Hur solföljaren fungerar

Kastade en blick ut på solföljaren och fick lust att dela med mig hur det ser ut när den står i västerläge och solen är på väg ner. Solen lyser lite genom panelerna och jag tycker det är riktigt häftigt.

Jag kommer förlägga kablarna på ett mycket bättre sätt senare, men tänkte ändå visa hur den ser ut från baksidan.

Solföljaren följer solen i både höjd- och sidoled. Det hela styrs utav endast en motor och är mycket smart konstruerad.

När stativet vrider sig, så gör den svarta stången så att hela paketet står upprest på morgon och kväll, medan mitt på dagen lägger de sig i en lägre vinkel för att bibehålla god solinstrålning även när den står högt uppe.

På grund av stångens fasta längd blir solföljarens gång lika varje dag året om. Det enda som skiljer sig på vintern är att den inte vrider sig helt mot öst på morgonen eller mot väst på kvällen. Arbetsområdet är 180 grader. På natten ställer den sig i syd-läge. Då ligger panelerna så lågt som det går och anläggningen är därmed lite mindre vindkänslig ifall det skulle vara oväder.

Höjdvinkeln är justerbar från 20-90 grader. I min konfiguration är höjdvinkeln 20 grader morgon och kväll. Klockan 12:00 soltid är höjdvinkeln 40 grader.

Fundamentet till solföljaren fick jag gjuta. Det blev ett stort hål som rymde ungefär 9 ton betong.

Efter en timme kunde jag trycka på plats fästet som solföljaren skulle skruvas fast i. Ett dygn efter detta kunde monteringen börja. Bilden här nedan visar en glimt från processen med att skruva ihop delarna.

Lägg märke till pinnen som sticker ut ungefär mitt på stolpen. Denna skall peka rakt mot söder. Detta säkerställer att solcellerna ligger maximalt när solen står på sitt högsta. Längst upp på stolpen sitter motorn och vaggan som skall hålla uppe solcellerna. När vaggan vrider på sig, så styrs lutningen på solcellerna av stången som visas på bild nr 2 ovanifrån. Stolpen består utav 2 moduler som skall skruvas fast i varandra. Detta görs med en ring som klämmer flänsarna mot varandra. På detta sättet går det att finjustera så att pinnen peker rakt mot syd innan muttrarna dras åt. Längst upp på stolpen sitter själva styrenheten och motorn.

Driften av solföljaren är helautomatiserad och den börjar följa solen så fort strömmen är ansluten. Efter strömpåkoppling går solföljaren igenom följande steg:

1. Solföljaren väntar tills en GPS-fix har etablerats för att hämta information som behövs för att beräkna solens nuvarande position: latitud, longitud, datum och tid. Denna information kalibreras varje morgon.
2. Solföljaren riktar in sig till solens aktuella position.
3. När solen rör sig över himlen följer solföljaren efter, genom att förflytta sig i intervaller om 1.8 grader med några minuters mellanrum. Efter varje rörelse positionerar sig solföljaren 0.9 grader före solen.
4. Solföljaren fortsätter att följa solen till solnedgång eller till dess att kvällsläge nås, vilket är 90 grader efter middagsläget.
5. Efter solnedgång återgår solföljaren till sitt middagsläge.
6. Före soluppgång förflyttar sig solföljaren till soluppgångsläge eller till morgonläge, vilket är 90 grader före middagsläget.
7. Solföljaren inväntar soluppgång och upprepar sedan sekvensen från steg 4.

Som en extra säkerhetsåtgärd är solföljaren utrustad med ett utbytbart batteri (3V litiumcell) för uppbackning av klockan. Skulle GPS modulen eller GPS nätverket inte fungera kan solföljaren ändå fortsätta sin drift i många år med den interna klockan och de lagrade latitud/longitud inställningar. Notera att solföljaren använder sig av soltid, som skiljer sig från lokaltid. Solen når alltid sin högsta höjd klockan 12:00 soltid.

