ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“P. Hensemberger” Monza
LABORATORIO DI SISTEMI IN ELETTROTECNICA
INSEGUITORE SOLARE
PROGETTO D’ESAME 2007/08
di
MICHELE BUZZI
&
RICCARDO CEREDA
Supervisione: Prof. Rizzaro Giuseppe
Prof. Fransosa Pasquale
Cos’è un inseguitore solare ?
È un sistema atto a incrementare
le prestazioni del pannello
solare: orientato in direzione
della fonte luminosa, produce il
massimo rendimento dalle celle.
Cosa ci serve:
•
•
•
•
Un pannello solare
Un circuito rilevatore di luce
Un meccanismo di posizionamento
Una batteria tampone
PANNELLO SOLARE
È un dispositivo in grado di convertire l‘energia
solare direttamente in energia elettrica
mediante effetto fotovoltaico ed è usato per
generare elettricità a partire dalla luce del sole.
Un pannello solare è un insieme di celle
fotovoltaiche.
CELLE FOTOVOLTAICHE
- Sono il componente principale del sistema
- Esse convertono la luce in tensione
- Sono perlopiù composte di silicio
Le celle possono essere di due tipi:
- MODULI CRISTALLINI: silicio monocristallino e
silicio policristallino
- MODULI A FILM SOTTILE: silicio amorfo…ecc
PRINCIPIO DI
FUNZIONAMENTO
Se la giunzione di silicio P-N viene esposta alla
luce del sole, gli elettroni liberati dai fotoni, per
effetto del campo elettrico dovuto alla giunzione
P-N tendono ad accumularsi sull’elettrodo lato P,
mentre sull’elettrodo
lato N si accumulano
le cariche positive.
Più celle = pannello solare
CIRCUITO RILEVATORE
COMPOSOZIONE:
• Fotoresistenze
• Integrati CMOS
• Transistori
• Relè
FOTORESISTENZE
• Struttura
• Parte fotosensibile
Cono di fotoresistenze
Serve per rendere perpendicolare il pannello
alla luce
Integrati CMOS
• L’azionamento dei motori è regolato
dagli integrati CMOS che ricevono il
segnale dal cono di fotoresistenze
comandando motori, caricamento pila
e connessione celle.
• Range di funzionamento 3-15 V
Tabella della verità
SIN
0
0
1
1
DES P.L.
0
1
0
1
0
1
1
1
MSX MDX
0
1
0
0
0
0
1
0
Integrato 4001
NOR
A
B
Y
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
Integrato 4011
NAND
A
B
Y
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
Circuito degli integrali
Relè
La bobina dei relè, alimentata dagli
integrati,aziona i vari motori nelle due
sensi di direzione
Transistor
Nel nostro progetto utilizziamo NPN BC547
Il transistor viene utilizzato come amplificatore
di segnale: esso infatti è in grado di amplificare
piccole variazioni di tensione sulla base
(ingresso) in grandi variazioni di tensione sul
collettore (uscita);
USO DEL TRANSISTOR COME
INTERRUTTORE
• Vb=0 Ib=0 Ic=0 Vc=0 transistor interdetto
• Vb polarizzata direttamente
Ic>o transistor in saturazione
funzionante da inturruttore chiuso
PROGETTO STADI D’INGRESSO
• Per trasformare la resistenza in un segnale
ON/OFF utilizzeremo un transistor come
“interruttore”.
• Quando sulla base del transistor ci sono
0.7 V il transistor è simile a un interruttore
chiuso
• Quando sulla base del transistor c’è una
tensione inferiore a 0.7/0.8 V il transistor è
simile ad un interruttore aperto
MECCANISMO DI
POSIZIONAMENTO
Formato da una struttura in grado di
ruotare su se stessa e di inclinarsi di
270°.
Tutto il sistema è movimentato da due
motori monofase da
24 V in corrente
alternata.
BATTERIA
Per alimentare il nostro circuito ci
serviamo di una batteria da 12 V e 40 Ah.
REALIZZAZIONE BASETTA
•
•
•
•
•
Stampaggio lucidi
Irraggiamento rame tramite lampade UV
Immersione nei sali di sviluppo
Immersione nel percloruroferreo
Perforazione del circuito
Stampaggio lucidi
Stampaggio su carta acetata con una
semplice stampante. Creiamo due stampe
così che sovrapponendole perfettamente il
circuito rimanga più scuro.
Irraggiamento del rame
Per trasferire il circuito sulla basetta
di rame ci serviamo delle lampade
UV che bruciano tutto quel rame
che non è coperto dal circuito
stampato in precedenza.
Durata 3 min
Immersione nei sali
I sali di sviluppo bruciano definitivamente il
rame irradiato precedentemente.
Durata 10 min.
Immersione nel percloruro ferrico
Questa operazione elimina tutto il rame
bruciato sulla basetta, lasciando solo il
circuito.
Durata 20 min.
Perforazione circuito
Servendoci di un trapano a colonna e di
un set di tre punte (0.7 – 0.8 – 3 mm)
abbiamo creato i fori per posizionare e
saldare i nostri componenti.
Circuito assemblato
Motori asincroni monofase utilizzati
Montaggio del pannello per l’ultimazione
del prodotto
COLLEGAMENTI
MULTIDISCIPLINARI
• Breve storia del fotovoltaico
• IMPIANTI:vari tipi d’impianti fotovoltaici
CENNI STORICI
FOTOVOLTAICO
-
1839: Il francese Alexandre Bècquerel nota che "della corrente
elettrica è generata durante alcune reazioni chimiche indotte dalla
luce". Scopre così l'effetto fotogalvanico negli elettroliti liquidi.
-
1876: Due scienziati britannici, Adams e Day, osservano il selenio
convertire la luce del sole direttamente in elettricità, senza riscaldare
un fluido e senza utilizzare parti mobili.
-
1883: L'inventore statunitense Charles Fritz produce una cella solare
di circa 30 centimetri quadrati a base di selenio con un'efficienza di
conversione dell'1-2 per cento.
-
1963: La giapponese Sharp produce i primi moduli fotovoltaici
commerciali.
RINGRAZIAMENTI
SI RINGRAZIA LA DITTA
EU-ENERGY di Concorezzo
PER LA SUA DISPONIBILITA’
e
tutti coloro che hanno collaborato al progetto
PROGETTI FUTURI DEL
FOTOVOLTAICO
• Maxi-centrale solare in costruzione a
Brindisi da 15,12 GW orari: sarà pronta fra
tre anni, una tra le centrali più grandi
d'Europa.
• Portogallo: la centrale fotovoltaica più
grande al mondo da 62 MW di produzione
DIVERSI TIPI D’IMPIANTI
• Impianti fotovoltaici a isola
• Impianti fotovoltaici
connessi alla rete
• BIPV Building Integrated PhotoVoltaics