www.Sopotnice.eu - Natáčení kolektorů za sluncem...

Natáčení kolektorů za sluncem...

Článek ze dne: 27.11.2008 (6998 přečtení)

Chtěl bych Vás v tomto článku seznámit s velice zajímavou aplikací malého průmyslového automatu, tedy PLC(Programmable Logic Controller), jíž po mě chtěl jeden kolega. Před lety zakoupil komponenty staršího slunečního kolektoru zahraniční výroby - jedná se skleněné trubky(Průměr asi deset centimetrů a délka tak čtyři, pět metrů). Uvnitř skleněných trubek se ve vakuu nalézá tenká měděná trubička, opatřená na vrchní straně přiletovaným měděným páskem. Právě na onen začerněný pásek je soustřeďováno sluneční záření ze šíře rovinné čočky - tak čtyřiceti centimetrů. Rovinné čočky mají stejnou délku jako trubky. Tyto trubky jsou umístěny v ohnisku čočky a je jich v kolektoru celkem pět. Není tedy divu, že kolektor dokáže vyrábět vodu ohřátou až na devadesát stupňů. Voda s fridexem je honěna skrz kolektorové trubičky oběhovým čerpadlem a teplo pak předává v objektu přes výměník do akumulační nádrže. Ještě na okraj - čerpadlo je spínáno až při určité teplotě, aby nedocházelo ke zpětnému ochlazování akumulační nádrže. Z nádrže pak může teplo odebírat instalované tepelné čerpadlo.

Tím jsem vysvětlil dispozici celé aplikace. Jedná se o to, že jsou trubky umístěné svisle a musí vždy směřovat kolmo na slunce, jinak je sluneční energie vrhána mimo aktivní zónu trubek. To se lehce přihodí, není-li kolektor natáčen asi šest minut. Přemýšlel jsem tedy, jak snímat kolmost kolektoru na slunce. Řešení vidíte na obrázku - stačilo použít dvě desky zkušebního plošného spoje a na vzdálenější stranu od slunce naletovat dva fototranzistory. Desky jsou samozřejmě začerněné, aby nedocházelo k falešným odrazům světla. Skvělé. Pokud svítí slunce zpředu na desky, fotototranzistory dávají stejné výstupní napětí - každý asi 500mV. Jakmile dojde k posunu slunce na obloze, jeden - ten východní tranzistor začne snižovat výstupní napětí, vlivem jeho zastiňování deskami. Co však s tím? Jak to vyhodnotit a převést na motorový pohon stojanu kolektoru? Netrvalo dlouho a řešení jsem nalezl. Stačilo použít malý průmyslový automatík od firmy Crouzet. Nese označení Crouzet Millenium II+. V provedení napájení 24V je možné digitální vstupy použít i jako analogové - 0-10V s rozlišením 0,1V. Prapůvodně jsem přemýšlel, že ty signály z fototranzistorů zesílím před zpracováním automatem, ale výsledky předčily očekávání. Automat zpracuje i ty půlvoltové signály.

Ptáte se jak jsem stvořil řídící program pro natáčení kolektoru? Značně jednoduše. Klikněte si na fotku - tam máte zobrazen celý výpis ve vývojovém softwaru na PC. Tak tedy, dva signály z fototranzistorů nejprve programově dvakrát zesílím a pak je zavedu do komparátorů, kde se porovnává osvětlení jednotlivých fotonek. Pokud se napětí rovná, není prováděna žádná akce. Jakmile dojde k rozhození úrovní vlivem posunu slunce, logika vyhodnotí potřebný směr točení motoru(Většinou se jedná o směr na západ.) a program uskuteční pětisekundový krok. Po tu dobu běží motor a je blokováno měření. Toto opatření je nutné, neboť během chodu motoru se zarušují ty slabé úrovně z fototranzistorů, putující několik desítek metrů v souběhu se silovými kabely motoru(Ten je napájen napětím 230V). Ani stínění nepomáhá. Po pěti sekundách běhu je znovu měřeno osvětlení a logika případně vydá další pokyn k posunu. Celé se to však musí časově sladit, aby nedocházelo k překmitům a tím k následnému vracení kolektoru zpět. Chodí to naprosto bombasticky. Výstupy jsou dva - dvě relé - motor vzad a vpřed. Dokonce i při zajítí slunce za mraky se nic neděje a jakmile sluníčko vykoukne, pohon ho během chvíle "přískoky" najde.

