Design of the position control system of parabolic solar concentrators through collector by electrical drive
- 1. Central University of Las Villas
Description
Solar energy is one of the most important renewable energies due to its abundance and sustainability. This has led to a great development in the technologies used to obtain them, which are increasingly effective and varied, such as solar thermal collection technology. Solar thermal collection technology to obtain a greater capture of solar energy requires a monitoring mechanism for its use, either manual or automatic. This work provides a proposal for automatic solar tracking in Parabolic Trough Solar Concentrators, with the aim that they absorb as much solar energy as possible during the day from the position control of their reflectors to faithfully follow the solar path. The positioning of these collectors is done by an electric drive and using a Raspberry Pi single-board computer as a control and command unit. The geared motor and the other elements that conform to the system were selected in compliance with the requirements of the application. The programming of the position control system implemented in the Raspberry Pi is carried out and the collectors are provided with wind safety. Finally, the results of the simulation tests made with the help of the MATLAB tool are carried out and shown. In addition to an economic and environmental analysis that demonstrates the reliability of the project. The system design generated a satisfactory result for sun tracking using the developed algorithm.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
الطاقة الشمسية هي واحدة من أهم الطاقات المتجددة بسبب وفرتها واستدامتها. وقد أدى ذلك إلى تطور كبير في التقنيات المستخدمة للحصول عليها، والتي أصبحت فعالة ومتنوعة بشكل متزايد، مثل تقنية التجميع الحراري الشمسي. تتطلب تقنية التجميع الحراري الشمسي للحصول على التقاط أكبر للطاقة الشمسية آلية مراقبة لاستخدامها، إما يدويًا أو تلقائيًا. يقدم هذا العمل اقتراحًا للتتبع التلقائي للطاقة الشمسية في مكثفات الطاقة الشمسية المكافئة، بهدف امتصاص أكبر قدر ممكن من الطاقة الشمسية خلال اليوم من التحكم في موضع عاكساتها إلى اتباع المسار الشمسي بأمانة. يتم وضع هذه المُجمّعات بواسطة محرك كهربائي وباستخدام كمبيوتر Raspberry Pi أحادي اللوحة كوحدة تحكم وقيادة. تم اختيار المحرك الموجه والعناصر الأخرى التي تتوافق مع النظام وفقًا لمتطلبات التطبيق. يتم تنفيذ برمجة نظام التحكم في الموضع المنفذ في Raspberry Pi ويتم تزويد جامعي البيانات بسلامة الرياح. أخيرًا، يتم تنفيذ نتائج اختبارات المحاكاة التي تم إجراؤها بمساعدة أداة MATLAB وعرضها. بالإضافة إلى تحليل اقتصادي وبيئي يوضح موثوقية المشروع. أنتج تصميم النظام نتيجة مرضية لتتبع الشمس باستخدام الخوارزمية المطورة.Translated Description (French)
L'énergie solaire est l'une des énergies renouvelables les plus importantes en raison de son abondance et de sa durabilité. Cela a conduit à un grand développement des technologies utilisées pour les obtenir, qui sont de plus en plus efficaces et variées, telles que la technologie de collecte solaire thermique. La technologie de collecte solaire thermique pour obtenir une plus grande capture de l'énergie solaire nécessite un mécanisme de surveillance pour son utilisation, manuelle ou automatique. Ce travail fournit une proposition pour le suivi solaire automatique dans les concentrateurs solaires paraboliques, dans le but qu'ils absorbent autant d'énergie solaire que possible pendant la journée à partir du contrôle de la position de leurs réflecteurs pour suivre fidèlement le chemin solaire. Le positionnement de ces capteurs se fait par un entraînement électrique et en utilisant un ordinateur monocarte Raspberry Pi comme unité de contrôle et de commande. Le motoréducteur et les autres éléments conformes au système ont été sélectionnés conformément aux exigences de l'application. La programmation du système de contrôle de position mis en œuvre dans le Raspberry Pi est effectuée et les collecteurs sont dotés d'une sécurité contre le vent. Enfin, les résultats des tests de simulation réalisés à l'aide de l'outil Matlab sont réalisés et présentés. En plus d'une analyse économique et environnementale qui démontre la fiabilité du projet. La conception du système a généré un résultat satisfaisant pour le suivi du soleil à l'aide de l'algorithme développé.Translated Description (Spanish)
La energía solar es una de las energías renovables más importantes por su abundancia y sostenibilidad. Esto ha llevado a un gran desarrollo en las tecnologías utilizadas para obtenerlos, que son cada vez más efectivas y variadas, como la tecnología de captación solar térmica. La tecnología de captación solar térmica para obtener una mayor captación de energía solar requiere de un mecanismo de monitorización para su uso, ya sea manual o automático. Este trabajo proporciona una propuesta de seguimiento solar automático en los concentradores solares cilindroparabólicos, con el objetivo de que absorban la mayor cantidad de energía solar posible durante el día desde el control de posición de sus reflectores para seguir fielmente la trayectoria solar. El posicionamiento de estos colectores se realiza mediante un accionamiento eléctrico y utilizando un ordenador de una sola placa Raspberry Pi como unidad de control y mando. El motorreductor y los demás elementos que conforman el sistema se seleccionaron de acuerdo con los requisitos de la aplicación. Se realiza la programación del sistema de control de posición implementado en la Raspberry Pi y se dota a los colectores de seguridad eólica. Finalmente, se realizan y muestran los resultados de las pruebas de simulación realizadas con la ayuda de la herramienta MATLAB. Además de un análisis económico y ambiental que demuestre la fiabilidad del proyecto. El diseño del sistema generó un resultado satisfactorio para el seguimiento del sol utilizando el algoritmo desarrollado.Files
551.pdf
Files
(226 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:5360980bad11bf9723da89687501effc
|
226 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تصميم نظام التحكم في الموضع للمركزات الشمسية المكافئة من خلال المجمع بواسطة محرك كهربائي
- Translated title (French)
- Conception du système de contrôle de position des concentrateurs solaires paraboliques par collecteur par entraînement électrique
- Translated title (Spanish)
- Diseño del sistema de control de posición de concentradores solares parabólicos mediante captador por accionamiento eléctrico
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4322581597
- DOI
- 10.5935/jetia.v9i39.848