare unor sisteme care imită mișcarea primului sistem dotat cu modul de urmărire. O astfel de soluție poate reduce semnificativ costurile întregii instalații solare.

2.4 Sistemul dirijat de urmărire a soarelui pe o direcție

Aceste sisteme se vor orienta panoul solar pe direcția Est – Vest, aceasta fiind mișcarea cea mai importantă in atingerea unei eficiențe cât mai bune a panoului solar. Acest timp de sistem are avantajul că este deja dirijat pe cea mai bună direcție.

Să ne imaginăm că avem un sistem de panou fotovoltaic fix, acest sistem fiind amplasat rigid pe o suprafață , dar vom presupune că pe acea suprafață unghiul a fost optimizat la maxim pentru producția de energie solară anuală maximă. Sistemul de urmărire a soarelui pe o direcție îmbunătățește acel unghi fix al sistemului solar care până atunci era static. (fig 2.8)

Orientarea pe o singură direcție nu vine cu rezultate spectaculoase așa cum este cea pe două direcții, dar având în vedere că este aplicat de regulă la sisteme foarte mari amplasate în câmp, se pot justifica costurile.

Figura 2.8 Sistem de orientare pe o axa a panoului fotovoltaic [x]

2.5 Sistemul dirijat de urmărire a soarelui pe două direcții

Acesta este cel mai eficient tip de sistem, având un randament cu până la 30% mai multă energie decât un sistem fix cu inclinatie optimă, în comerț acest tip de sistem se găsește sub numele de tracker solar.

Cu cât numărul de panouri solare este mai mare, cu atât acest sistem se justifică mai mult.

Pentru o astfel de investiție nu merită să achiziționăm un sistem de urmărire a soarelui pe care amplasăm 2, 3 sau 4 panouri de 400W, de fapt, dupa o analiza simplă v-a fi nevoie de minim 18 de panouri solare pe un singur tracker doar ca să amortizăm costul.( fig2.9) [5]

Figura 2.9 Sistem de orientare pe doua axe a panoului fotovoltaic [25]

Figura 2.10 dispozitiv de orientare pe doua axe a unui panou fotovoltaic [26]

2.6 Concluzii privind analiza comparativa a sistemelor de urmarire a Soarelui

Folosirea unui panou solar care are integrat un sistem de urmărire solară este mult mai eficient din punctul de vedere al aportului de energie optinut. Cu toate ca aceste sisteme necesita valori de investitie mai mari, acestea iși pot amortiza mai repede costurile de achiziție.

Avantaje

Primul și cel mai important avantaj este că prin implementarea acestui tip se sistem se maximizează cantitatea de energie electrică ce este obținută, aportul de energie rezultata fiind cu peste 20% mai mare față de un panou clasic.

Datorită faptului că generează mai multă electricitate în același interval de timp comparativ cu sistemele fixe, cele cu trackere sunt mai bune din punct de vedere al utilizarii optime a spațiului în care sunt aplicate.

În funcție de tipul de dispozitive utilizate, cu o axă sau duale, se poate seta unghiul astfel încât acesta să fie unul tot timpul față de pozitia soarelui pe bolta cerească.

Tehnologia pe care se bazeaza sistemele de urmarire solare este intr-un progres continuu, ceea ce face ca nevoia de mentenanță pentru trackere să fie din ce în ce mai mică.

Dezavantaje

Panourile solare cu sisteme de urmarire a soarelui sunt mai scumpe decat cele cu sisteme clasice de prindere și fixare. În general sistemele fotovoltaice ce nu dispun de un sistem de urmarire solară necesită un minim de intreținere, cele cu trackere solare sunt mai complexe deci intreținerea este și ea mai complicată. În mod normal e vorba de curațarea din când în când a panourilor sau înlaturarea zăpezii pe timp de iarnă, dar sistemele cu urmaritoare solare nu se împaca prea bine cu acumularea de zapadă. [1]

2.7 Soluția constructivă aleasă pentru dezvoltare în cadrul proiectului

Pentru proiectul de licență se va proiecta un sistem de tip solar tracker (urmaritor solar ) pe 2 axe în vederea maximizarii aportului de energie solară pentru un randament maxim atat pe timp de vară cat și pe timp de iarnă.