Sotva večer sluníčko zapadne, zůstane kolektor otočen směrem na západ. Po osmé hodině večerní je proto pomocí programového časového spínače kolektor otočen až na východní koncový spínač. Zde čeká na východ slunce. Kromě nutných koncových spínačů na koncích otočné dráhy je systém vybaven i havarijním termostatem - dojde-li k poruše oběhového čerpadla a hrozí vyvaření vody v kolektoru, je aktivován havarijní termostat (Asi 95 st.Celsia) a kolektor dostane povel, otočit se na východní koncák. Tímto zásahem se samozřejmě přeruší ohřev média. Celý systém funguje naprosto bezvadně a dá se přes PC dodatečně konfigurovat. Přitom ten automat Crouzet stál ve verzi 8vstupů a 4výstupy kolem 4000,- Kč. To není zase tak hrozné, že?

Pokud máte nějaké dotazy, piště mi na adresu webmaster(zavinac)emartinka.cz.

| Článek vložil: | Počet komentářů: 5 | Vytisknout článek |

..........................................................................................................................

| Přidat komentář k článku |

Vloženo : 7.11.2014 11:53:14

Jméno : Roman Stejskal

Email : roman.st(zavinac)seznam.cz

Komentář k článku :

Hezký den přeji, právě jsem si přečetl Váš článek o natáčení za sluncem. Moc se o tyto zdroje zajímám, ale na netu toho bohužel moc není. Podle fotky jsem si všiml, že podobné kolektory stojí na doláku v Rybné nad Zdobnicí, že? Hezký den

............................................................

| Přidat komentář k článku |

Vloženo : 26.7.2012 13:09:39

Jméno : Martin Dvořák

Email : automatizace(zavinac)gmail.com

Komentář k článku :

Ještě bych doplnil, že to o čem jsem psal je profesionální provedení. Nevnikají zde žádné problémy s mraky, deštěm, sněhem, hmyzem a podobně kde podobné snímací prvky už nefungují správně. Moje řešení je bez snímačů a proto zařízení funguje za jakýchkoliv podmínek. Navíc jej upravuji v rámci dle podmínek např. pokud slunce vychází za kopcem, je to zohledněné v programu nebo pokud je blízko nějaká překážka, panel se do těchto míst nedostane. Pokud je anemometrem snímána vyšší rychlost větru, tak se panely otočí naplocho aby se zabránilo jejich poškození. Po západu slunce se panely automaticky natočí na polohu odpovídající východu slunce v následující dni. Samozřejmě že i když je vše řízeno datem a časem, je zohledněno nastavení přestupného roku a pokud je čas natočení nepřesný, stačí jej synchronizovat otočením klíčku v pevně nastavený čas. Zařízení nemá displej a funguje ve 2 režimech = automatický a ruční. Všechny osy se dají natáčet nezávisle. Jedním zařízením se dá natáčet různé množství panelů, takže náklady se s vyšším počtem panelů snižují. Asi bych k tomu uměl dodělat i dohled přes webové rozhraní. (608100006)

............................................................

| Přidat komentář k článku |

Vloženo : 20.6.2012 15:50:07

Jméno : Martin Dvořák

Email : automatizace(zavinac)gmail.com

Komentář k článku :

Na základě výše uvedeného příspěvku jsem realizoval 2 osé natáčení pro 2 sestavy s panely. Nakonec jsem ale zvolil natáčení přes PLC Simatic S7-1200 a to zcela odlišnou formou. Natáčení nepotřebuje žádný optický snímač. Vše je řešeno výpočty pozic na daném místě dle GPS a to po celý rok a v každou hodinu jak pro azimut i pro elevaci. Výsledky jsou uloženy v datovém bloku a v každou celou hodinu jsou tyto data podsunuty podprogramu který dle nich provede natočení. Koho zajímá toto provedení, fotky či chce zrealizovat, nechávám zde nový tel. kontakt a email: 608100006 automatizace@gmail.com Martin Dvořák

............................................................

| Přidat komentář k článku |

Vloženo : 1.8.2010 13:35:17

Jméno : boží oko

Komentář k článku :

Jen tak pro srovnání nákladů: PIC řady 18F, cena cca 80,- Kč, plně grafický malý displej 120x64 bodů cca 600,-Kč, pár drobných součástek (tlačítka, LED, konektory cca 180,-Kč, malý profi tišťáček 130,- Kč. PLC do této aplikace nepatří....

............................................................

| Přidat komentář k článku |

Vloženo : 20.7.2009 19:05:56

Jméno : Martin Dvořák

Email : mddk(zavinac)atlas.cz

Komentář k článku :

Pokud by chtěl někdo pomoci s naprogramováním nebo dodat již hotové naprogramované relé, může se mi ozvat na tel. č. 602458259

............................................................

| Přidat komentář k článku |