Ein Hybrid-GPS/LDR-Zweiachsen-Solarverfolgungssystem zur Überwindung von Energieverlusten in festen Photovoltaikanlagen

    Angesichts der wachsenden weltweiten Nachfrage nach erneuerbaren Energien, Die Solar-Photovoltaik-Technologie (PV) ist zu einem Schlüsselbestandteil des Sektors für saubere Energie geworden. Allerdings traditionell behoben PV-Anlagen unterliegen erheblichen Effizienzeinschränkungen, da sich der Sonnenstand im Laufe der Zeit kontinuierlich und fest ändert PV-Module können den optimalen Einfallswinkel nicht aufrechterhalten, was dazu führt, dass ein großer Teil der Sonnenenergie nicht ausreichend genutzt wird. Studien zeigen, dass die Energiegewinnungseffizienz fester Systeme typischerweise nur 60–70 % der idealen Bedingungen erreicht, was bedeutet, dass fast ein Drittel der potenziellen Energie verschwendet wird.

    Um dem Energieverlust entgegenzuwirken, der durch unzureichende Genauigkeit der Sonnenverfolgung in PV-Systemen verursacht wird, haben Forscher ein zweiachsiges Solarverfolgungssystem (DASTS) mit Hybridalgorithmus entwickelt, das GPS-Positionierung und lichtabhängige Widerstände (LDRs) integriert. Durch innovatives LDR-Design und Algorithmusoptimierung wurde der Trackingfehler auf 1,8° reduziert und experimentelle Ergebnisse zeigen eine Steigerung der Stromerzeugung um 38,2 % im Vergleich zu festen Systemen. Solche Systeme maximieren die Energiegewinnung, indem sie den Panelwinkel kontinuierlich anpassen, um senkrecht zu den Sonnenstrahlen zu bleiben. Derzeit umfassen die gängigen Nachführsysteme ein- und zweiachsige Typen, wobei DASTS theoretisch den höchsten Energiegewinn bietet. Bestehende DASTS-Technologien stehen jedoch vor mehreren großen Herausforderungen: erstens bei der Tracking-Genauigkeit – herkömmliche LDR-basierte Systeme sind anfällig für Umwelteinflüsse wie Wolken und Schatten; zweitens die Kosten – hochpräzise GPS-Systeme sind genau, aber teuer; und drittens die Zuverlässigkeit – der Verschleiß mechanischer Komponenten und die Komplexität des Steuerungsalgorithmus wirken sich auf den langfristig stabilen Betrieb aus.

    Vor diesem Hintergrund veröffentlichten Forscher diese innovative Studie in Renewable Energy mit dem Ziel, ein hocheffizientes, kostengünstiges und hochpräzises hybrides zweiachsiges Solar-Tracking-System zu entwickeln.