سامانه پشتیبانی خدمات اطلاعات

  اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات158
تعداد شماره‌ها6,228
تعداد مقالات67,750
تعداد مشاهده مقاله115,081,951
تعداد دریافت فایل اصل مقاله89,820,812
فتحی, امیرحسین, صالحی, محمد, کماری‌زاده, امیرمهدی, چوبینه, کیانوش, گلکار, سعید, قهرمانی, لاله. (1400). بررسی عملکرد یک ردیاب خورشیدی در روز ابری و نیمه ابری. , 1(1), 71-81. doi: 10.22059/ses.2021.88277
امیرحسین فتحی; محمد صالحی; امیرمهدی کماری‌زاده; کیانوش چوبینه; سعید گلکار; لاله قهرمانی. "بررسی عملکرد یک ردیاب خورشیدی در روز ابری و نیمه ابری". , 1, 1, 1400, 71-81. doi: 10.22059/ses.2021.88277
فتحی, امیرحسین, صالحی, محمد, کماری‌زاده, امیرمهدی, چوبینه, کیانوش, گلکار, سعید, قهرمانی, لاله. (1400). 'بررسی عملکرد یک ردیاب خورشیدی در روز ابری و نیمه ابری', , 1(1), pp. 71-81. doi: 10.22059/ses.2021.88277
فتحی, امیرحسین, صالحی, محمد, کماری‌زاده, امیرمهدی, چوبینه, کیانوش, گلکار, سعید, قهرمانی, لاله. بررسی عملکرد یک ردیاب خورشیدی در روز ابری و نیمه ابری. , 1400; 1(1): 71-81. doi: 10.22059/ses.2021.88277