Sistemul de deplasare a panoului va fi compus din 4 senzori LDR care vor prelua intensitatea luminoasa de la soare, acestea cautand mereu ca fiecare să primeasca acelasi aport de intensitate luminoasa, acest fapt duce la rotirea panoului, cu ajutorul a 2 servomotoare, în așa fel în cat razele solare să fie aproximativ perpendiculare pe suprafață.

Sistemul de acționare conține următoarele elemente cu următoarele funcții:

-Preluarea datelor analogice

-Prelucrarea informațiilor

-Acționarea modului de acționare

-Elementele auxiliare pentru a permite construcția sistemului

Pentru realizarea acestui proiect vor fi implicate atat componente hardware cat și software

Necesitațiile proiectului sunt:

– Un breadboard 830 puncte MB-102

– 2 servomotoare

– 4 senzori LDR

– O placuță Arduino uno

– Un panou solar

– Un suport pentru toate componentele

Toate aceste componente vor fi asamblate în așa fel în cat rotirea panoului să fie posibilă.

3 PROIECTAREA SISTEMULUI

3.1 Introducere

Acest capitol are în vedere proiectarea sistemului amintit mai sus, adica un panou solar care poate urmari razele solare pe 2 axe cu ajutorul a 4 senzori. Scopul acestui sistem va fi de a maximiza performanțele unui panou fotovoltaic cu ajutorul actionarii de catre 2 servomotoare.

Avantajul acestui ansamblu este posibilitatea de a profita la maximum de lumina zilei de catre panoul solar, acesta dand un randament sporit fata ce un panou solar cu suport fix.

3.2 Selectarea componentelor hardware si software

Placa de dezvoltare

Figura 3.2 Arduino [27]

Figura 3.3 MicroBit [28]

Figura 3.4 Raspberry Pi [29]

Din placile prezentate mai sus am ales placa de dezvoltare Arduino uno pentru că are costul cel mai redus dintre toate și pentru ca limbajul de programare este cel mai familiar față de celelalte două. Fig 3.2

Informații despre Arduino UNO

O plăcuță Arduino este alcatuită dintr-un microcontroler Atmel AVR de 8-, 16- sau 32-biți cu componente complementare care ușureaza programarea și încorporarea în alte circuite.

Un fapt important la Arduino este că acesta dispune de conectori standard, care permit utilizatorului să conecteze plăcuța cu procesorul la diferite circuite sau module interschimbabile numite shield-uri. Unele shield-uri comunică cu Arduino direct prin intrările digitale sau analogice, dar altele sunt adresabile individual prin magistrala serială I²C permițând utilizarea mai multor module în paralel.

In anul 2015 plăcuțele Arduino oficiale au folosit cipuri Atmel din seria megaAVR, în special ATmega8, ATmega168, ATmega328, ATmega1280 și ATmega2560, iar în 2015 au fost adăugate cipuri de la alți producători. O multitudine de alte procesoare au fost folosite de dispozitive compatibile Arduino. Multe plăcuțe dispun un regulator liniar de 5 V și un oscilator cu cuarț de 16 MHz (sau un rezonator ceramic în unele variante), deși anumite plăcuțe, cum ar fi LilyPad, funcționează la 8 MHz și nu necesită regulator, datorită restricțiilor de formă.

Un microcontroler instalat pe Arduino vine programat din fabrică cu un bootloader care simplifică încărcarea programelor pe memoria flash a cipului, în comparație cu alte dispozitive care necesită programatoare externe. Acest fapt face din Arduino o soluție simplă, permițând programarea de pe orice computer fara a fi nevoie de un nivel ridicat de cunostințe in limbaje de programare. În prezent, bootloader-ul optiboot este bootloader-ul implicit instalat pe Arduino UNO.[7]

La nivel de concept, când se folosește mediul de dezvoltare integrat Arduino, programarea tuturor plăcuțelor se face prin conexiune serială. Implementarea acesteia diferă în funcție de versiunea hardware.

Unele plăcuțe Arduino au implementate convertoare de nivel logic pentru a realiza conversia între nivelele logice RS-232 și cele TTL. Plăcuțele Arduino din prezent sunt programate prin USB tip B, având integrate cipuri de conversie USB-serial, cum ar fi FTDI FT232. Unele modele UNO, mai noi, folosesc un cip AVR separat programat să funcționeze ca un convertor USB-serial, care poate fi reprogramat printr-un port ICSP dedicat. Alte variante, cum ar fi Arduino Mini și versiunea neoficială Boarduino, folosesc adaptoare detașabile USB-serial, cabluri, Bluetooth sau alte metode.

