利用追日系統(tǒng)改善整體發(fā)電效能 - 提升發(fā)電效能 嵌入式讓太陽能追日系統(tǒng)更完善

即使是進行追日設計方案，也有分智慧與預置調(diào)校角度範圍方式的兩大設計方案。所謂預置調(diào)校角度範圍追日設計方案，為利用相對較固定的追日傾角、範圍，設置活動可自動控制的太陽能電池板基座，搭配時序計數(shù)與歷史日照變化數(shù)據(jù)，讓太陽能發(fā)電系統(tǒng)可以依據(jù)歷史日照進行自動角度調(diào)校，達到近似主動式追日的應用效益。

這類預置調(diào)校角度範圍的追日系統(tǒng)設計，雖然較固定式的太陽能電池板架設方案所產(chǎn)出的電能更多，但實際上仍有其追日誤差範圍，而每片太陽能電池板的最佳發(fā)電面板傾角并不見得一致，也會有些微的小誤差存在，若使用一致性的太陽能電池板角度調(diào)校設計方案，可能會讓部分太陽能電池板的效益無法達到最大輸出。但預置追日角度的自動控制設計方案，因為基座設計結(jié)構(gòu)較單純，追日系統(tǒng)設計方案簡潔、易維護，加上裝設資材成本相對較低，也不乏有業(yè)者採行。

以嵌入式系統(tǒng)整合追日基座 有效提升發(fā)電效能

另一種相對較全面的智慧追日系統(tǒng)，就比採用預置調(diào)校角度範圍的追日設計方案能榨出更多太陽能電池的發(fā)電效能！智慧型追日為採行單片或多片太陽能電池模組的整合可變接收日照角度基座設計，至于調(diào)校太陽能電池板日照接收角度的基座設計，就落在單片固定基座或是多片型態(tài)的整合基座上面，而追日的基座角度調(diào)?；A為直接Real Time偵測位于基座上的單片、或多片太陽能電池來進行輸出與基座角度關(guān)係的分析比對，藉此取得最佳日照效果與主動變更基座角度的設計型態(tài)。

由于基座角度為隨時視發(fā)電狀態(tài)進行變更，即便是為了省電或是避免基座損耗採取每10或25分鐘進行基座角度主動調(diào)校，都至少會比預設基座調(diào)校角度範圍型態(tài)的追日系統(tǒng)，取得更精確、務實的最佳日照太陽能電池基座傾角設計。

一般太陽能電池的智慧型追日基座設計方案，需考量即時電池板的發(fā)電輸出檢測、電池板角度對照與控制基座傾角轉(zhuǎn)換與電池板輸出功率表現(xiàn)差異，為能快速產(chǎn)生參考數(shù)據(jù)，基本上為採行智慧型SoC平臺或是FPGA應用平臺為主，因為太陽能電池的追日系統(tǒng)，通常也是隨同太陽能電池基座設置在裝設環(huán)境下，也就是屋頂、空地等戶外空間，這類環(huán)境通常伴隨高溫、高潮溼等嚴苛條件，使用SoC或嵌入式應用平臺，可以達到較佳的系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，同時追日系統(tǒng)為使用太陽能發(fā)電自給自足，運算單元必須達到有效節(jié)能才能發(fā)揮追日系統(tǒng)提升整體發(fā)電量的實用效益。

另追日系統(tǒng)為了與太陽光日照方向同步移動，基本上為了節(jié)省驅(qū)動電能，基本上是不用採實時持續(xù)追蹤、同步移動，因為日照變化量過程還算緩和，基本上可以設定時間段的方式，採區(qū)段感測、分析、調(diào)整同步驅(qū)動角度后，再將基座角度鎖定，而不需時時同步驅(qū)動，以免將太陽能電池模組採集來的寶貴電能都在追日系統(tǒng)伺服機制上消耗掉了。

至于追日系統(tǒng)的可變角度基座的結(jié)構(gòu)設計，一般是盡量減少伺服馬達的數(shù)量，因為馬達負載減少也相對代表耗能較低，但一般至少需要2組驅(qū)動馬達設計，搭配基座結(jié)構(gòu)去進行叁維空間的傾角與方向變化，盡量讓日照充分投射于太陽能電池板表面，達到最大化的發(fā)電容量產(chǎn)出。

搭配輸出感測與關(guān)鍵感測器 讓智慧追日系統(tǒng)更完善

一般智慧型追日系統(tǒng)，可以在光伏電池材料本身的發(fā)電輸出，先并聯(lián)一組類比／數(shù)位（D/A）轉(zhuǎn)換器，將輸出之光電轉(zhuǎn)換之發(fā)電容量即時反饋給SoC或嵌入式系統(tǒng)中，作為追日分析之方位、角度最佳化計算基礎資訊，而在嵌入式系統(tǒng)即時找到最佳角度與日照方位時，追日系統(tǒng)隨即驅(qū)動伺服馬達進行基座的重定位，同時搭配輸出電能偵測回測確認基座已定位在最佳化之太陽能電池板角度上，讓太陽能電池板隨時處于最高效的發(fā)電狀態(tài)位置上。

同時，為了避免追日系統(tǒng)耗用過多電能，進行系統(tǒng)之輸出驗證與重定位上，基本上我們?nèi)钥上冉⒒A的日照方位、角度最佳化歷史氣象資訊數(shù)據(jù)模型，讓追日系統(tǒng)可以在既定歷史數(shù)據(jù)模型上進行10~15%的最佳化追日基座微調(diào)最佳化驅(qū)動程序，避免智慧型追日系統(tǒng)持續(xù)不斷重新?lián)Q算最佳追日角度、方位，讓基座反覆驅(qū)動、變更方位角度，徒增電能浪費。

同時，也是智慧追日系統(tǒng)本身的節(jié)能考量，在進行追日角度與方位換算時，智慧型追日系統(tǒng)也必須設置一容許範圍值，而不需為了追求輸出極大化而反覆進行驗證、變更基座角度／方位程序，同時利用前述搭配時間段的方式進行區(qū)段定位偵測，避免過度追求系統(tǒng)發(fā)電效能提升，反而讓追日系統(tǒng)成為太陽能發(fā)電機組的耗能問題。

另一方面，在追日系統(tǒng)也必須設置平衡感測器、追蹤感測器，平衡感測器的目的在讓系統(tǒng)取得初始的水平平衡與方位的準確定位，避免驅(qū)動方向出現(xiàn)錯誤影響系統(tǒng)精度。另一方面在追蹤感測器方面，可以在太陽能電池板上四個角落設置，藉以偵測取得整面太陽能電池模組的準確光照強度。