固定太陽光発電設備のエネルギー損失を克服するためのハイブリッド GPS/LDR 二軸太陽追跡システム

    再生可能エネルギーに対する世界的な需要の高まりに伴い、 太陽光発電 (PV) 技術は、クリーン エネルギー分野の重要な要素となっています。ただし、従来の固定 太陽光発電システムには効率に大きな制限があります。 太陽の位置は時間の経過とともに継続的に変化するため、 PV パネルは 最適な入射角を維持できないため、大量の太陽エネルギーが十分に活用されません。研究によると、固定システムのエネルギー捕捉効率は通常、理想的な条件の 60 ～ 70% にしか達せず、これは潜在エネルギーの 3 分の 1 近くが無駄になっていることを意味します。

    太陽光発電システムにおける不十分な太陽追尾精度によって引き起こされるエネルギー損失に対処するために、研究者らは、GPS 測位と光依存抵抗器 (LDR) を統合したハイブリッド アルゴリズムの二軸太陽追尾システム (DASTS) を開発しました。革新的な LDR 設計とアルゴリズムの最適化により、トラッキングエラーは 1.8° に減少し、実験結果では固定システムと比較して発電量が 38.2% 増加したことが示されています。このようなシステムは、太陽光線に対して垂直を保つようにパネルの角度を継続的に調整することで、エネルギーの捕捉を最大化します。現在、主流の追跡システムには単軸タイプと二軸タイプがあり、理論的には DASTS が最も高いエネルギー利得を提供します。しかし、既存の DASTS テクノロジーは、いくつかの顕著な課題に直面しています。まず、追跡精度です。従来の LDR ベースのシステムは、雲や影などの環境干渉の影響を受けやすいです。第二に、コストです。高精度 GPS システムは正確ですが、高価です。 3 番目は信頼性です。機械部品の磨耗と制御アルゴリズムの複雑さは、長期にわたる安定した動作に影響します。

    このような状況を背景に、研究者らは高効率、低コスト、高精度のハイブリッド二軸太陽追尾システムの開発を目的として、この革新的な研究を Renewable Energy 誌に発表しました。