نظام تتبع الشمس تلقائياً بدون إلكترونيات
هذا التصميم مثير للاهتمام لأنه لا يتم استخدام أي أجهزة معقدة لتشغيله: أجهزة الكمبيوتر، وأجهزة تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، وما إلى ذلك. لا يحتاج الجهاز إلى بطاريات أو أي مصدر طاقة آخر لتشغيله. ولا تزيد تكلفة قطع الغيار والمكونات اللازمة لتصنيعها عن 10 دولارات. هذا نموذج بسيط إلى حد ما، تم تجميعه من قصاصات من الشرائح الخشبية والكرتون. ولكن حتى هذا الخيار البدائي يوضح جيدًا عمل جهاز تعقب الطاقة الشمسية هذا. (المتعقب هو جهاز لتتبع موضع شيء ما).
لما هذا؟ إذا كان لديك ألواح شمسية، فستكون أكثر كفاءة في إنتاج الكهرباء إذا تمكنت من جعلها تتبع الشمس أثناء تحركها عبر السماء. أو يمكنك استخدام شيء مثل مرآة مكافئة لتسخين الماء في الخزان. في هذه الحالة، من المهم أن تتبع المرآة النجم ولا يتحول تركيزها عن الهدف. وهذه هي وظيفة تتبع موضع الشمس التي يوضحها النموذج المجمع.
جاءت فكرة جهاز تعقب الطاقة الشمسية هذا إلى مؤلف الفيديو أثناء مشاهدته لقناة ناسا على اليوتيوب. تم فحص عمل المسبار الفضائي باركر هناك.واستخدم في تصميمه أجهزة استشعار ضوئية صغيرة موجودة في "أرجل" المسبار خلف شاشات واقية من الحرارة والضوء. بمجرد أن اكتشف أحد أجهزة الاستشعار ضوء الشمس، أي. تم إبعاد المسبار عن الشمس بحيث لم يعد الدرع الحراري يحمي أجهزة الاستشعار، وتم إرسال إشارة إلى الكمبيوتر لضبط موضع السفينة، وعادت جميع أجهزة الاستشعار إلى الظل. وبهذه الطريقة، يمكن لهذا المسبار الشمسي ضبط موضعه تلقائيًا بحيث يكون الدرع الحراري مواجهًا للشمس دائمًا. ولكن تبين أن حل ناسا هذا في نموذجنا مبسط بشكل كبير.
ما هي الأجزاء التي سوف تحتاجها؟
نظام تتبع الشمس التلقائي بدون الترانزستورات والدوائر الدقيقة
فبدلاً من استخدام أجهزة استشعار الضوء والكمبيوتر لمعالجة معلومات أجهزة الاستشعار، يتم استخدام ألواح شمسية صغيرة لتشغيل المحركات الكهربائية الصغيرة مباشرة. إذا تعرضت إحدى الألواح الشمسية لأشعة الشمس، فإنها تنتج طاقة كافية لتشغيل أحد هذه المحركات الكهربائية الصغيرة، التي تدور على لوحة دوارة حتى تعود اللوحة الشمسية إلى الظل، مما يؤدي إلى إيقاف تشغيل المحرك. في المجموع، يستخدم النموذج محركين - أحدهما للدوران في مستوى أفقي، والآخر لإمالته لأعلى ولأسفل.
يجب استخدام المحركات ذات الاتجاه العكسي، على سبيل المثال. تغيير اتجاه الدوران حسب قطبية الجهد المطبق عليها.ويرتبط كل محرك بلوحين شمسيين في نفس المستوى بحيث يدور محوره في اتجاه واحد عندما تضاء إحدى الألواح، وفي الاتجاه المعاكس عندما تضاء الأخرى.
استخدم هذا النموذج الأولي ببساطة قطعة من الورق المقوى لإنشاء ظل للألواح الشمسية. لكن لا يهم، فوظيفة التتبع تعمل بنفس الطريقة مع أي شيء يلقي بظلاله. ومن الضروري تحديد حجم الشاشة التي تخلق الظل ومسافة الألواح منها بحيث تغطيها بظلها عند محاذاة الجهاز بشكل صحيح مع الشمس. ولكن بمجرد أن تتحرك الشمس مسافة معينة، يتحرك معها الظل. يتم الكشف عن اللوحة الشمسية، ويتم تشغيل أحد المحركات ويدور جهاز التتبع لتتبع الشمس. تصبح اللوحة الشمسية المضيئة في الظل مرة أخرى، وتتوقف عن إنتاج التيار لتدوير المحرك، ويتوقف الهيكل بأكمله. كلما كانت هذه الألواح بعيدة عن الجسم الذي أمامها، كلما زادت دقة تتبع هذا المتتبع للشمس لأنها ستتعرض لأشعة الشمس بزاوية أصغر.
إن العامل المحدد لتحريك الألواح بعيدًا جدًا خلف ستارة الظل هو أن الشمس ستغرب في المساء ثم تشرق مرة أخرى في اليوم التالي، في الطرف المقابل من الأفق. وسوف يلمع بزاوية منفرجة مقارنة بالمكان الذي كان يواجهه متعقب الشمس عند غروب الشمس بحيث لن تكون أي من الألواح في الظل.
ولمنع سطوع الشمس على جميع الألواح في نفس الوقت، فمن الحكمة تركيب مظلة عمودية بينها. تعديل بسيط إلى حد ما يستحق إجراءه على هذا التصميم في البداية.
هذا نموذج خام إلى حد ما، تم تجميعه من قطع من الخشب والقصاصات الأخرى. لكن الفكرة مثيرة للاهتمام للغاية.من الممكن أن يكون مفيدًا للعديد من الأشخاص المشاركين في إنتاج مصادر الطاقة البديلة.
