ROTORE INSEGUITORE DEL SOLE PER PANNELLI FOTOVOLTAICI

Per uso dimostrativo e didattico si é realizzato un rotore per pannelli fotovoltaici in grado di seguire lo spostamento del sole dall'alba al tramonto mediante un motore in CC (tipo tergicristallo d'auto). Collegando i due operazionali a ponte si é ottenuto che il RL1 si eccita ogni qualvolta il ponte; si sbilancia cioè quando un pin 8 va a 0V e l'altro va a 12V. Lo sbilanciamento del ponte dipende dai foto diodi FD1 e FD2, precisamente quando FD1 fornisce più tensione sul pin 2 di U1 e pin e pin 6 di U2 rispetto a FD2 sul pin 6 di U1 e pin 2 di U2 o viceversa. Infatti in queste condizioni pin 8 di U1 andrà a 12V mentre il pin 8 di U2 andrà a 0V così da eccitare RL2 mentre RL1 non può eccitarsi perché ha in serie D4 che vede un + sul catodo.

RL2 fornirà al motore tensione con la polarità tali da far girare il motore e il pannello nel giusto verso tale da portare FD2 a pari illuminazione di FD1. Se FD1 dovesse fornire più tensione sul pin 6 di U1 e pin 2 di U2 rispetto a FD2 sul pin 2 di U1 e pin 6 di U2, le cose si rovesciano mandando pin 8 di U1 a 0V e pin 8 di U2 a 12V. Cosi questa volta si eccita RL1 avendo il diodo D4 in conduzione mentre no può eccitarsi RL2 .

Le polarità del motore si invertono cosi da rovesciare il senso di marcia. Quando la luce presa da FD1 eguaglia quella di FD2 il ponte sarà in equilibrio e cioè pin 8 di U1 = a pin 8 di U2 cioè tensione nulla o comunque insufficiente da eccitare o relè, pertanto motore fermo.

Il fotodiodo FD3, montato sul retro del pannello, opportunamente orientato, dovrà vedere la luce dell'alba mentre FD1 e FD2 sono in ombra considerato che il pannello si é fermato orientato verso il tramonto. In questo modo , prendendo più luce il FD3 di FD1 ma soprattutto di FD2, il ponte si squilibra in modo da mandare il motore e il pannello verso levante. Mentre ruota verso il sole che sta sorgendo, FD3 tende ad andare in ombra ma FD1, che é in parallelo a questo, riceverà sempre più luce di FD2 e mantiene ugualmente sbilanciato il ponte così che il motore continuerà a ruotare sino a che FD1 e FD2 ricevono la stessa luce.

I diodi FD1, FD2 e FD3 meglio sostituirli con delle fotoresistenze intubate come si vede qui e magari offuscate per farle lavorare non in saturazione ma con valori di resistenza dell'ordine di KOhm o decine di KOhm

Vista piste Vista componenti

Circuito alternativo preso dal web Per vedere un altro schema Un altro ancora Versione a tempo

Per vedere PCB lato piste Per vedere lato componenti

Gli ingressi invertenti dei due OP sono sempre a potenziale più positivo degli ingressi non invertenti e pertanto le uscite degli OP sono a potenziale basso (massa). Quanto sopra é valido se entrambe le FR sono illuminate in eguale misura dal sole . Se ad esempio la FR1 é meno illuminata di FR2 il potenziale sulla FR1 sale e di conseguenza sul pin 3 del LM358 e se questo supera quello del pin 2 l'uscita pin 1 va alta. Il pin 7 avendo pin 6 piú alto del pin 5 sarà a livello basso 0V. In queste condizioni Q1 é interdetto (emettitore alto e base bassa ) mentre Q2 satura perché la base é polarizzata da R2 e D2 e di conseguenza pure Q4 satura eccitando RL2 che muoverà il motore nel verso giusto da riportare FR1 illuminata quanto basta per riportare pin 1 a 0V, Q2 e Q4 interdetti e cioè motore fermo. Se fosse stato FR2 ad essere in ombra si avrebbe avuto gli stessi effetti ma su Q1 e Q3 e relativo RL1 muovendo il motore in questo caso nell'altro verso. Le resistenze da 1M servono a creare una leggera isteresi nella commutazione per evitare instabilità nel momento della commutazione (in certi casi potrebbe essere necessario portare queste R al valore di 2,2 MOhm). .

SISTEMA INSEGUITORE DEL SOLE PER L'ORIENTAMENTO DI UN PANNELLO FOTOVOLTAICO

Lo studio di un sistema motorizzato capace di orientarsi seguendo il sole affascina anche la curiosità degli alunni e partecipano con più interesse alle esercitazioni di laboratorio atte alla realizzazione delle parti meccaniche, elettriche/elettroniche dell'intero progetto.

Il circuito elettronico é un classico che utilizza gli integrati operazionali come amplificatori differenziali connessi a ponte.

Vedi il primo schema di questa pagina

L'immagine qui sopra mette in evidenza la sistemazione delle due foto resistenze che varieranno la loro resistenza in funzione della luce ricevuta. (ora sono diventate 4 vedi qui)

É intuitivo, osservando l'immagine, che le due foto-resistenze, offriranno la medesima resistenza (bilanciando gli operazionali a ponte) soltanto se il sole é centrato sui due tubi di PVC.