rastreadores solares são um tipo de dispositivo com painéis fotovoltaicos (PV), que rastreiam com precisão o caminho do sol ao longo do dia. normalmente, um sistema de rastreamento solar ajusta a face do painel solar ou superfícies refletivas a seguir o movimento do sol. o movimento dos rastreadores solares aumenta a produção de energia solar em até 40% do que os painéis padrão. os rastreadores solares são cada vez mais usados em painéis solares residenciais e comerciais devido à energia solar aprimorada e mais eficiente tecnologia de captura.
sistemas de rastreamento solar podem ser classificados pelo modo de seu movimento.
existem eixos para uma superfície móvel: dois eixos horizontais e um eixo vertical.
a superfície pode ser girada em torno de cada eixo (inclinada) para obter o ângulo certo para receber a luz solar máxima.
quando o movimento ou ajuste da superfície acontece girando em torno de um eixo, é chamado de rastreamento de eixo único.
por outro lado, quando a rotação da superfície acontece em torno de dois eixos simultaneamente, é chamado de rastreamento de eixo duplo.
rastreadores de eixo único geralmente se movem do leste para o oeste e seguem a direção do sol.
rastreadores de eixo único têm apenas um ângulo que é usado como eixo de rotação. esse tipo de rastreador pode aumentar a produção de eletricidade em mais de 30%.
esses rastreadores fornecem uma maneira eficiente, simples, e de baixo custo para melhorar o funcionamento das instalações solares.
também, esses rastreadores podem otimizar o desempenho do sol durante as estações de verão e primavera, quando o sol está em uma posição mais alta no céu.
a utilidade dos rastreadores de eixo único, no entanto, diminui à medida que se movem mais para o norte. é porque a variação do ângulo solar é maior entre as estações de verão e inverno.
também, o desempenho cai durante as outras épocas do ano para a posição horizontal do sol. em latitudes mais altas, os rastreadores de eixo vertical funcionam melhor.
desta forma, painéis ou painéis solares podem rastrear a posição do sol durante o inverno e também no verão.
agora, vamos falar sobre diferentes tipos de rastreadores de eixo único, como horizontal, vertical, inclinado, e alinhado polar.
rastreador solar de eixo único horizontal (hsat)
rastreador solar de eixo único horizontal gira de leste a oeste ao longo do dia em um eixo fixo que é paralelo ao solo.
este tipo de rastreador é considerado a geometria de rastreador mais econômica em muitas aplicações.
rastreadores horizontais de eixo único podem seguir o movimento do sol da manhã à noite no céu.
uma estrutura HSAT pode ser suportada em muitos pontos ao longo do eixo rotativo e, portanto, requer menos complexidade e menos material para construção do que outras geometrias de rastreamento.
a geometria de rastreamento horizontal é mais preferida, pois reduz os requisitos de material estrutural, mantendo os módulos em um perfil relativamente baixo em relação à fundação.
também, nenhuma conexão especial é necessária para girar o sistema em torno de seu centro de gravidade.
rastreador solar de eixo único inclinado horizontal (htsat)
este tipo de rastreador solar de eixo único é semelhante ao HSAT., no entanto, o dispositivo é instalado em uma certa inclinação.
Os sistemas de rastreamento de eixo inclinado são relativamente mais complexos do que os rastreadores horizontais de eixo único e geralmente requerem uma fundação de concreto.
htsats são inclinados para cima e em direção ao sul ou ao hemisfério norte e giram os painéis de leste a oeste ao longo do dia para rastrear o movimento do sol.
porque os htsats são mais complexos, eles podem ser caros. também, o requisito potencial de ter uma fundação de concreto aumenta o custo.
geralmente, htsats não é escalável, o que significa que os componentes mecânicos não são compartilhados entre as unidades. devido a isso, o custo por painel pode não ser menor em matrizes maiores.
rastreador solar vertical de eixo único (vsat)
rastreadores solares verticais de eixo único ou vsats giram de leste a oeste seguindo o sol ao longo do dia.
esses sistemas são frequentemente instalados em locais de alta altitude ou montanhosos.
o perfil dos vsats não é paralelo ao solo, por isso é mais fácil para esses rastreadores manter um ângulo consistente de incidência solar quando o sol está mais baixo no céu.
isto é particularmente benéfico em latitudes do norte, por exemplo, entre 40° e 55°. no entanto, ao contrário de matrizes horizontais planas, layouts de campo vertical precisam acomodar o perfil mais alto do rastreador vertical e espalhar unidades para evitar auto-sombreamento e perdas de energia.