Plăcuța Arduino are pinii de intrare/ieșire ai microcontrolerului, pentru ca aceștia să fie folosiți de alte circuite. Diecimila, Duemilanove și UNO oferă 14 pini digitali de intrare/ieșire, dintre care 6 pot produce semnale PWM și 6 intrări analogice care, de asemenea, pot fi folosite ca intrări/ieșiri digitale. Acești pini sunt accesibili prin partea superioară a plăcuței, prin intermediul unor barete mamă cu distanța între pini de 2,54 mm.

Placa Arduino UNO se conectează la portul USB al calculatorului folosind un cablu de tip USB A-B, disponibil în varianta de 1.5 metri sau de 3 metri. Poate fi alimentata extern (din priza) folosind un alimentator extern. Alimentarea externa este necesara în situatia în care consumatorii conectati la placa necesită un curent mai mare de cateva sute de miliamperi. In caz contrar, placa se poate alimenta direct din PC, prin cablul USB. Pachetul conține doar placa Arduino, și nu și cablul USB sau alimentatorul extern (este necesar să le comanzi separat, daca doresti).(fig 2.8) [6]

Specificatii :

Microcontroler: ATmega328

Tensiune de lucru: 5V

Tensiune de intrare (recomandat): 7-12V

Tensiune de intrare (limita):  6-20V

Pini digitali: 14 (6 PWM output)

Pini analogici: 6

Curent per pin I/O: 40 mA

Curent 3.3V: 50 mA

Memorie Flash: 32 KB (ATmega328)  0.5 KB pentru bootloader

SRAM: 2 KB (ATmega328)

EEPROM: 1 KB (ATmega328)

Clock Speed: 16 MHz

Figura 3.5 Amplasarea componentelor pe o plăcuță Arduino Uno [19]

Breadboard 830

Figura 3.6 Breadboard 830 [7]

Breadboard-ul (fig3.6) se foloseste pentru realizarea extrem de rapida a montajelor fara a fi nevoie de un letcon sau pistol de lipit.

Piesele se introduc în gaurile din placa iar legaturile intre pini se realizeaza cu fire tip tata-tata sau mama-tata.

La mijloc se pot introduce circuite integrate sau module cu doua randuri de pini, fiecare pin putand fi rapid conectat altundeva prin cele 4 gauri asezate perpendicular pe circuit.

In laterale sunt cate doua magistrale cu legaturi orizontale care în mod normal se folosesc pentru alimentare. Aceasta placa are cate doua magistrale independente pe fiecare parte (4 în total).

Dupa ce montajul a fost testat pe breadboard, pentru a putea fi folosit practic, este nevoie de transpunerea lui pe un suport permanent unde componentele sunt cositorite.

Montajele realizate pe breadboard nu rezista vibratiilor mecanice iar în timp firele pot oxida ducand la intreruperea conexiunilor.

Caracteristici tehnice:

Dimensiuni: 16.5 x 5.4 x 0.85cm;

Număr de puncte: 830;

Diametru fir necesar: 0.8mm.

Conexiuni interne:

Imaginea este pentru placa de 400 puncte, aceasta de 830 este practic dubla, magistralele din laterale necomunicand intre ele. (fig 3.7)

Figura 3.7Amplasarea conectorilor intr un Breadboard 830 [7]

Fiecare linie verticală ilustrată cu negru poate reprezenta un nod de circuit. Pe mijloc există un canal orizontal ce separă secțiunile B și C pentru a oferi mai multe noduri și pentru a face posibilă conectarea elementelor de circuit ce au două perechi de pini. [7]

Pentru a realiza conexiunile vom utiliza fire prefabricate, ideale pentru astfel de aplicații. Uneori, pentru a avea o vizibilitate cât mai bună și pentru a realiza un circuit ordonat, vom utiliza fire de tip “agrafă” – fire drepte cu capetele îndoite, special concepute pentru breadboard.

