مدل سازی دینامیکی و کنترل یک ربات پاک‌ کننده برای مزارع خورشیدی

Abstract

در این مقاله به معرفی و مدلسازی دینامیکی و کنترل یک ربات پایه متحرک برای پاک‌کردن صفحات فتوولتائیک مزارع خورشیدی پرداخته می‌شود. با توجه به قرارگیری صفحات فتوولتائیک در محیط‌هایی که عملیات کشاورزی در آن‌ها انجام می‌شود، همواره مشکل تجمع گرد و خاک بر روی سطح صفحات فتوولتائیک، منجر به کاهش بازده انرژی می‌گردد. به همین دلیل و با توجه به موقعیت قرارگیری صفحات فتوولتائیک بایستی به صورت دوره‌ای در زمان‌های معین به پاک‌کردن این صفحات پرداخته شود. برای پاک‌کردن صفحات فتوولتائیک می‌توان از ربات‌های خودکار پاک‌کننده استفاده نمود. برای جابجا کردن ربات پاک‌کننده بین ردیف‌های صفحات فتوولتائیک در مزارع خورشیدی، از یک ربات متحرک برای جابه‌جایی استفاده می‌گردد. در این طرح، پایه متحرک ربات به یک بازوی ساده مجهز شده است تا بتواند پاک‌کننده را در بین ردیف‌های مختلف جابه‌جا نماید. این امر باعث می‌شود تا برای پاک‌کردن صفحات فتوولتائیک یک نیروگاه از یک سیستم خودکار بهره جست و بر خلاف طرح‌های موجود نیازی به استفاده از یک ربات برای هر ردیف نمی‌باشد. بنابراین، ضمن معرفی این سیستم رباتیک، و به عنوان بخشی از تحلیل و طراحی اولیه، به مدلسازی دینامیکی و کنترل آن پرداخته می‌شود. بدین منظور، مشخصات سینماتیکی ربات استخراج می‌شود. سپس معادلات دینامیکی آن با استفاده از یک روش انرژی مبنا استخراج می‌گردد. در ادامه، برای صحه‌گذاری، نتایج مدلسازی دینامیکی با یک مدل نرم‌افزاری مقایسه می‌گردند.