izdelava in eksperimentalno preizkuŠanje · iv izdelava in eksperimentalno preizuŠanje dvo-osnega...

I

IZDELAVA IN EKSPERIMENTALNO PREIZKUŠANJE

DVO-OSNEGA FOTONAPETOSTNEGA SLEDILNEGA

SISTEMA

diplomsko delo

Študent: Domen Kavšek

Študijski program: visokošolski strokovni študijski program 1. stopnje Energetika

Mentor: doc. dr. Sebastijan Seme

Somentor: izr. prof. dr. Bojan Štumberger

Lektorica: Petra Ovčar, univ. dipl. etn. in kult. antrop.

Krško, september 2015

III

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju doc. dr. Sebastijanu Semetu in somentorju izr. prof. dr. Bojanu

Štumbergerju za pomoč pri izdelavi diplomske naloge. Zahvaljujem se Emilu Keku in

Filipu Kavšku, ki sta mi pomagala pri mehanskem delu izdelave diplomske naloge.

Posebna zahvala gre moji družini, ki mi je omogočila visokošolsko izobraževanje.

IV

IZDELAVA IN EKSPERIMENTALNO PREIZUŠANJE DVO-OSNEGA

FOTONAPETOSTNEGA SLEDILNEGA SISTEMA

Ključne besede: sledilni fotonapetostni sistem, dvo-osni sledilni sistem, izdelava

fotonapetostnega sledilnega sistema, eksperimentalno preizkušanje

UDK: 621.383.51:004.415.538 (043.2)

Povzetek

Diplomsko delo obravnava izdelavo in eksperimentalno preizkušanje sledilnega dvo-osnega

fotonapetostnega sistema. Delovanje sledilnega dvo-osnega fotonapetostnega sistema je

ovrednoteno s primerjavo s fiksnim fotonapetostnim sistemom. Oba fotonapetostna sistema

sta velikosti mikro fotonapetostnih elektrarn. Na podlagi dnevnih meritev, opravljenih na

sledilnem in fiksnem mikro fotonapetostnem sistemu, naloga podaja primerjavo med

proizvedeno električno energijo, časovne poteke temperature modula, sončnega obsevanja

in hitrosti vetra. Prav tako so podane električne izgube na sledilnem mikro fotonapetostnem

sistemu zaradi sledenja Soncu.

V

CONSTRUCTION AND EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF TWO-AXIS

PHOTOVOLTAIC TRACKING SISTEM

Key words: tracking photovoltaic system, dual-axis tracking system, making tracking

photovoltaic system,

UDK: 621.383.51:004.415.538 (043.2)

Abstract

The diploma work discusses the making and experimental testing of the dual-axis tracking

photovoltaic system. The operation of the dual-axis tracking photovoltaic system is

evaluated through the comparison with the fixed photovoltaic system. Both photovoltaic

systems are the size of micro photovoltaic power plant. On the basis of daily measurements

conducted on the tracking and fixed micro photovoltaic systems, the thesis delivers a

comparison between generated electricity, time courses of module temperature, solar

radiation and wind velocity. Further, the thesis also presents power losses on the tracking

micro photovoltaic system due to solar tracking.

VI

KAZALO VSEBINE

1 UVOD ............................................................................................................................................... 1

2 SLEDILNI MIKRO FOTONAPETOSTNI SISTEM ...................................................................... 2

2.1 OSNOVE SLEDILNIH FOTONAPETOSTNIH SISTEMOV ............................................................ 2

2.1.1 Eno-osni sledilni fotonapetostni sistem .................................................................................... 2

2.1.2 Dvo-osni sledilni fotonapetostni sistem ..................................................................................... 3

2.2 IZDELAVA SLEDILNEGA MIKRO FOTONAPETOSTNEGA SISTEMA ..................................... 5

2.2.1 Mehanski del izdelave sledilnega mikro fotonapetostnega sistema ........................................... 5

2.2.2 Električni del izdelave sledilnega mikro fotonapetostnega sistema ......................................... 10

3 EKSPERIMENTALNI DEL .......................................................................................................... 20

3.1 EKSPERIMENTALNI SISTEM ....................................................................................................... 20

3.2 REZULTATI ..................................................................................................................................... 23

4 OVREDNOTENJE SLEDILNEGA IN FIKSNEGA FOTONAPETOSTNEGA SLEDILNEGA

SISTEMA ................................................................................................................................................ 42

5 SKLEP ............................................................................................................................................ 45

VIRI IN LITERATURA.......................................................................................................................... 47

PRILOGE ................................................................................................................................................ 48

PRILOGA B: VREDNOSTI POSAMEZNIH PARAMETROV ZA DOLOČEN ČAS NA DAN MERITVE

15.7.2015 .................................................................................................................................................... 49