como resultado, rastreadores verticais de eixo único tendem a ter uma densidade de potência relativamente menor por acre.
rastreador solar de eixo único com inclinação vertical (vtsat)
este tipo de rastreador é semelhante a um rastreador de eixo único horizontal, inclinado. a única diferença é que a inclinação é paralela a uma posição horizontal e gira em um eixo vertical.
esses rastreadores também podem melhorar a coleta de energia em comparação com os rastreadores horizontais. no entanto, devido ao ângulo de inclinação ideal, os rastreadores de eixo único inclinados estão sujeitos a maior carga de vento em comparação com as unidades horizontais.
em vtstats, os requisitos estruturais são maiores, e como resultado, mais aço e concreto são usados em comparação com uma matriz horizontal.
Os rastreadores de eixo único têm um único grau de flexibilidade que serve como um eixo de rotação, que geralmente é alinhado ao longo de um caminho norte-sul. as principais vantagens dos rastreadores de eixo único incluem:
a instalação de um sistema de rastreamento solar pode exigir algumas peças e engrenagens adicionais para adicionar ao sistema de painel solar, e também requerem manutenção de tempos em tempos.
Os rastreadores de eixo duplo têm dois graus de eixo de rotação, que são chamados de “eixo primário” e “eixo secundário.”
o eixo de rotação pode se mover para baixo ou para cima para se ajustar aos ângulos do sol ao longo do dia.
o rastreamento de eixo duplo permite a orientação mais precisa do dispositivo solar e fornece 40% mais saída através da absorção de energia. no entanto, esses rastreadores solares são mais complexos e caros.
rastreadores de eixo duplo continuamente voltados para o sol, pois podem se mover em duas direções diferentes. existem dois tipos de rastreadores de eixo duplo baseados em altitude - inclinação de ponta e altitude de azimute.
normalmente, o rastreamento de eixo duplo é usado para orientar um espelho e redirecionar a luz solar ao longo de um eixo fixo em direção a um receptor estacionário.
como esses rastreadores rastreiam o caminho do sol vertical e horizontalmente,, eles ajudam a obter o máximo de energia solar.
Os rastreadores de eixo duplo azimute-altitude podem resolver ambos os problemas. no entanto, esses rastreadores podem ser caros e adicionar cerca de ,500–,500 ao custo da instalação solar.
a função dos rastreadores de eixo duplo depende de pivôs verticais e horizontais, que são guiados por controlador semelhante aos telescópios solares. eles são bastante caros, e seu uso geralmente é limitado a sistemas de energia solar de nível comercial.
o rastreamento preciso de rastreadores solares de eixo duplo também é usado em uma aplicação solar focada,, como espelhos que direcionam os receptores de luz solar e convertem a luz solar em calor.
rastreadores passivos
rastreadores solares passivos usam um fluido de gás comprimido com um baixo ponto de ebulição que gira para um lado ou outro para fazer o rastreador se mover em resposta a um desequilíbrio.
como esse tipo de orientação não é preciso,, não é adequado para certos tipos de coletores fotovoltaicos concentrados (PV), mas funciona bem para tipos comuns de painéis fotovoltaicos.
rastreadores ativos
rastreadores ativos, por outro lado, usam motores e engrenagens para direcionar o rastreador por um controlador, respondendo à direção solar.
pois os motores consomem energia, eles precisam ser usados quando for necessário.
rastreadores solares, sejam de eixo único ou de eixo duplo, podem ajudar a gerar o nível ideal de energia solar.
é por isso que é importante decidir qual tipo de rastreador é adequado considerando vários fatores,, incluindo o terreno,, clima, e o tipo de painéis solares que estão sendo usados.
se você é um instalador solar,, dependendo das restrições orçamentárias do seu cliente,, do terreno e do clima, e da vida útil do sistema,, você precisa considerar os fatores-chave para tomar a decisão certa.
agora, quando se trata do futuro da indústria de rastreadores solares, parece bastante brilhante. em 2018, o tamanho estimado do mercado global de rastreadores solares era de .92 bilhões, de acordo com a pesquisa de visão geral.
espera-se que o mercado se expanda a um CAGR de 14.1% até 2025 devido à crescente demanda por células solares ou células fotovoltaicas. essa taxa de crescimento deverá continuar nos próximos anos.
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