Orientamento elettronico di un pannello solare

Il corretto orientamento di un pannello solare verso il sole, essenziale nel funzionamento del concentratore solare è ugualmente importante anche per i pannelli fotovoltaici e per i pannelli per il riscaldamento dell’acqua, in quanto mediamente si ha un raddoppio dell’energia captata rispetto ai pannelli in posizione fissa.

Tale orientamento può essere realizzato sia mediante un controllo analogico dei motori elettrici preposti al movimento sia mediante un controllo digitale degli stessi, utilizzanto un microcontrollore programmato opportunamente.

Lo stesso microcontrollore può rilevare anche le caratteristiche di funzionamento del pannello nel tempo (temperatura raggiunta, potenza elettrica prodotta o quantità di acqua riscaldata nell’unità di tempo) che può poi trasmettere periodicamente ad un personal computer mediante un collegamento seriale per la visualizzazione e la memorizzazione dei dati.

Quindi, inizialmente tale orientamento può essere realizzato in forma analogica; successivamente converrà realizzarlo in forma digitale o combinando i due metodi.

Si basa su un dispositivo composto da due alette verticali perpendicolari fra loro che suddividono la visuale in 4 parti uguali.

Alla base di ciascuna di queste zone è posto un fototransistor che rileva la luminosità presente in quella zona.

Le resistenze sono da 47 KΩ o 100 KΩ  ¼W; però sarebbe meglio sostituirle con una resistenza da 10KΩ in serie ad un potenziometro o trimmer da 100KΩ, per regolare meglio la tensione di uscita, in condizioni di uguale illuminazione delle 4 aree dell'orientatore; i 4 fototransistor sono del tipo BPY 62  (vedi simboli dei componenti elettronici).

Se l'orientatore non è orientato correttamente verso il sole, solo una o al più due zone saranno molto illuminate; le altre 2 o 3 zone resteranno in ombra o in condizioni di minore illuminazione.

Tale dispositivo va collegato solidale al pannello solare in modo che quando risulterà esattamente puntato verso il sole anche il pannello sarà esposto in modo ottimale, ricevendo la luce in direzione perpendicolare.

Le tensioni fornite dai circuiti dei fototransistors, Va, Vb, Vc, Vd, inversamente proporzionali alle luminosità di ognuna delle quattro zone vengono fornite all’ingresso dei due circuiti elettronici di controllo rispetivamente del motore A e del motore B; in ciascuno di questi un amplificatore operazionale collegato ad una opportuna rete elettrica opera come un calcolatore analogico che realizza la seguente operazione:

                                 VmotoreA = K[(Va + Vc) – (Vb + Vd)] per il motore A

                                 VmotoreB = K[(Va + Vb) – (Vc + Vd)] per il motore B

Tale differenza, amplificata, viene inviata ad una rete elettrica che realizza sia il controllo sull’intensità che sul segno del risultato di tale differenza.

Se il valore assoluto dell’intensità supera un certo valore di soglia viene attivato il relè 1 che provvede ad alimentare il circuito attuatore di potenza costutuito dal rele 2, collegato al motore controllato (A o B).

Una volta alimentato, il circuito di controllo del segno dell’operazione analogica attiverà o meno il rele 2, che realizza uno scambio di polarità dell’alimentazione del motore, che ruoterà in un senso se il relè 2 rimane non attivato, in senso opposto se il relè 2 sarà attivato.

In questo modo l’alimentazione al singolo motore elettrico viene attivata solo quando è necessario aggiornare l’orientamento del pannello e disattivata subito dopo, minimizzando l’energia necessaria al controllo che possibilmente deve rimanere una piccola frazione dell’energia complessivamente generata dal pannello.

Circuito elettronico di controllo

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