تحسين الأداء الشمسي باستخدام مُتعقِّب الشمس

يخبرنا غاي مارسدن عن المشغلات الخطية لنظام تتبّع ألواح الطاقة الشمسية والاستدامة: 

"بصفتي شخصًا ملتزمًا بشدة بالعيش المستدام، فعلت الكثير لتقليل بصمتي الطاقية، سواء عبر رفع كفاءة منزلي وورشة عملي في ولاية مين، أو بإضافة أنظمة تسخين كهربائية وشمسية قمتُ بتصميمها وتركيبها بنفسي بمساعدة الأصدقاء والجيران والعائلة.

استغرق الأمر بضع سنوات لأغطي سطح سقف ورشتي ذات التعرض الشمسي الجيد بـ 29 لوحًا شمسيًا – أضفت الألواح كلما استطعت تحمل تكلفتها. وعندما نفدت المساحة على السقف المواجه للغرب، أدركت أن هناك حيّزًا صغيرًا فوق المجمعات الشمسية على الجدار المواجه للجنوب، وهو الأكثر مثالية في ورشتي.

كان ذلك سيسمح لي بوضع لوحين شمسيين إضافيين بزاوية مائلة إلى الخارج من الجدار. عندما ركّبتهما في مارس 2013، ثبّتُّ اللوحين على الجدار بزاوية شديدة نسبيًا تقارب 20° ارتفاعًا لتحسين الإنتاج الشمسي في الشتاء وتشجيع تساقط الثلج عن الألواح.

بعد عدة أشهر، أدركت أنه يمكنني تحسين أداء هذين اللوحين عبر جعل ميلانهما يتعدل يوميًا لتتبّع ارتفاع الشمس.

كاختبار أولي، غيّرت حوامل أحد اللوحين بحيث يميل للخارج بنحو 45° لمطابقة متوسط ارتفاع الشمس في موقعي، ثم قست قدرة اللوحين عند الظهر الشمسي في أواخر مايو. أظهرت القراءات أن اللوح المحسّن للشتاء كان ينتج 195 وات بينما اللوح الذي يشير تقريبًا مباشرةً نحو الشمس أنتج 224 وات – زيادة صافية تبلغ نحو 13%. وقد أقنعني هذا أنه على مدار السنة الشمسية، يمكنني كسب قدر ملحوظ من الطاقة عبر تتبّع ارتفاع الشمس موسميًا.

اشتريتُ زوجًا من المشغلات الخطية PA–14 من Progressive Automations مع عتاد التثبيت وأغطية مقاومة للعوامل الجوية، وثبّتُّها بحيث تدفع أسفل اللوح بعيدًا عن الجدار وتعيده ليقترب من الجدار موسميًا. صممتُ حساس تتبّع للشمس باستخدام خليتين ضوئيتين داخل قبة بلاستيكية صغيرة ركّبتها مباشرةً على أحد الألواح. يرسل الحساس إشارات إلى صندوق تحكم بنيته لقيادة المحركات كي تواجه الألواح الشمس.

في البداية، تركت النظام يعمل طوال اليوم، لكنه أصبح مزعجًا لأن الألواح كانت تميل إلى الأسفل كلما مرّت سحابة لتشير إلى الجزء الأكثر سطوعًا من السماء. كان صوت المحركات مسموعًا في أرجاء ورشتي، لذلك أوصلتُ نظام التحكم بمؤقّت لا يشغله إلا لفترة وجيزة عند الظهر كل يوم. الآن تقوم الألواح ببساطة بتعديل زاويتها بجزء من بوصة يوميًا لتتبّع تغيّر ارتفاع الشمس.

يمكن لطول الشوط في المشغلات الخطية تحريك الألواح من نحو 24° شتاءً إلى 52° صيفًا. هذا هو أفضل نطاق أمكنني تحقيقه مع طول المشغل المتاح (ارتفاع الانقلاب الشتوي لدي 22.4° والارتفاع الصيفي 67.18° هنا في ولاية مين). تُظهر حساباتي التقريبية أنني أزيد القدرة من هذه الألواح بأكثر من 20% سنويًا، وهو مقدار مهم." 

إن المشغل المصغّر PA-01 (ترقية لـ PA-14) الجديد والمحسّن هو الطراز الحالي الذي نقدّمه مع مجموعة من الفوائد الإضافية. للاطّلاع على مقارنة، تفحّص الجداول أدناه وارتقِ بثقة!

يمكنك التعرّف أكثر على غاي ونظام تتبّع الشمس لديه وجهوده في العيش المستدام من خلال زيارة موقعه الإلكتروني.