Inženirski izzivi na področju sončna energija
Koncentratorski sončni sistemi (CPV, CSP) zahtevajo natančno optično načrtovanje za fokusiranje sončne svetlobe na majhno površino fotovoltaične celice ali termičnega absorberja. Že majhne napake v obliki Fresnelove leče, parabolnega zrcala ali koncentratorja CPC se prevedejo v neenakomerno osvetlitev celice — kar vodi do vročih točk in poslabšanja zmogljivosti.
Klasični ravni fotovoltaični paneli prav tako pridobijo z optično simulacijo — modeliranjem protiodbojnih premazov, analizo senčenja zaradi okvirjev in nosilnih konstrukcij ter optimizacijo naklonskega kota in geometrije razporeditve modulov. TracePro omogoča popolno sistemsko analizo — od vira (model sonca s kotno porazdelitvijo), prek koncentratorske optike, do porazdelitve fluence na celici.
Kako naša programska oprema podpira načrtovanje?
| Izdelek | Vloga na tem področju |
|---|---|
 | Koncentratorji CPV (Fresnel, parabolni, CPC), analiza senčenja, enakomernost osvetlitve celice |
 | Načrtovanje Fresnelovih leč in kolimacijske optike za sisteme CPV |
 | Simulacija sistemov zaznavanja in nadzora v sončnih napravah z optičnimi povezavami |
Primer uporabe: optimizacija fiksnega sončnega zbiralnika za več položajev sonca
Izhodišča načrtovanja
Cilj projekta je bil načrtovati in optimizirati fiksen, nesledilni sončni zbiralnik, ki maksimira sevalni tok, ki doseže sprejemnik čez dan, kljub spreminjajočemu se položaju sonca na nebu. Celoten proces, od izgradnje modela prek analize do optimizacije, je bil izveden v TracePro.
Model zbiralnika v TracePro
Geometrija koncentratorja in sprejemnika je bila zgrajena neposredno v TracePro ali uvožena iz sistema CAD, nato pa so bile dodeljene lastnosti površin (odbojnost zrcala, absorpcija sprejemnika) in materialne lastnosti. Po definiranju sončnega vira z realno kotno porazdelitvijo sta bila izvedena sledenje žarkom in analiza porazdelitve toka ter obsevanosti na površini sprejemnika.
Analiza položaja sonca v modulu Solar Emulator
Z modulom Solar Emulator, na podlagi geografskih koordinat in danega časovnega intervala (datum, ura, časovni pas), je bila določena realna trajektorija sonca na nebu. To je omogočilo oceno zmogljivosti sistema ob različnih urah dneva in leta ter primerjavo zmogljivosti fiksnega zbiralnika z različico s sledenjem soncu.
Optimizacija geometrije
V interaktivnem optimizatorju TracePro so bile definirane spremenljivke, ki opisujejo geometrijo koncentratorja, skupaj s ciljnimi operandi, usmerjenimi v maksimiranje toka, ki doseže sprejemnik. Po začetnem prehodu sledenja žarkom za preverjanje nastavitev je bila izvedena samodejna optimizacija profila, kar je izboljšalo koncentracijo in enakomernost osvetlitve na absorberju.
Usklajevanje za več položajev sonca
Ključni korak za fiksen zbiralnik: definiran je bil nabor virov, ki ustrezajo zaporednim položajem sonca čez dan, geometrija pa je bila optimizirana hkrati glede na vse te konfiguracije (Source Configuration). Na ta način ena sama fiksna oblika zagotavlja dober energijski izkoristek v širokem razponu vpadnih kotov, ne le okoli poldneva.
Preverjena zasnova
Simulacija je omogočila izbiro geometrije zbiralnika, oceno energijskega izkoristka v dnevnem ciklu in primerjavo variant zasnove pred izdelavo prototipa. Dokončan model je zagotovil podatke, potrebne za izdelavo elementa in izvedbo nadaljnjih testov, kar je zmanjšalo drage strojne iteracije.
Pogosta vprašanja
Sončna energija
Ali TracePro vključuje spektralni model za sončno sevanje AM1.5?
Da. TracePro vključuje standardna spektra AM0 (izvenatmosfersko) in AM1.5 (na nivoju morja, standard IEC 60904-3), ki ju je mogoče neposredno uporabiti kot vir v sončnih simulacijah.
Ali je mogoče simulirati senčenje med vrstami fotovoltaičnih panelov?
Da. TracePro omogoča modeliranje večvrstičnih namestitev PV, analizo senčenja med vrstami in zaradi nosilne konstrukcije v odvisnosti od sončnega kota čez dan in leto.
Ali TracePro upošteva dejanski položaj sonca za določeno lokacijo?
Da. Modul Solar Emulator določi trajektorijo sonca na podlagi geografskih koordinat, datuma in časa, kar omogoča analizo zmogljivosti zbiralnika ob različnih urah dneva in leta ter modeliranje obnašanja sistema za sledenje soncu.
Imate specifičen izziv na tem področju?
Naš inženir vam bo odgovoril v 1 delovnem dnevu in svetoval glede orodij ter možnosti licenciranja.
Vprašajte inženirjaIščete TracePro?
Pridobite 14–30-dnevno preizkusno različico in preizkusite TracePro s polno tehnično podporo med trenutnim projektom.
Pridobite preizkusno različico TracePro