управление солнечной панелью, вопрос недорогой энергоэффективной силовой схемы Опции

[addi]

Здравствуйте!

Есть задача управлять солнечной панелью, весом в 18 кг(размеры панели 1380х992х35) в 2-х плоскостях.

Как я понимаю шаговики такой вес не потянут,(будут жутко дорогими и многопотребляющими) и необходимо ставить актуаторы, но самый дешевый актуатор на ход 10 см стоит 5 тыс рублей, и получается что на необходимый ход только актуаторы будут стоить 20 тыс рублей, и тогда акупаемость батареи будет превышать ресурс электронных компонентов
Может кто значет каким решением можно удешивить реалищацию задачи с учетом наменьшего потребления силовой электроники управления?

Заранее благодарен!

[kovigor]

Здравствуйте!

Есть задача управлять солнечной панелью, весом в 18 кг(размеры панели 1380х992х35) в 2-х плоскостях.

Как я понимаю шаговики такой вес не потянут,(будут жутко дорогими и многопотребляющими)

Почему не потянут ? Вам же нужно следить за Солнцем, а перемещается оно очень медленно. Ускорения большие не нужны. Шаговый двигатель с редуктором, и дело в шляпе. Только саму механику грамотно спроектировать, чтобы, например, все это не разрушилось от порывов ветра ...

[addi]

Почему не потянут ? Вам же нужно следить за Солнцем, а перемещается оно очень медленно. Ускорения большие не нужны. Шаговый двигатель с редуктором, и дело в шляпе. Только саму механику грамотно спроектировать, чтобы, например, все это не разрушилось от порывов ветра ...

да, Вы правы, а как можно подобрать этот шаговый двигатель с редуктором на 18 кг?

[kovigor]

да, Вы правы, а как можно подобрать этот шаговый двигатель с редуктором на 18 кг?

Какой еще редутор на 18 килограммов ??? Вам эту панель поднимать нужно ? Или вращать, перемещая вслед за Солнцем ?
Вам нужно знать, какие силы могут действовать на панель. Например, налетел на панель порыв ветра. Вот вам и сила, и немалая. И прикладывается она к редуктору (и не только). Вы это просчитывали ?

Почитайте книги по расчету следящих систем (как выбирать электропривод, редуктор и проч.).

[addi]

Какой еще редутор на 18 килограммов ??? Вам эту панель поднимать нужно ? Или вращать, перемещая вслед за Солнцем ?
Вам нужно знать, какие силы могут действовать на панель. Например, налетел на панель порыв ветра. Вот вам и сила, и немалая. И прикладывается она к редуктору (и не только). Вы это просчитывали ?

нет не просчитывал, поднимать конечно не надо, надо только поворачивать за солнцем, рассчитать если честно как не знаю, эти моменты силы совсем забыл, а Вы можете дать в качестве примера каконибудь шаговик с редуктором, я тогда по мощности по максимум подберу и по факту померю выдаваемую мощность?

[kovigor]

нет не просчитывал, поднимать конечно не надо, надо только поворачивать за солнцем, рассчитать если честно как не знаю, эти моменты силы совсем забыл, а Вы можете дать в качестве примера каконибудь шаговик с редуктором, я тогда по мощности по максимум подберу и по факту померю выдаваемую мощность?

Нет, сходу не могу, к сожалению. Посмотрите каталоги производителей таких двигателей. Например, вот, что нашлось секунд за 20:

http://www.npoatom.ru/katalog/step_motor/pmg/

И все равно без минимальных расчетов, наварное, не выйдет, если это проект не для себя, а коммерческий. Посмотрите литературу по расчету силовых следящих систем, например, систем управления антеннами. Откройте любую книжку по ТАУ, того же Юревича, Попова, Бесекерского. И там в конце есть список литературы ...

P.S. А почему именно шаговый мотор ? Ведь следили же за антеннами и за Солнцем, и за звездами, когда таких моторов и в помине не было. Обычный электропривод с понижающим редуктором должен подойти. И выйдет, скорее всего, гораздо дешевле.

[san822]

Вам нужно знать, какие силы могут действовать на панель. Например, налетел на панель порыв ветра. Вот вам и сила, и немалая. И прикладывается она к редуктору (и не только). Вы это просчитывали ?