Pentru conectarea pe breadboard este nevoie de un anumit tip de conectori, acesti conectori arata ca în figura de mai jos ( fig 3.8)

Figura 3.8 Fire de legatura

Senzori LDR

Figura 3.9 Modul senzor de lumina [8]

Figura 3.10 Fotorezistor LDR [9]

Din exemplele de mai sus am ales un sensor LDR ( fig 3.10 ) deoare ce are un gabarit mai redus putand fi integrat mai usor in sistem avand in acelasi timp și pret mai scazut fata de celalalt

Rezistoarele fotorezistente reprezintă o bază electronică. Dacă aveți nevoie de o modalitate de a simți nivelul luminii ambientale, atunci nu există un mod mai ușor de a face acest lucru decât cu un fotorezistor. Fotorezistorul este fabricat dintr-un material semiconductor, iar conductivitatea se modifică odată cu variația luminanței. Fotorezistorul este utilizat pe scară largă în multe industrii, cum ar fi jucării, lămpi, camere foto, etc.

Schema de conectare a unui sensor LDR se afla în figura 3.12; 3.11

Caracteristici tehnice:

Maximum voltage (V-dc): 150

Maximum power consumption (mW): 100

Temperatură: – 30°C – +70°C

Valoarea Spectrală (nm): 540

Rezistența la lumină (10Lux) (KΩ): 10 – 20 [9]

Figura 3.11 Schema de conectare a unui LDR

Figura 3.12 Schema de conectare a unui senzor LDR

Servomotoare

Figura 3.13 Servomotor – Hitec HS-35HD Nano [21]

Figura 3.14 Servomotor Power HD High Torque 1501MG [20]

Figura 3.15 Servomotor 9g [10]

Varianta aleasa de mine este servomotorul 9g pentru ca are costul cel mai scazut și este potrivit pentru tema de proiect aleasa fig 3.15

Caracteristici tehnice:

Tensiune de alimentare: 4.8V – 6V;

Consum redus de curent;

Viteza de funcționare: 0.12 s/60o @ 4.8 V;

Cuplu în blocare la 4.8V: 1.8 kgf*cm;

Frecvență PWM: 50Hz (conform datasheet-ului anexat);

Temperatura de funcționare: -30° C – +60° C.

Dimensiuni: 21.5 x 11.8 x 22.7 mm

Acest mini servo motor este proiectat special pentru aplicații care necesita o putere redusa, cum ar fi jucarii, proiecte ce necesita o actionare de un gabarit redus. De exemplu, se poate folosi puteți utiliza pentru a face o barcă să miște cârma stânga sau dreapta

Controlul servomotorului se realiză cu ajutorul unu semnal de tip PWM. Pinii care pot genera acest tip de semnal de pe o placă de dezvoltare Arduino sunt: 3, 5, 7, 9, 10, 11, A0 – A5. În acest exemplu vom utiliza pin-ul digital 9 pentru a mișca brațul servomotorului. De asemenea, alimentarea acestui produs se poate face direct de la Arduino doar în cazul în care nu utilizați și alte piese. În caz contrar, celelalte componente s-ar putea comporta necorespunzator deoarece nu primesc suficient curent pentru a funcționa corespunzător.( fig 3.16)

Schema de conectare este următoarea:

Figura 3.16 Schema de conectare a unui servomotor [10]

2. Încărcați un exemplu de cod pe placa de dezvoltare.

Pentru a facilita utilizarea acestui produs, este recomandat să utilizați biblioteca "Servo" inclusă în mediul de dezvoltare Arduino IDE.

Funcțiile acestei biblioteci sunt:

servo.attach(pin);

servo.write(unghi);

servo.writeMicroseconds(uS);

servo.read();

servo.attached();

servo.detach().[10]

3.1.5 Programul Arduino

Programul Arduino este un program open source care este folosit pentru realizarea codului de program necesar pentru functionarea corecta a montajului.

Programul se instaleaza din urmatorul link:

https://www.arduino.cc/en/Guide/HomePage

Dupa accesarea linkului se selecteaza versiunea de software potrivită pentru sistemul de operare al PC-ului

Figura 3.17 Instructiuni de descarcare a programului Arduino

Dupa descarcare se deschide fisierul respectiv, se apasă pe ,,I Agree„, se selectează partitia în care utilizatorul doreste să facă instalarea programului, apoi apasă pe butonul de install, dupa instalare se apasă pe butonul close.

