Các nhà nghiên cứu đã thiết kế một hệ thống theo dõi mới sử dụng bộ điều khiển PID dựa trên tối ưu hóa số học. Bộ theo dõi được đề xuất sử dụng hai loại cảm biến khác nhau – cảm biến UV và cảm biến năng lượng mặt trời vi cơ điện tử (MEMS). Cảm biến đầu tiên tính toán cường độ bức xạ UV nhận được từ mặt trời, và cảm biến thứ hai dự báo đường đi của mặt trời trên bầu trời.
Bộ theo dõi năng lượng mặt trời hai trục
Hình ảnh: Wikimedia Commons
Một nhóm nghiên cứu Ấn Độ-Trung Quốc đã phát triển một hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời hai trục mới dựa trên các cảm biến và mô-đun điều khiển.
“Trong công trình này, chúng tôi đã cố gắng thiết kế và triển khai một động cơ theo dõi đơn với trục kép cho một hệ thống điều khiển đơn giản nhưng hiệu quả”, các nhà nghiên cứu cho biết. “Không cần lập trình hoặc giao diện máy tính vì sử dụng mạch điện tử tiêu chuẩn. Hệ thống này độc lập và tự cung tự cấp”.
Nhóm giải thích rằng hệ thống mới sử dụng hai loại cảm biến khác nhau – cảm biến tia cực tím (UV) và cảm biến năng lượng mặt trời vi cơ điện tử (MEMS). Họ nói thêm rằng "Cảm biến UV tính toán cường độ bức xạ UV nhận được từ mặt trời và cảm biến MEMS dự báo đường đi của mặt trời trên bầu trời".
Dữ liệu thu thập được từ các cảm biến này sau đó được đưa vào bộ điều khiển PID dựa trên tối ưu hóa số học (AOPID), sử dụng các hàm dựa trên số học để đạt được thời gian phản hồi, độ chính xác theo dõi và khả năng loại bỏ nhiễu tốt hơn.
“Bộ điều khiển AOPID sử dụng các đầu vào từ cảm biến UV và MEMS để điều chỉnh vị trí của các tấm pin mặt trời và tối ưu hóa việc thu năng lượng”, các nhà khoa học giải thích thêm. “Bộ điều khiển đạt được điều này bằng cách sử dụng vòng phản hồi điều chỉnh các mức tăng tỷ lệ, tích phân và đạo hàm của bộ điều khiển để giảm sự thay đổi giữa điểm đặt và vị trí thực của các tấm pin mặt trời thông qua việc sử dụng các thuật toán tối ưu hóa số học”.
Các học giả đã thử nghiệm hệ thống được đề xuất bằng phần mềm mô phỏng MATLAB dựa trên tấm pin PV mô phỏng 50 W. Sau đó, họ so sánh sản lượng điện và mức tiêu thụ trong vài giờ với hệ thống PV nghiêng cố định mô phỏng.
“Biểu đồ phân tích năng lượng so sánh chứng minh rằng hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời hai trục được đề xuất có năng suất cao hơn hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời nghiêng cố định và bộ chuyển đổi ma trận”, các nhà nghiên cứu cho biết. “Để đạt được năng lượng ròng cao, cần phải điều chỉnh chính xác các thông số của bộ điều khiển và định vị các tấm pin”.
Hệ thống này được trình bày trong bài báo “Hệ thống theo dõi PV năng lượng mặt trời sử dụng tối ưu hóa số học với trục kép và cảm biến”, được công bố trên tạp chí Measurement: Sensors. Nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học từ Cao đẳng nghề và kỹ thuật Tân Hương của Trung Quốc và Trung tâm nghiên cứu Publon của Ấn Độ.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