Если делать расчеты с опорой на максимальные ветра, то редуктор и двигатель могут быть тяжелыми и дорогими (иногда неприемлемо дорогими). Я бы попробовал сделать две подсистемы - двигатель + редуктор (для перемещения при максимум "средних ветрах") и систему фиксации (она должна фиксировать поворотный механизм и препятствовать передаче момента на механику при "сильных ветрах" защищая её от механических перегрузок).

[kovigor]

Если делать расчеты с опорой на максимальные ветра, то редуктор и двигатель могут быть тяжелыми и дорогими (иногда неприемлемо дорогими).

Еще вариант: найти в Сети готовую подходящую "solar tracking system" и посмотреть (в том числе и в каталоге запчастей) как и на чем она сделана. ИМХО, лучше всего так и поступить ...

[AlexandrY]

Может кто значет каким решением можно удешивить реалищацию задачи с учетом наменьшего потребления силовой электроники управления?

Посмотрите в сторону нетрадиционных актуаторов.
Вот тут разные конструкции: http://softroboticstoolkit.com/

[Guest_TSerg_*]

Зачем шаговики? Вполне достаточно одного обычного ДПТ c редуктором + датчик за наибольшей яркостью + простейшая система управления.
Постоянно двигать совсем не обязательно.
Ну и на форс-мажор - стопор.

[Егоров]

Зачем шаговики? Вполне достаточно одного обычного ДПТ c редуктором + датчик за наибольшей яркостью + простейшая система управления.
Постоянно двигать совсем не обязательно.
Ну и на форс-мажор - стопор.

Угу, не нужно искать способов во что бы то ни стало усложнить задачу. Двигатель постоянного тока от моделек (на 2-5 ватт) и червячный редуктор.
Или даже передачу винт-гайка использовать.
Остальное - датчик и система управления выберет. Если панелей две, то и датчик не нужен. Они сами себе датчик, нужно только искать равносигнальную зону.

[addi]

Угу, не нужно искать способов во что бы то ни стало усложнить задачу. Двигатель постоянного тока от моделек (на 2-5 ватт) и червячный редуктор.
Или даже передачу винт-гайка использовать.
Остальное - датчик и система управления выберет. Если панелей две, то и датчик не нужен. Они сами себе датчик, нужно только искать равносигнальную зону.

Всем большое спасибо за поддержку!, вариант на 2-5 Вт устраивает(главное чтобы действительно мощи хватило и не спалился движок для этой 18 кг панели), попробую подобрать, а вот червячный редуктор..., думаю можно и не найти под движок

[AlexandrY]

Всем большое спасибо за поддержку!, вариант на 2-5 Вт устраивает(главное чтобы действительно мощи хватило и не спалился движок для этой 18 кг панели), попробую подобрать, а вот червячный редуктор..., думаю можно и не найти под движок

Чего искать, вон стеклоочистители со старых авто. На ура идут. Мы мишени поднимали ими ни полигоне. Так годами работают, по колено в воде.

[Егоров]

Всем большое спасибо за поддержку!, вариант на 2-5 Вт устраивает(главное чтобы действительно мощи хватило и не спалился движок для этой 18 кг панели), попробую подобрать, а вот червячный редуктор..., думаю можно и не найти под движок

А Вы гляньте как этот червячный редуктор устроен. Во время оно за поллитра и ПТУшник у токарного станка за полдня его из болта М6 и куска 2мм железа в ладонь размером сделать мог.
В конце-концов есть готовые серводвигатели модельные с передаточным в сотни раз. Не знаю как оно Вам доступно, но у меня, например,

http://www.kosmodrom.com.ua/prodlist.php?name=kollectormotor
http://www.kosmodrom.com.ua/prodlist.php?name=springrcmotor
10-15 кГс/см от крохотного движка вполне хватит для разворота 100кг батареи при минимально правильно сконструированной механике. Батарею-то не всю поднимать нужно, а только развернуть вывешенную на подшипнике и очень медленно.

З.Ы. Контора в ссылке возит это из Москвы. Кажется, "Домотехника" или что-то "Домо..." она там называется.

[Guest_TSerg_*]

А, в общем-то, следует для начала ознакомиться с теорией и практикой:
http://khd2.narod.ru/gratis/solar.htm#ANGLE

Может и не стоит игра свеч по подвижной панели.

Или еще больше упростить:
Учитывая, что отклонение от перпендикуляра на +/- 25 град снижает эффективность на 3..4%, вполне можно обойтись таймером и системой из 5-7 контактов для фиксации положения с шагом 25 град, т.е. вполне обойтиь без системы слежения.

