مستشعر تتبع الشمس الأوتوماتيكي بالكامل من هوندي: يدمج تقنية "تتبع الشمس الدقيق" في أنظمة الخلايا الكهروضوئية عالية الكفاءة، مما يزيد من قيمة كل شعاع من أشعة الشمس.

اليوم، ومع التطور المستمر لتكنولوجيا توليد الطاقة الكهروضوئية، يتحول التركيز على تحسين كفاءة استخلاص الطاقة من المكونات نفسها إلى تحسين النظام ككل. بالنسبة لمحطات الطاقة الكهروضوئية التي تعتمد أنظمة تتبع أحادية أو ثنائية المحور، فإن مدى تحقيق المكاسب النظرية يعتمد بشكل أساسي على "دقة التتبع"، أي قدرة نظام التشغيل على إبقاء سطح الألواح الكهروضوئية بزاوية مثالية مع ضوء الشمس في جميع الأوقات. تُعدّ سلسلة "زيتونغ" من مستشعرات التتبع الشمسي الأوتوماتيكية بالكامل، التي أطلقتها شركة هوندي، بمزاياها الفريدة من الاستقلالية التامة والدقة العالية وعدم الحاجة إلى الصيانة، بمثابة "العقل المُدرك" الذي يُحدث ثورة في استراتيجية التحكم لأنظمة التتبع ويُطلق العنان لإمكاناتها الكاملة في توليد الطاقة.

أولاً: القيمة الأساسية: نقلة نوعية من "الدوران النمطي" إلى "المحاذاة الإدراكية"
تعتمد أنظمة التتبع التقليدية في الغالب على خوارزميات فلكية لتحديد موقع الشمس بناءً على الموقع الجغرافي والوقت اللازم للحركة. مع ذلك، في التشغيل الفعلي، قد تتسبب عوامل مثل الأخطاء الميكانيكية، وتشوه الدعامات، وهبوط الأساسات، واضطرابات الرياح القوية في حدوث انحرافات بين الاتجاه الفعلي والقيم المحسوبة نظريًا. علاوة على ذلك، تتراكم هذه الانحرافات بمرور الوقت، مما يؤدي إلى "تتبع غير دقيق"، مع خسائر في توليد الطاقة تصل إلى 3-8%. تكمن القيمة الأساسية لمستشعر التتبع الشمسي الأوتوماتيكي بالكامل من HONDE فيما يلي:

1. توفير تغذية راجعة للحقيقة المطلقة: كمرجع قياس مستقل قائم على المبادئ البصرية، فإنه يقيس اتجاه سقوط ضوء الشمس الفعلي في الوقت الحقيقي وبشكل مباشر، مما يوفر لنظام التحكم الحقيقة المطلقة "أين الشمس في هذه اللحظة".
2. تحقيق تحكم دقيق ذو حلقة مغلقة: يقوم النظام، بناءً على بيانات التغذية الراجعة في الوقت الحقيقي من أجهزة الاستشعار، بمقارنتها مع مخرجات الخوارزميات الفلكية، ويقوم تلقائيًا بإنشاء تعليمات تصحيحية، ويقود آلية التتبع لإجراء تعديلات دقيقة، مما يشكل حلقة مغلقة عالية الدقة "الإدراك - اتخاذ القرار - التنفيذ"، مما يؤدي إلى القضاء تمامًا على الأخطاء التراكمية.
3. التكيف مع البيئات المعقدة: في الظروف الجوية التي يسودها الضوء المتناثر، كالأيام الغائمة أو الملبدة بالغيوم، أو عندما يتغير موقع الشمس بسرعة، تقل فعالية الخوارزميات الفلكية. يمكن للمستشعرات البصرية البحث بنشاط عن ألمع مصدر ضوئي أو اتجاه الضوء المباشر الفعال، وتحسين استراتيجيات التتبع، وزيادة الاستفادة من الطاقة الإشعاعية المتاحة.