Urmatoarele imagini va vor arata în detaliu cum decurge procesul de instalare a programului. ( fig3.17, 3.18, 3.19)

Figura 3.18 Instructiuni de instalare a programului

Figura 3.19 Instructiuni de instalare a programului [16]

3.2 Configurarea unei placate de dezvoltare Arduino cu ajutorul programului

ArduinoIDE se configurează astfel. Din meniul Tools->Boards se selectează tipul de placă folosit, ( fig 4 )

Fig 4 [16]

iar din meniul Tools->Ports se selectează portul COM folosit de placa de dezvoltare (fig 4.1)

Fig 4.1 [16]

Fereastra aplicatiei arata astfel: ( fig 4.2 )

Fig 4.2 [16]

Verifică erorile programului

Descarcă programul pe placuță

Creeaza un program nou

Deschide un cod existent

Salvează proiectul

Monitorizare serial

In zona de program se scrie codul propriuzis sau editarea unui cod existent ( fig 4.5 )

Fig 4.5 [16]

Eventualele erori aparand aici ( fig 4.6 )

Fig 4.6 [16]

Aplicatia indica exact unde exista o eroare fiindui mai usor utilizatorului sa editeze codul respectiv

3.3 Instalarea librariilor

Instalarea librariilor se face din meniul din partea stanga sus a programului exact ca in urmatoarele imagini: ( fig 4.7 )

Fig 4.7

Iar in aceasta zona se pot cauta librariile de care este nevoie ( fig 4.8 )

Fig 4.8

Dupa cautarea si instalarea librariei se selecteaza sketch urmandu-se exact pasii de mai jos

( fig 4.9 )

Fig 4.9

Se deschide o listă cu librariile de unde se selecteaza libraria dorită ( fig 5 )

Fig 5

4 CONSTRUCȚIA PROPRIUZISĂ

Etapa 1

Se pregateste suportul pentru servomotoare si fotorezistori intr-un program de proiectare

Se incarca piesele respective intr-un format STEP pentru a fi compatibil cu o imprimanta 3D

Acest suport are rolul de a sustine si de a oferi mobilitatea necesara servomotoarelor de a realiza miscarea stanga/dreapta, sus/jos

( Linkul de unde se poate descarca suportul este numarul 21 din bibliografie )

fig 5.1 ( suport servomotor ) [17]

Fig 5.2 ( suport fotorezistori ) [17]

Pentru piesele 3D s-a folosit un material de culoare galbena, timpul necesar creearii acestora a fost de aproximativ 6 ore. ( Fig 5.3 )

Fig 5.3 ( piesele printate 3D )

Etapa 2

In aceasta etapa fotorezistorii LDR sunt conectati pe placuta arduino UNO cu ajutorul unui breadboard

Acesti fotorezistori au rolul de a prelua schimbarile de intensitate a radiatiilor luminoase si de a le converti in miscare ce v-a fi realizata de cele 2 servomotoare.

Pentru acest ansamblu voi avea nevoie de 4 fotorezistori LDR si 4 rezistente de 1K ohm si o placuta arduino Uno ( fig 5.4; 5.5)

Fig 5.4( schema de conectare a fotorezistorilor )

Fig 5.5 ( suportul si modul de conectare a LDR )

Etapa 3

Pentru aceasta etapa se vor folosi 2 servomotoare care vor actiona ansamblul pe axa x si axa y pentru ca panoul solar sa poata capta un maxim de energie pe parcursul zilei

Aceste servomotoare actioneaza dupa cum dicteaza cei 4 fotorezistori, adica daca fotorezistorul din stanga sus detecteaza o intensitate luminoasa mai crescuta, atunci va comanda servomotoarele sa mute ansamblul pe care se afla panoul solar in acea directie.

( fig 5.6; 5,7 )

Fig 5.7 ( schema de conectare a servomotoarelor )

Fig 5.8

Fig 5.9 (Conectarea pinilor de la servomotor pe placuță)

Fig 6 (Conectarea pinilor de la servomotor pe placuță)

In imaginile de mai sus am incercat sa surprind in realitate cum vine conexiunea servomotorului pe placuta, adica pinul portocaliu merge la intrarea digitala din arduino, pinul rosu merge la 5V iar pinul albastru merge la GND, acest lucru este valabil pentru ambele servomotoare. ( fig 5.9; 6 )

Etapa 4

In aceasta etapa se vor monta servomotoarele in carcasele gandite special pentru ele.