Solföljaren har konstruerats för att fungera under långa perioder utan att kräva något underhåll. Det finns inga delar som kräver smörjning eller schemalagda underhållsrutiner.
Det rekommenderas att inspektera systemet visuellt varje år. Detta innefattar kontroll att alla bultar är åtdragna och att panelerna är rena för att bibehålla maximal effekt.

Solföljaren är konstruerad för att fungera i de flesta geografiska områden och
klimatförhållanden. Standardkonfigurationen (2-axlad) kan användas på platser som ligger mellan 20° och 90° på norra eller södra halvklotet.

Snöiga regioner
Förlängningsstolpens längd är vald för att förhindra att solföljaren fastnar i snö på vintern. Om snödjupet går över 0.5 meter bör snön skottas undan för att hålla solföljarens bana fri. Snö hindrar ljuset från att nå fram till solpanelerna, men så fort solen träffar panelerna är de ofta den första platsen som blir snöfri. Eftersom panelerna är i brant vinkel i solföljarens morgon- och kvällspositioner så faller den mesta snön av panelerna så det finns vanligen inget behov av att ta bort snön manuellt.

Torra regioner
Solpaneler är oftast självrengörande utav regnet och behöver inte extra rengöring. Men i torra klimat kan det vara nödvändigt att tvätta panelerna med några månaders mellanrum för att förhindra att damm och sand lagras på dem.

Blåsiga regioner
Anläggningen är konstruerad för att motstå vindlaster på upp till 35 m/s. Är vindbyar över 30 m/s att förvänta så rekommenders att solföljaren stängs av och panelerna placeras i horisontalläge med hjälp av det förlängningsstag som användes vid installation. Detta för att säkra anläggningen och minska slitage tills dess att stormen har passerat, då anläggningen kan motstå högre vindlaster i detta läge. Om vindhastigheten förväntas överstiga 35 m/s så rekommenderas att panelerna monteras bort och placeras i säkerhet. Försök inte att montera bort panelerna om det redan har börjat blåsa.

Här ses solföljaren efter att den placerat sig i nattläge. (Samma position som 12:00 soltid) Jag fick förstärka ljuset lite då det var ganska mörkt när bilden togs. Vinkeln är nu 40 grader.

Solföljaren drivs av en spänning på 10-29VDC. För att få fram driftspänning, har jag satt dit en transformator. (blått ljus) Det finns även både AC och DC-säkringar bredvid transformatoren.

Driftspänningen matar kontrollenheten som blant annat innehåller GPS-mottagaren och styrkortet. (grönt ljus) Det finns även ljus för andra indikationer.

Kretskortet har fem lysdioder för att informera om anläggningens status:
(A) Grön – Blinkar för att indikera att solföljaren är korrekt strömsatt.
(B) Gul – Lyser om solföljaren har pausat operation på grund av rörelsehinder. Blinkar för att indikera förflyttning till startläge eller middagsläge.
(C) Orange – Lyser för att indikera temperaturalarm (termisk anläggning) . Blinkar istället för gröna lysdioden om klockbatteriet är förbrukat.
(E) Blå – Lyser då en GPS synkronisering pågår, vilket sker vid uppstart och före soluppgång.
(D) Röd – Lyser för att indikera att satteliter ej hittades vid senaste GPS synkroniseringen.
En andra uppsättning av två lysdioder finns längre ned på kretskortet: röd och orange. Den oranga lysdioden indikerar att motorn roterar. Den röda lysdioden används inte.

Orsaken till att jag dragit ut 230V till stolpen är att jag då kan dra elen vidare till grinden och till diverse andra project som planeras. Likspänningen från panelerna förs in i huset och in i växelriktaren. Samtliga kablar ligger tryggt placerad i rör under jord.

Jag håller för tiden på att försöka hitta ny producent av solföljaren. Mer information om detta kommer när jag blir klar.

Här kan du läsa mer om hela min solcellsanläggning. Öppnas i nytt fönster.

//Karl-Ove