ثانياً: المبدأ التقني: "بوصلة شمسية" مناسبة لجميع الأحوال الجوية
يعتمد مستشعر HONDE "Zhitong" على الكشف الكهروضوئي الدقيق متعدد الأرباع وخوارزمية تكيفية ذكية
مصفوفة بصرية دقيقة: تتكون النواة من مصفوفة كاشف ضوئي متعددة الأرباع مفصولة بدقة. عند سقوط ضوء الشمس عموديًا، تغطي بقعة الضوء كل ربع بالتساوي، ويكون الإخراج متوازنًا. أما عند حدوث انحراف زاوي، فسيؤدي انزياح البقعة إلى اختلافات في إشارات كل ربع.
حساب الانحراف في الوقت الحقيقي: يقوم المعالج المدمج بحساب اختلافات الإشارة في كل ربع في الوقت الحقيقي، ويحسب بدقة زوايا واتجاهات انحراف أشعة الشمس عن العمودي للمستشعر في بعدي السمت والارتفاع.
وضع التشغيل الذكي
وضع اليوم المشمس: يقوم هذا الوضع بقفل مركز القرص الشمسي بدقة، مما يوفر دقة توجيه فرعية الزاوية.
الوضع الغائم/المغطى بالغيوم: يتم التبديل تلقائيًا إلى وضع "زيادة الإشعاع" لتوجيه جهاز التتبع نحو المنطقة الأكثر سطوعًا في السماء أو الاتجاه الذي يحتوي على أقوى إشعاع متناثر، بدلاً من مطاردة الشمس بشكل أعمى والتي قد تكون محجوبة.
وضع الحماية من الأحوال الجوية القاسية: عند اكتشاف نقص مستمر في مصدر الضوء الفعال أو تلقي تحذير من رياح قوية أو برد، يمكن توجيه جهاز التتبع تلقائيًا للدخول في زاوية ثابتة للحماية من الرياح (مثل الوضع الأفقي).

ثالثًا: سيناريوهات التطبيق الرئيسية في محطات الطاقة الكهروضوئية
تحسين الكفاءة الفعلية لأنظمة التتبع المختلفة
نظام تتبع أحادي المحور: يقوم بتصحيح الانحرافات المنهجية الناتجة عن الميل الشمالي الجنوبي وعدم محاذاة التركيب لضمان أن مسار الدوران اليومي من الشرق إلى الغرب يتطابق بدقة مع السمت الشمسي.
نظام التتبع ثنائي المحور: يقوم في نفس الوقت بتصحيح انحرافات زوايا السمت والارتفاع، مستفيدًا بشكل كامل من مزاياه النظرية في التتبع كامل الأبعاد، خاصة في المناطق ذات خطوط العرض العالية أو السيناريوهات التي يتم فيها السعي لتحقيق كفاءة قصوى.

2. كمسطرة للمعايرة والتشخيص
المعايرة التلقائية المنتظمة: يمكن ضبطها لمعايرة معلمات الخوارزمية الفلكية وموضع الصفر الميكانيكي لنظام التتبع كامل المجال تلقائيًا بناءً على القيمة الحقيقية للمستشعر كل صباح أو على فترات منتظمة، مما يحافظ على الدقة على المدى الطويل.
أداة تشخيص الأداء: من خلال مقارنة البيانات من أجهزة الاستشعار الموجودة على وحدات التتبع المختلفة داخل محطة الطاقة نفسها، أو من خلال مقارنة بيانات المستشعر بالقيم النظرية، يمكن تشخيص الأعطال الميكانيكية أو تآكل آلية النقل أو تشوهات وحدة التحكم في أجهزة التتبع المحددة بسرعة.

3. دعم استراتيجيات التتبع المتقدمة وتكامل الأنظمة
التتبع العكسي وتجنب الظل: في وحدات توليد الطاقة ثنائية الوجه أو المصفوفات المرتبة بكثافة، يمكن أن تساعد بيانات المستشعر في تحسين استراتيجية "التتبع العكسي"، وإيجاد أفضل توازن بين تقليل حجب الظل للصف الأمامي على الصف الخلفي وزيادة استقبال الجانب الخلفي للضوء المتناثر.
التكامل مع منصات SCADA والتحليل: باعتباره مصدر بيانات عالي القيمة، يتم ربطه بنظام مراقبة محطة الطاقة لتوفير بيانات الأبعاد الرئيسية لتحليل أداء توليد الطاقة وتفكيك فقدان الكفاءة.

رابعًا: المزايا الأساسية لنظام "العين الذكية" من هوندا
تشغيل مستقل تمامًا وبدون صيانة: لا توجد أجزاء متحركة ميكانيكية، ويعتمد فقط على الإدراك البصري، دون الحاجة إلى تدخل يدوي أو معايرة منتظمة في الموقع.
دقة فائقة واستجابة سريعة: يمكن أن تصل دقة قياس التوجيه إلى ±0.1 درجة، مع وقت استجابة سريع، مما يسمح بمتابعة الحركة الظاهرية للشمس بشكل فعال.
متانة بيئية قوية: تم تجهيز السطح البصري بطبقة تنظيف ذاتية وجهاز تنظيف نشط اختياري (مثل ماسحة دقيقة)، مما يوفر مستوى حماية عالياً وقادر على العمل بثبات في ظروف الرياح والرمال والأمطار والثلوج، وفي بيئات درجات الحرارة العالية والمنخفضة.
خوارزمية ذكية تكيفية: يمكن لخوارزمية الذكاء الاصطناعي المدمجة تحديد وتصفية إشارات التداخل قصيرة المدى الناتجة عن حواف السحب والطيور وما إلى ذلك، مما يضمن إخراجًا مستقرًا وموثوقًا.
واجهة سهلة الاستخدام ومفتوحة: سهلة التركيب، وتخرج بروتوكولات قياسية مثل Modbus، ويسهل دمجها مع وحدات التحكم في أجهزة التتبع السائدة في الداخل والخارج.

