El.Ma. Electronic Machining srl

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Inseguitore solare automatico biassiale (eliostato)

Nel settore dell'energia rinnovabile, attualmente El.Ma. è impegnata nello sviluppo e nella realizzazione di sistemi solari per la cogenerazione di energia elettrica e termica, in particolare di concentratori parabolici e a lenti di Fresnel.

 

La tecnologia del solare a concentrazione non può prescindere da una ricerca continua e precisa della posizione di massimo irraggiamento del ricevitore posto in corrispondenza del fuoco, che sia esso termico-termodinamico piuttosto che fotovoltaico, in modo tale che i raggi solari siano sempre quanto più possibile paralleli all'asse della parabola. 

Va da sè che un sistema parabolico a disco debba disporre di un sistema di inseguimento solare a due assi indipendenti (azimut ed elevazione), mentre un sistema cilindrico a fuoco lineare possa essere dotato di un sistema ad inseguimento ad un solo asse (azimut o elevazione), mantenendo l'altro in una posizione costante nel tempo.

 

E' interessante osservare come anche nel caso dei tradizionali impianti fotovoltaici a pannelli piani, l'orientamento preciso mediante un sistema di inseguimento solare consenta di ottimizzare i rendimenti con guadagni fino al 35% rispetto alla classica installazione fissa con azimut e tilt costanti.

 

Per le motivazioni sopra descritte El.Ma. ha progettato e realizzato un sistema automatico di inseguimento solare (giunto alla seconda revisione) basato sul calcolo in real-time delle coordinate solari in funzione di ora, data, latitudine e longitudine, con la massima precisione teorica (superiore a 0.010°).

 

La scheda di controllo è dotata delle seguenti caratteristiche:

  • microcontrollore a 16 bit a basso consumo (consumo scheda inferiore a 50mA a 24V);
  • gestione motori DC 24V brushed e brushless;
  • alimentazione separata per ogni singolo motore (24Vdc);
  • funzionamento biassiale o monoassiale (gestione di due sistemi indipendenti);
  • lettura encoder (motori brushed o brushless) e sensori effetto Hall (motori brushless)
  • 1 interfaccia CAN (con protocollo CANopen ed in futuro DSP402 Drive Profile Interface);
  • 1 interfaccia RS232;
  • 1 interfaccia RS485;
  • display LCD per la visualizzazione dei dati e tastiera per l’inserimento dei parametri e la movimentazione in manuale;
  • DCF77 per l'acquisizione automatica della data e dell'ora;
  • sensori per monitorare i parametri ambientali d'interesse quali velocità e direzione del vento (anemometro) e temperatura (4 canali PT100 + 2 PT100 per le temperature dei mosfet dei motori);
  • gestione di fine corsa hardware di tipo meccanico o magneto-induttivo;
  • gestione di 4 ingressi digitali + 4 uscite digitali;
  • integrazione con sensore bussola, giroscopio, ottico per compensare gli errori di installazione (opzionale);
  • aggiornamento firmware via seriale.

 

Gli azionamenti dei motori (siano essi brushed piuttosto che brushless) sono integrati nell'inseguitore e corredati di dissipatori; il moto di inseguimento solare (la cui cadenza è impostabile in base all'angolo ovvero al tempo) viene effettuato con rampe di accelerazione e decelerazione grazie al controllo di velocità e posizione.

 

Nativamente l'inseguitore solare è biassiale, ovvero movimenta indipendentemente i due assi polari (azimut ed elevazione), ma può essere facilmente impostato per gestire un solo asse (azimutale per esempio) mantenendo l'altro fisso (tilt costante): in siffatto caso è possibile orientare due differenti stringhe (o concentratori parabolici lineari) con un solo inseguitore.

 

La semplicità di configurazione è garantita dalla pulsantiera e dal display adibiti all'inserimento manuale dei parametri (coordinate GPS, rapporti di riduzione, intervallo di movimento e quote cinematiche nel caso vengano utilizzati attuatori lineari).

Ovviamente tali impostazioni possono essere applicate interfacciando la scheda di controllo con un PC/notebook provvisto di porta seriale RS232 grazie al software dedicato.

 

L'inseguitore è interfacciabile con un dispositivo (opzionale) munito di bussola, giroscopio, sensori ottici per la compensazione automatica degli errori di installazione. Ovviamente gli angoli di mismatch rispetto alla posizione ottimale possono essere inseriti anche manualmente.

 

Al fine di sincronizzare un sistema di più stringhe di pannelli o concentratori (array) è previsto lo sviluppo di una scheda master basata sul controllo di processo ad elevate prestazioni, provvista di microcontrollore a 32 bit ed interfaccia LAN 10/100 Mbit con supporto dei protocolli TCP/IP, UDP/IP, ICMP e HTTP, a bordo della quale sarà residente un web server al fine di consentire una facile configurazione del concentratore solare e la visualizzazione dei dati in real-time quali:

  • parametri elettrici;
  • parametri termici-termodinamici;
  • parametri temporali;
  • coordinate solari;
  • misura dell'intensità luminosa sui sensori di orientamento;
  • report cronologico di eventuali malfunzionamenti.

Mediante il software di supervisione residente su un PC sarà possibile gestire un impianto; il programma permetterà infatti di monitorare tutte le informazioni e lo stato di funzionamento dell'impianto, inoltre sarà possibile inviare comandi specifici a un singolo e/o  gruppi di  pannelli, aggiornamenti del firmware etc., il tutto in locale e/o in remoto via Internet o tramite modem GSM/GPRS.

 

 

Per richiedere ulteriori dettagli o informazioni circa l'acquisto del sistema di inseguimento solare Vi preghiamo di utilizzare il modulo dei contatti.