Pentru ca montajul sa poata fi realizat vom avea nevoie de dispozitivele ce vin la pachet cu servomotoarele de tip 9g. Fig 6.1

Fig 6.1

Aceste dispizitive vin fixate in locasurile din carcasa care au forma lor (fig 6.2)

Fig 4.2 ( locasurile speciale pentru tool-uri )

Dupa montarea dispozitivelor vine randul servomotoarelor incepand cu cel de la baza care se introduce in piesa din figura 6.4 cu axul in jos, acesta introducandu-se in tool-ul montat in piesa din figura 6.3 partea dreapta. Dupa ce primul servomotor a fost montat vine randul celui de a-l 2-lea care se monteaza pe piesa din figura 6.5 cu axul introdus in tool-ul montat pe aceasta piesa, dupa montare servomotorul se insurubeaza in piesa din figura 4.5, la final ramanand suportul pentru fotorezistori care se monteaza deasupra panoului solar.

ATENTIE, PENTRU FUNCTIOAREA CORECTA SUPORTUL PENTRU FOTOREZISTORI SI PANOUL SOLAR TREBUIE SA FIE MONTATE PE ACEIASI PIESA, ALTFEL NU V-A DA RANDAMENT!

Fig 6.4 fig 6.5

Fig 6.6 fig 6.3

4.1 Instalarea librariilor necesare

Pentru acest proiect este nevoie de doar o singura librarie, aceasta este necesara pentru buna functionare a servomotoarelor din ansamblu.

Aceasta librarie se instaleaza direct din aplicatie apasand pe meniul sketch, mergand cu mouseul pana la include library apoi din nou mergand cu mouseul pana la libraria servo si se da click pe ea apoi se poate incepe scrierea codului.

Detalii amanuntite se gasesc in imaginea din figura 6.7

Fig 6.7

4.2 Programul fritzing

Programul fritzing este folosit pentru realizarea schemelor electrice.

Acest program are integrate toate componentele compatibile cu arduino, inclusiv toate placutele necesare.

Acesta se intaleaza de pe http://fritzing.org/download/ de unde se alege programul compatibil cu sistemul de operare folosit de PC.

Dupa descarcare se va gasi o arhiva care se va deschide accesandu-se fisierul cu extensia .exe.

Interfata programului se va gasi in figura 6.8

Fig 6.8

5 REZULTATE

In urma studiilor realizate de cercetatori a realizat ca un panou solar cu actionare solara poate avea un randament cu pana la 25 de procente față de un panou solar clasic.

In imaginile de mai jos este prezentată diferența dintre un panou solar cu urmarire pe o axa, pe 2 axe si panou solar fix.

6 CONCLUZII

Structura unui panou fotovoltaic cu sistem de urmărire a radiației solare este intr-adevar mai costisitor dar are o amortizare a costurilor mai rapidă datorita eficientei de care da dovadă.

Urmaritorul solar este oarecum la inceput de drum, acesta bazandu-se pe o intrebuintare noua a sistemelor de actionare, în viitor prețul acestor tipuri de sisteme scăzând simțitor, la fel ca orice altă tehnologie de zi cu zi.

Această idee a stat la baza organizarii lucrării de licență :

7 BIBLIOGRAFIE

[1] http://www.ghidulelectricianului.ro/trackere-solare-avantaje-si-dezavantaje/

[2] http://www.electricalc.ro/sisteme-fotovoltaice-solare/panouri-fotovoltaice

[3] https://www.scientia.ro/stiinta-la-minut/istoria-ideilor-si-descoperirilor-stiintifice/6822-panoul-solar-scurt-istoric.html

[4] https://www.energymark.ro/mentenanta-si-service/

[5] https://www.constructosu.eu/cum-functioneaza-trackerele-solare-pentru-panouri-fotovoltaice/

[6] https://ro.wikipedia.org/wiki/Arduino

[7] https://ardushop.ro/ro/electronica/33-breadboard-830.html

[8] https://ardushop.ro/ro/home/88-modul-senzor-lumina-intensitate-luminoasa.html

[9] https://cleste.ro/fotorezistor-5528-ldr.html

[10] https://www.optimusdigital.ro/ro/motoare-servomotoare/26-micro-servomotor-sg90.html

[11] https://www.esolar.ro/blog/cum-sa-alegeti-un-controler-de-incarcare-solara-pentru-panouri-fotovoltaice.html

[12] https://www.esolar.ro/tehnologie-solara-fotovoltaica/invertoare-pentru-panouri-fotovoltaice.html