بررسی عملکرد یک ردیاب خورشیدی در روز ابری و نیمه ابری

فصلنامه سیستم های انرژی پایدار
دوره 1، شماره 1، دی 1400، صفحه 71-81    اصل مقاله (1.01 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ses.2021.88277
نویسندگان
امیرحسین فتحی* 1؛ محمد صالحی2؛ امیرمهدی کماری‌زاده3؛ کیانوش چوبینه4؛ سعید گلکار5؛ لاله قهرمانی6
1استادیار، دانشکدۀ مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز، شیراز
2دانش‏ آموختۀ مقطع کارشناسی ‏ارشد، دانشکدۀ مهندسی انرژی، دانشگاه صنعتی شریف، تهران
3دانش‏ آموختۀ مقطع کارشناسی‏ ارشد مهندسی سیستم‏های انرژی، دانشگاه علوم و تحقیقات تهران، تهران
4دانشجوی مقطع دکتری، دانشکدۀ علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران
5دانش ‏آموختۀ مقطع کارشناسی ‏ارشد، دانشکدۀ مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز، شیراز
6دانش‏ آموختۀ مقطع کارشناسی ‏ارشد، دانشکدۀ مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان
چکیده
در این پژوهش عملکرد یک سیستم ردیاب خورشیدی در روزهای ابری و نیمه‌ابری مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور تشخیص حرکت در هر استقرار از یک جفت مقاومت نوری استفاده شده و همچنین، به منظور کاهش مصرف محرک‏ها (موتورهای الکتریکی) و کاهش دفعات خاموش و روشن شدن آن‌ها، حداقل حد نصاب تفاوت میان اختلاف پتانسیل قرائت‌شدۀ دو سر مقاومت‏های نوری تعریف شده است. سازه و سیستم کنترل ردیاب خورشیدی امکان کالیبراسیون از سه راه فراهم می‏آورند. همچنین، سازه به گونه‏ای طراحی شده است که امکان نصب تعدادی زوج از یک نوع پنل فتوولتائیک فراهم آید. عملکرد سیستم ردیاب خورشیدی در دو حالت ابری و نیمه‏ابری با یک سازه با امکان استقرار در هر زاویۀ دلخواه در راستای افق مورد مطالعه قرار گرفته است. زاویۀ استقرار سازه بدون ردیاب خورشیدی، به صورت دستی بر بهترین زاویه قرار داده شده است. مقایسۀ توان خروجی پنل نصب‏شده روی سازۀ متحرک و ثابت نشان می‏دهد در برخی از ساعات ابری امکان ‌دارد پنل فتوولتائیک نصب‌شده ‌روی سازۀ متحرک توان الکتریکی اندکی کمتر از توان الکتریکی تولیدی پنل فتوولتائیک نصب‌شده روی سازۀ ثابت داشته باشد و این مسئله به دلیل حد نصاب تعریف‌شده از تفاوت دو مقاومت نوری به منظور دنبال کردن خورشید است. همچنین، بررسی‏ها نشان می‏دهد به محض رفع ابر و دریافت تابش خورشید، سیستم ردیاب خورشید بر استقرار بهینه قرار می‏گیرد. نتایج نشان می‏دهد انرژی الکتریکی تولیدی پنل فتوولتائیک در صورت استفاده از ردیاب خورشیدی به میزان 2/18 درصد نسبت به استفاده از سازۀ ثابت (اما قرارگرفته روی زاویۀ بهینه نسبت به افق) افزایش می‏یابد.
کلیدواژه‌ها
افزایش بازده؛ انرژی خورشیدی؛ پنل فتوولتائیک ردیاب خورشیدی آنلاین؛ روزهای ابرناکی
عنوان مقاله [English]
Evaluating a Dual-Axis Solar Tracker’s Performance on Cloudy and Partly Cloudy Days
نویسندگان [English]
Amirhossein Fathi1؛ Mohammad Salehi2؛ Amirmahdi Komarizadeh3؛ Kianoosh Choubineh4؛ Saeed Golkar5؛ Laleh Ghahremani6
1School of Mechanical Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran
2Department of Energy Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
3Faculty of Natural Resources and Environment, Islamic Azad University Science and Research Branch, Tehran, Iran
4Department of Renewable Energies and Environment, Faculty of New Sciences and Technologies, University of Tehran, Tehran, Iran
5School of Mechanical Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran
6Department of Mining Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
چکیده [English]
Introduction
Despite the increasing penetration of renewable energy sources in recent decades, many countries are significantly dependent on fossil fuels. The emission of regional (such as oil spills) and global (such as global warming) environmental pollution is the result of the excessive use of fossil fuels. Considering the significant reduction in the investment cost of renewable resources, Development and exploitation of these resources is one of the effective solutions to overcome these problems. In 2020, about 3.1% of the world's electrical energy was supplied by photovoltaic panels. This amount of production has caused solar energy to rank third among renewable energy sources after water and wind.  In the past years, the levelized cost of electrical energy has decreased remarkably. This reduction is due to the decrease in the investment cost of solar power plant components, including photovoltaic panels. Although many papers have been published on the structure and control system of the solar tracker, few have investigated the performance of these systems in cloudy and semi-cloudy days. In this research, the solar tracker system developed is evaluated on cloudy and semi-cloudy days.
Materials and methods
The solar tracker system investigated in this research uses a structure and a control system for the optimal placement of photovoltaic panels in two lateral - vertical and polar placements. Before this and in the researches of the authors of this article, this solar tracker has been mentioned. The number of photovoltaic panels installed on this structure will be multiple of two. The investigated system is a multi-input-multi-output system. In order to increase the reliability of the system, this system is divided into two separate systems.
In order to evaluate the performance of the solar tracker, the power and electrical energy produced by photovoltaic panels installed on a mobile structure have been compared with a similar panel installed on a fixed structure with the ability to adjust the angle to the horizon. The installation angle of the panel on the fixed structure is adjusted on a monthly basis and has been chosen in such a way that the maximum electrical energy produced during that month is obtained.
Conclusion
The comparison of the tracking system and a fixed structure showed that the tracker would produce less energy on some hours of a cloudy day. The reason is the defined limitation on LDRs to follow the sun. However, on sunny days, the tracker would receive adequate solar radiation and be in optimal positioning. The results demonstrated this system
increases electricity production by 18.2 % compared to the fixed one.
 
 
کلیدواژه‌ها [English]
Dual-Axis Solar Tracker, Solar Energy, Cloudy Day, Efficiency Increase, PV Panel
مراجع
  • Baz K, Cheng J, Xu D, Abbas K, Ali I, Ali H, et al. Asymmetric impact of fossil fuel and renewable energy consumption on economic growth: A nonlinear technique. Energy. 2021;226:120357.
 