خامساً: دراسة حالة تجريبية: زيادة توليد الطاقة الناتجة عن التحكم ذي الحلقة المغلقة
أضافت محطة طاقة كهروضوئية بقدرة 50 ميغاواط في صحراء أتاكاما بتشيلي، والتي تعتمد نظام تتبع ثنائي المحور، مستشعرات تتبع شمسي أوتوماتيكية بالكامل من شركة هوندي إلى بعض صفوفها الشمسية لإجراء مقارنة متزامنة مع الصفوف الأصلية التي تعتمد فقط على الخوارزميات الفلكية. وتُظهر بيانات التشغيل لربع سنة ما يلي:
يبلغ متوسط ​​توليد الطاقة اليومي للمصفوفة المجهزة بأجهزة استشعار 4.7% أعلى من متوسط ​​توليد الطاقة اليومي للمصفوفة التي تعتمد على الخوارزمية الفلكية البحتة.
خلال الفترة التي تكثر فيها السحب المتناثرة في فترة ما بعد الظهر، يمكن أن تصل ميزة توليد الطاقة إلى 8-12%، حيث يمكن لأجهزة الاستشعار توجيه المكونات لتتماشى مع الشمس التي تظهر في فجوات السحب بسرعة أكبر.
كما اكتشف فريق تشغيل وصيانة محطة الطاقة وقام بتصحيح الانحرافات الأولية طويلة المدى لبعض أجهزة التتبع من خلال بيانات الانحراف طويلة المدى التي توفرها أجهزة الاستشعار.
وجاء في ختام تقرير تقييم مالك المشروع: "إن الزيادة في توليد الطاقة التي أحدثها مستشعر التتبع HONDE جعلت فترة استرداد التكلفة أقل من ستة أشهر، مما يجعله أحد الخيارات ذات أعلى معدل عائد بين جميع تدابير التجديد التقني".

خاتمة
في عصر دخلت فيه محطات الطاقة الكهروضوئية مرحلة التشغيل "المتطورة والذكية"، يتطور فهم الوظيفة الأساسية "للتتبع" من مجرد دوران ميكانيكي إلى "محاذاة كهروضوئية دقيقة" تعتمد على الاستشعار في الوقت الفعلي. ويُعدّ مستشعر التتبع الشمسي الأوتوماتيكي بالكامل من HONDE عاملاً أساسياً في عملية التحديث هذه. فهو يقيس الضوء بالضوء ويُغلق حلقة التحكم الدقيقة في التتبع بأكثر الطرق مباشرة، محولاً ضوء الشمس المفقود نتيجة "عدم الدقة" إلى كهرباء خضراء حقيقية. بالنسبة لأي مستثمر أو مشغل لمحطات الطاقة الكهروضوئية يسعى إلى الاستفادة القصوى من أنظمة التتبع وتحقيق أدنى تكلفة مُستوية للكهرباء (LCOE)، فإن نشر أنظمة التغذية الراجعة عالية الدقة هذه لم يعد "حلاً اختيارياً"، بل أصبح "بنية تحتية ذكية أساسية" لتعزيز القدرة التنافسية للأصول، وضمان تحقيق عوائد التصميم، والفوز في سوق الطاقة المستقبلية.

نبذة عن هوندي: بصفتها شركة رائدة في مجال التشغيل والصيانة الذكية لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية وتقنيات الاستشعار الدقيقة، تركز هوندي باستمرار على تعزيز إنتاج الطاقة وقيمة الأصول طوال دورة حياة هذه الأنظمة. نؤمن إيمانًا راسخًا بأن قيمة التكنولوجيا، في سبيل تحقيق انتشار أوسع للطاقة الشمسية الكهروضوئية، تكمن في تحويل كل زيادة نظرية في الكفاءة إلى فوائد ملموسة في سجلات محطات الطاقة. وتُجسد سلسلة منتجات "زيتونغ" هذا الإيمان خير تجسيد.

للحصول على مزيد من المعلومات حول أجهزة استشعار الطقس،

يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.

واتساب: +86-15210548582

Email: info@hondetech.com

موقع الشركة الإلكتروني:www.hondetechco.com