[Егоров]

Может и не стоит игра свеч по подвижной панели.

А может и действительно не стоит. Чем южнее, тем проблема проще.

[d-f-m]

Возьмите готовый привод для спутниковой антенны.

[perfect]

Возьмите готовый привод для спутниковой антенны.

Ось этого моторредуктора выставить параллельно земной оси. Например повесить на него спутниковую тарелку и выставить "дугу" чтоб был приём центральных восточных и западных спутников, это будет весьма достаточно точно.
Вместо тарелки установить панель.
По diseqc протоколу в течении дня посылать команду Goto_x (иди на такой-то градус) аж всего по 75° на запад и восток.
В течении года подкручивать наклон панели вниз на 23.5° для самого зимнего дня и вверх на 23.5° для самого летнего. Получается что заломленный хобот мотоподвеса как-бы не годится, лучше прямой, а на нём иметь устройство наклона, либо сделать настраиваемым излом хобота вверх и вниз по 23.5°. Но, чтоб меньше напрягать мотоподвес нужно чтобы центр тяжести панели был на оси вращения или как можно ближе к ней.

Другой способ слежения - поворачивать панель в течении каждого для двумя сразу редукторами - один вокруг вертикальной оси, второй для наклона. Тогда как при полярном подвесе постоянно крутить всего одним редуктором, а наклон подкручивать раз в неделю или раз в месяц.

Однако, вот азимут на солнце для самого летнего и зимнего дня для Москвы. То есть для лета угла поворота мотоподвеса маловато.

Картинки программы Satellite Antenna Alignment.

А Вы гляньте как этот червячный редуктор устроен. Во время оно за поллитра и ПТУшник у токарного станка за полдня его из болта М6 и куска 2мм железа в ладонь размером сделать мог.
В конце-концов есть готовые серводвигатели модельные с передаточным в сотни раз.

Ну, времена за пллитра - это было давно, нынче кусаче дорого. Мне бывает нужно, так что купили токарный станочек и я сам чего-то вытачиваю, правда до ПТУшника мне ещё далековато .
Передаточные в сотни раз это хорошо, но последняя передача всё-таки должна быть червячной. Мне и самому пригодилось бы найти кто в Москве и окрестностях продаёт червячные пары в ассортименте типа http://www.teatechnik.cz/snekova-soukoli/ . Может пока плохо искал.

Сообщение отредактировал perfect - Nov 2 2014, 19:22

[Егоров]

Москва только чуть лучше Архангельска по рентабельности солнечных батарей.
Как только Вы прощупаете реальную батарею (годик-полтора), так выяснится, что вместо умных крутилок дешевле было купить еще одну панель и выставить в общем направлении на юг. Вот угол места фиксированный стоит выставить внимательно. По весне-осени.
Второе, что выяснится - летом энергию девать некуда и без поворота. Зимой, как ни верти, ее практически нет.
Это я в 1000км южнее Москвы прочувствовал. Правда, в Москве больше солнечных дней зимой, но продолжительность светового дня очень мала.
Похоже, Крым и еще южнее - места для серьезных игр с солнечными батареями, если проектируется автономная система. Если для работы на сеть - другое дело. Летом можно выработать что-то в заметных количествах.
А вообще - убыточная затея по вложениям и срокам окупаемости. Разве что позарез нужна автономность, любой ценою.

Токарный станок - хорошо. В патрон метчик на 8мм, в суппорт - диск-заготовка для червяка из 2мм стали, на валу уже. Маааленкая осторожная подача до зацепления. Потом метчик там сам зубья выгрызет постепенно. Корявоватое зацепление, но для таких малоресурсных и медленных передач пойдет.
Еще проще - нарезать резьбу в оси шестерни и пустить ее крутиться на длинной резьбе. Двигатель крутит шестерню-гайку, она выталкивает -втягивает резьбовой пруток. Их метровой длины в любом магазине крепежа предостаточно. От 3 до 16мм, кажется. Передаточное отношение и стопорящие свойства не хуже червяка. Дальше - простая рычажная система.

[perfect]

Та, не, я и не собираюсь крутить панель, просто пофантазировал над вариантом. Вообще, наверное, топикстартеру и не только, бы пригодились некие варианты механики, судя по себе, лучше ещё и с картинками, как минимум.