  • Perera F. Pollution from fossil-fuel combustion is the leading environmental threat to global pediatric health and equity: Solutions exist. International journal of environmental research and public health. 2018;15(1):16.
  • Change IPOC. Climate change 2007: the physical science basis. Agenda. 2007;6(07):333.
  • Apergis N, Danuletiu DC. Renewable energy and economic growth: Evidence from the sign of panel long-run causality. International Journal of Energy Economics and Policy. 2014;4(4):578-87.
  • Li L, Lin J, Wu N, Xie S, Meng C, Zheng Y, et al. Review and outlook on the international renewable energy development. Energy and Built Environment. 2020.
  • Dincer I. Renewable energy and sustainable development: a crucial review. Renewable and sustainable energy reviews. 2000;4(2):157-75.
  • Panwar N, Kaushik S, Kothari S. Role of renewable energy sources in environmental protection: A review. Renewable and sustainable energy reviews. 2011;15(3):1513-24.
  • Letcher TM. Why Solar Energy? A Comprehensive Guide to Solar Energy Systems: Elsevier; 2018. p. 3-16.
  • Gielen D, Gorini R, Leme R, Prakash G, Wagner N, Janeiro L, et al. World Energy Transitions Outlook: 1.5° C Pathway. 2021.
  • Fathi A, Bararzadeh Ledari M, Saboohi Y. Evaluation of Optimal Occasional Tilt on Photovoltaic Power Plant Energy Efficiency and Land Use Requirements, Iran. Sustainability. 2021;13(18):10213.
  • Mondol JD, Yohanis YG, Norton B. Optimal sizing of array and inverter for grid-connected photovoltaic systems. Solar energy. 2006;80(12):1517-39.
  • Dash P, Gupta N. Effect of temperature on power output from different commercially available photovoltaic modules. International Journal of Engineering Research and Applications. 2015;5(1):148-51.
  • Cotfas DT, Cotfas PA, Machidon OM. Study of temperature coefficients for parameters of photovoltaic cells. International Journal of Photoenergy. 2018;2018.
  • Salam Z, Rahman AA, editors. Efficiency for photovoltaic inverter: A technological review. 2014 IEEE Conference on Energy Conversion (CENCON); 2014: IEEE.
  • The Efficiency of Solar Inverters: SRNE SOLAR CO.,LTD; 2022 [Available from: https://www.srnesolar.com/blog/the-efficiency-of-solar-inverters#:~:text=Solar%20inverters%20are%20very%20efficient,the%20inverter%20in%20powered%20mode.
  • Mermoud A, Wittmer B. PVSYST user’s manual. Switzerland, January. 2014.
  • Trapani K, Millar DL. Proposing offshore photovoltaic (PV) technology to the energy mix of the Maltese islands. Energy Conversion and Management. 2013;67:18-26.
  • Fakouriyan S, Saboohi Y, Fathi A. Experimental analysis of a cooling system effect on photovoltaic panels' efficiency and its preheating water production. Renewable Energy. 2019;134:1362-8.
  • Arifin Z, Tjahjana DDDP, Hadi S, Rachmanto RA, Setyohandoko G, Sutanto B. Numerical and experimental investigation of air cooling for photovoltaic panels using aluminum heat sinks. International Journal of Photoenergy. 2020;2020.
  • Chin C, Babu A, McBride W. Design, modeling and testing of a standalone single axis active solar tracker using MATLAB/Simulink. Renewable Energy. 2011;36(11):3075-90.
  • Fadil S, Çapar AC, Çağlar K, editors. Two axis solar tracker design and implementation. 2013 8th International Conference on Electrical and Electronics Engineering (ELECO); 2013: IEEE.
  • Kumar VSS, Suryanarayana S. Automatic dual Axis sun tracking system using LDR sensor. International Journal of Current Engineering and Technology. 2014;4(5):3214-7.
  • Hammoumi AE, Motahhir S, Ghzizal AE, Chalh A, Derouich A. A simple and low‐cost active dual‐axis solar tracker. Energy science & engineering. 2018;6(5):607-20.
  • Mustafa FI, Shakir S, Mustafa FF, Naiyf AT, editors. Simple design and implementation of solar tracking system two axis with four sensors for Baghdad city. 2018 9th International Renewable Energy Congress (IREC); 2018: IEEE.
  • Hoffmann FM, Molz RF, Kothe JV, Nara EOB, Tedesco LPC. Monthly profile analysis based on a two-axis solar tracker proposal for photovoltaic panels. Renewable energy. 2018;115:750-9.
  • Kuttybay N, Saymbetov A, Mekhilef S, Nurgaliyev M, Tukymbekov D, Dosymbetova G, et al. Optimized single-axis schedule solar tracker in different weather conditions. Energies. 2020;13(19):5226.
  • Nahar MJ, Sarkar MR, Uddin M, Hossaine MF, Rana MM, Tanshena MR. Single axis solar tracker for maximizing power production and sunlight overlapping removal on the sensors of tracker. International Journal of Robotics and Control Systems. 2021;1(2):186-97.
  • Saeedi M, Effatnejad R. A new design of dual-axis solar tracking system with LDR sensors by using the wheatstone bridge circuit. IEEE Sensors Journal. 2021;21(13):14915-22.
  • Taheri A, Malayjerdi M, Kazemi M, Kalani H, Nemati-Farouji R, Passandideh-Fard M, et al. Improving the performance of a nanofluid-based photovoltaic thermal module utilizing dual-axis solar tracker system: Experimental examination and thermodynamic analysis. Applied Thermal Engineering. 2021;196:117178.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 615
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 265


سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب