Цифровая модель гидропривода управления поворотом солнечного трекера

Рассматривается важное направление в области солнечной энергетики, фокусируясь на применении гидропривода в солнечных трекерах большой мощности. В контексте актуальности экологических проблем и стремления к энергоэффективности исследуется роль солнечных трекеров в повышении производительности солнечных электростанций. Представляется анализ современных тенденций в области гидропривода, выделяя перспективы его применения. Выполнен анализ направлений совершенствования приводов солнечного трекера. Гидравлический привод трекера рассмотрен как объект регулирования. Определены возмущающие нагрузки различного вида, действующие в процессе изменения положения трекера. Выявлена основная нагрузка, действующая на привод трекера — позиционная, вызванная газодинамическим воздействием набегающего на плоскость трекера ветрового потока или неоднозначностью поведения снежно-ледяного покрова. Определено, что инерционная нагрузка при повороте трекера большой мощности оказывает существенное влияние на силы трения в узлах крепления механизмов шарнирных опор. Рассмотрены варианты реализации новых схемных решений гидропривода трекера. Используя информацию с датчиков перемещения штоков гидродвигателей привода положения трекера, датчика положения солнца, управляющий электронный модуль осуществляет позиционирование платформы солнечного трекера за счет подачи управляющих сигналов на электрогидрораспределители привода. Гидромеханические регуляторы насоса осуществляют подстройку характеристик системы под случайное изменение внешних нагрузок на трекер. Разработана математическая модель гидропривода трекера базовой схемы. Цифровая модель привода трекера предназначена для оптимизации работы гидропривода, учитывает различные факторы, такие как инерция, вязкое демпфирование, гидравлические потери, нелинейности системы, тепловые потери, эластичность элементов и воздействие внешних факторов. Полученные результаты подчеркивают эффективность и точность системы управления, делая гидропривод важным элементом в развитии чистой и эффективной энергетики.

1. Solar Tracking Techniques and Implementation in Photovoltaic Power Plants: a Review. Fazli A. Khalil, Muhammad Asif, Shahzad Anwar, Sana ul Haq, and Farman Illahi. Proceedings of the Pakistan Academy of Sciences: Pakistan Academy of Sciences A. Physical and Computational Sciences 2021; 54 (3): 231 – 241.

2. Two Ways of Rotating Freedom Solar Tracker by Using ADC of Microcontroller. Sobuj Kumar Ray, Abul Bashar, Maruf Ahmad, Fahad Bin Sayed Global Journal of Researches in Engineering General Engineering 2022; 12 (4): 105 – 111.

3. Tiberiu Tudorache, Liviu Kreindler. Design of a Solar Tracker System for PV Power Plants. Acta Polytechnica Hungarica 2020; 7(1): 65 – 75.

4. Mayank Kumar Lokhande. Automatic Solar Tracking System. International Journal Of Core Engineering & Management (IJCEM), 2021; 1 (7): 95 – 101.

5. Немальцев А. Ю., Байкасенов Д. К. Зарубежный опыт применения фотоэлектрических установок с солнечными трекерами. Шаг в науку 2018; 1: 160 – 162.

6. Lee C. Y., P. Chou, C. Chiang, & C. F. Lin. Sun tracking systems: a review. Sensors 2023; 9 (5): 3875 – 3890.

7. Clifford M. J., & D. Eastwood. Design of a novel passive solar tracker. Solar Energy 2022; 77 (3): 269 – 280.

8. C. Alexandru. Modelling and Simulation of a Hydraulically Operated Solar Tracker Scientific portal «Researchgate». International Conference on Renewable Energies and Power Quality (ICREPQ’23), Madrid (Spain) 2023: 24 – 32.

9. Петров П. В., Целищев В. А. Основы автоматизированного проектирования гидромеханических устройств УГАТУ. УН-Т. – Уфа: РИК УГАТУ 2019: 241.

10. Пат. 22769457 Российская Федерация, МПК H02S 20/32. Гидравлическое устройство солнечного трекера / Целищев В. А, Шайдаков В. В., Королева Д. А.; заявитель и патентообладатель федеральное гос. Бюджетное обр. учреждение высшего обр. УГАТУ; заявл. 15.06.2021; опубл. 31.03.2022, бюл. №10. – 6 с.

11. Пат. 2803919 Российская Федерация, МПК H02S 20/32 (2014.01). Регулируемое гидравлическое устройство солнечного трекера / Целищев В. А, Шайдаков В. В, Королева Д. А.; заявитель и патентообладатель федеральное гос. Бюджетное обр. учреждение высшего обр. УУНиТ; заявл. 16.03.2023; опубл. 21.09.2023, бюл. №27. – 6 с.

12. Konstantinov S. Yu., Tselischev V. A., Tselischev D. V. Automated Rig for Diagnostics and Testing of Hydraulic Equipment, Automation and Remote Control 2019; 80 (2): 385–391.