بررسی عوامل تأثیرگذار بر بالا بردن بازدهی آرایۀ خورشیدی قایق ربات خودران مروارید

Abstract

در جهان امروز که ضرورت استفاده از انرژی‌های تجدید‌پذیر بر همگان آشکار شده است، راهکارهایی که پژوهشگران با بیشترین میزان بهره برای تولید برق ارائه می‌کنند، رهیافتی خواهد بود تا با بهره‌گیری از آنها بتوانیم در مسیر ارتقای سطح تولید انرژی با آلایندگی کمتر گام برداریم. در میان انواع انرژی‌های تجدیدپذیر، تبدیل مستقیم تابش خورشید به انرژی الکتریکی به‌وسیلۀ صفحات فتوولتائیک بیش از سایر روش‌ها مورد توجه قرار گرفته است. اما تأثیرات محیطی بر بازدهی این صفحات، نگرانی‌هایی را برای استفاده از آنها به وجود می‌آورد. دنبال کردن خورشید یکی از مؤثرترین راهکارها برای مهار تأثیرات محیطی و بالا بردن بازدهی صفحات فتوولتائیک است. در این مقاله، انواع روش‌های مؤثر بر افزایش بازدهی صفحات فتوولتائیک قایق ربات خودران مروارید بررسی شده است. با ارزیابی‌های به‌عمل‌آمده ردیاب فعال تک‌محوره با سازوکار حلقه‌ - بسته برای پیاده‌سازی بر روی آرایۀ قایق ربات در نظر گرفته شد. همچنین، به تأثیر شفافیت آرایه در بازدهی تولید انرژی پرداخته شده است. این سامانه بر یک محور متحرک طولی استوار است، که بر روی دو پایۀ هلالی استیل در جلو و عقب قایق سوار است. یک موتور 24 ولت با توان 100 وات وظیفۀ جابه‌جایی آرایه را بر عهده دارد. مجموعۀ ساخته‌شدۀ حسگرهای نوری با کمک دیوارۀ سایه‌انداز، محل دقیق خورشید را مشخص می‌کند. سپس، برد تحلیل‌گر با پردازش این اطلاعات و با کمک یک گردانندۀ موتور فرمان مناسب را به عملگر سامانه می‌رساند. برای بهینه‌سازی عملکرد سامانۀ تولید انرژی در چهار نوبت آزمون و ارزیابی میدانی، تأثیر ردیابی و عوامل محیطی بررسی شده است. بالا بودن شفافیت سطح آرایۀ فتوولتائیک نیز تا 43% در افزایش تولید انرژی نقش دارد. استفاده از سامانۀ ردیابی نیز 30% تولید توان را بهبود می‌بخشد. با این حساب، قایق به استفاده از شارژ برق شبکه نیاز ندارد و تمام نیاز خود را برای انجام وظایف هیدروگرافی از سامانۀ تأمین توانِ مجهز به ردیاب خورشیدی دریافت می‌کند.