[13] https://www.solar-depot.ro/Baterii-Solare

[14] Dolga Valer, Proiectarea sistemelor mecatronice, Ed. Politehnica, 2007,

[15] http://www.mec.tuiasi.ro/diverse/Curs_ASM.pdf

[16] http://www.roroid.ro/prima-lectie/

[17] https://www.thingiverse.com/thing:708819

[18] https://www.instructables.com/id/Arduino-Solar-Tracker/

[19] https://www.instructables.com/id/INTRO-TO-ARDUINO-UNO-R3/

[20] https://www.robofun.ro/Servomotor-standard-Feetech-FS5106B

[21] https://www.sparkfun.com/products/retired/11882

[22] https://www.esolar.ro/tehnologie-solara-fotovoltaica/trackere-solare-fotovoltaice.html

[23] https://riverglennapts.com/ro/resistor/754-light-dependent-resistor-ldr-and-working-principle-of-ldr.html

[24] http://www.electricalc.ro/sisteme-fotovoltaice-solare/panouri-fotovoltaice

[25]https://adevarul.ro/locale/iasi/cel-mai-potent-parc-fotovoltaic-fost-construit-iasi-sistemul-energetic-revolutionar-premiera-romania-1_55c20ad5f5eaafab2c459522/index.html

[26]https://www.google.ro/search?biw=958&bih=959&tbm=isch&sa=1&ei=FRUJXcblDIqvkwWP1LKIDQ&q=sistem+de+orientare+pe++o+axa+a+panoului+fotovoltaic&oq=sistem+de+orientare+pe++o+axa+a+panoului+fotovoltaic&gs_l=img.3…101890.105294..105557…0.0..0.84.549.7……0….1..gws-wiz-img.zbrBDZ5l4uo#imgrc=tt2qwhVlSU5BNM:

[27] https://www.elektor.com/arduino-uno-r3

[28] https://microbit.org/co-uk-landing/

[29] https://www.reichelt.com/de/en/raspberry-pi-3-b-4x-1-2-ghz-1-gb-ram-wlan-bt-raspberry-pi-3-p164977.html

[27] Maniu, I, Dolga, V. , Sisteme de acționare, Editura Politehnica, ISBN 973 – 625 – 075 – x, Timișoara, 2003

[28]  Dolga, V., Sisteme de achiziție de date, interfețe și instrumentație virtuală, Editura Politehnica, ISBN 978-973-625-583-0, Timișoara, 2008

[29] Ioan Luminosu, Aldo De Sabata, Dan Mărgineanu, Valentin Ciupe ,Solar thermal systems developed in the western part of Romania: An LCoE analysis, 2015 IEEE 10th Jubilee International Symposium on Applied Computational Intelligence and Informatics

[30] Ioana Șora, Doru Todinca, Introducerea in programarea calculatoarelor, editura Politehnica Timișoara 2004

8 ANEXE

8.1 Anexa 1: Program software pentru comanda sistemului de pozitionare pe doua axe a panoului fotovoltaic [22]

#include <Servo.h>

Servo horizontal;

int servoh = 100;

Servo vertical;

int servov = 100;

int ldrlt = 0;

int ldrrt = 1;

int ldrld = 2;

int ldrrd = 3;

void setup()

{

Serial.begin(9600);

// servo connections

// name.attacht(pin);

horizontal.attach(9);

vertical.attach(10);

}

void loop()

{

int lt = analogRead(ldrlt);

int rt = analogRead(ldrrt);

int ld = analogRead(ldrld);

int rd = analogRead(ldrrd);

int dtime = analogRead(4)/20;

int tol = analogRead(5)/4;

int avt = (lt + rt) / 2;

int avd = (ld + rd) / 2;

int avl = (lt + ld) / 2;

int avr = (rt + rd) / 2;

int dvert = avt – avd;

int dhoriz = avl – avr;

if (-1*tol > dvert || dvert > tol)

{

if (avt > avd)

{

servov = ++servov;

if (servov > 170)

{

servov = 170;

}

}

else if (avt < avd)

{

servov= –servov;

if (servov < 0)

{

servov = 0;

}

}

vertical.write(servov);

}

if (-1*tol > dhoriz || dhoriz > tol)

{

if (avl > avr)

{

servoh = –servoh;

if (servoh < 0)

{

servoh = 0;

}

}

else if (avl < avr)

{

servoh = ++servoh;

if (servoh > 170)

{

servoh = 170;

}

}

else if (avl = avr)

{

// nothing

}

horizontal.write(servoh);

}

delay(dtime);

}

8.2 Anexa 2: Macheta unui sistem de pozitionare pe două axe a unui panou fotovoltaic