PRILOGA C: MATLAB KODA ZA VODORAVNI MOTOR SMER SEVER-JUG ................................. 50

PRILOGA D: MATLAB KODA ZA VODORAVNI MOTOR SMER JUG-SEVER ................................. 54

PRILOGA E: MATLAB KODA ZA NAVPIČNI MOTOR SMER VZHOD-ZAHOD .............................. 58

PRILOGA F: MATLAB KODA ZA NAVPIČNI MOTOR SMER ZAHOD-VZHOD .............................. 62

PRILOGA G: IZJAVA O ISTOVETNOSTI TISKANE IN ELEKTRONSKE VERZIJE ZAKLJUČNEGA

DELA IN OBJAVI OSEBNIH PODATKOV DIPLOMANTOV ............................................................... 66

PRILOGA H: IZJAVA O AVTORSTVU ZAKLJUČNEGA DELA .......................................................... 67

VII

KAZALO SLIK

Slika 2.1: Smer premikanja eno-osnega sledilnega fotonapetostnega sistema ...................... 3

Slika 2.2: Smer premikanja dvo-osnega sledilnega fotonapetostnega sistema ..................... 3

Slika 2.3: Fotonapetostni modul BlueCarbon 20 W .............................................................. 6

Slika 2.4: Sledilni mikro fotonapetostni sistem zmodeliran v programu Solid Works ......... 7

Slika 2.5: Kroglični ležaj [8] ................................................................................................. 8

Slika 2.6: Sprednja in zadnja stran sledilnega mikro fotonapetostnega sistema ................... 9

Slika 2.7: Električno vezje sledilnega mikro fotonapetostnega sistema [4] ........................ 10

Slika 2.8: Geometrijska oblika senzorja in vpadni koti ....................................................... 13

Slika 2.9: Numerična krivulja odvisnosti razmerja Ω od kota i .......................................... 14

Slika 2.10: Naše elektronsko vezje sledilnega mikro fotonapetostnega sistema ................. 15

Slika 2.11: Algoritem delovanja celotnega električnega vezja ........................................... 17

Slika 2.12: Tiskano vezje električnega vezja za sledilni mikro fotonapetostni sistem........ 18

Slika 2.13: Preizkušanje električnega vezja za sledilni mikro fotonapetostni sistem na

protoboard ploščici .............................................................................................................. 19

Slika 3.1: Program v MatLab Simulink za zajemanje podatkov ......................................... 20

Slika 3.2: Vezalna shema ročnih meritev ............................................................................ 21

Slika 3.3: Računalniške in ročne meritve ............................................................................ 22

Slika 3.4: Ročne meritve ..................................................................................................... 22

Slika 3.5: Senzor vetra ......................................................................................................... 23

Slika 3.6: Temperaturni senzor ............................................................................................ 23

Slika 3.7: Piranometer ......................................................................................................... 23

Slika 3.8: Trajektorija Sonca za Krško, dne 15. 7. 2015 [10] ............................................. 25

Slika 3.9: Primerjava azimutnih kotov ................................................................................ 26

Slika 3.10:Primerjava zenitnih kotov .................................................................................. 27

Slika 3.11: Časovni potek temperature PV modula, zunanje temperature in sončnega

obsevanja na sledilnem mikro fotonapetostnem sistemu .................................................... 27

Slika 3.12: Časovni potek temperature PV modula, zunanje temperature in hitrosti vetra na

sledilnem mikro fotonapetostnem sistemu .......................................................................... 28

Slika 3.13: Časovni potek temperature PV modula, zunanje temperature in sončnega

obsevanja na fiksnem mikro fotonapetostnem sistemu ....................................................... 29

VIII

Slika 3.14: Časovni potek temperature PV modula, zunanje temperature in hitrosti vetra na

fiksnem mikro fotonapetostnem sistemu ............................................................................. 29

Slika 3.15: Primerjava trenutnih moči sledilnega in fiksnega mikro fotonapetostnega sistema

............................................................................................................................................. 30

Slika 3.16: I-U karakteristika fotonapetostnega modula in poteka moči [5] ....................... 31

Slika 3.17: Teoretična primerjava I-U karakteristik fotonapetostnega modula za različne

vrednosti sončnega sevanja [5] ............................................................................................ 32

Slika 3.18: Dejanska primerjava I-U karakteristik sledilnega mikro fotonapetostnega modula

za različne vrednosti sončnega sevanja ............................................................................... 32

Slika 3.19: Teoretična primerjava poteka moči fotonapetostnega modula za različne

vrednosti sončnega sevanja [5] ............................................................................................ 33

Slika 3.20: Dejanska primerjava poteka moči sledilnega mikro fotonapetostnega modula za

različne vrednosti sončnega sevanja .................................................................................... 33

Slika 3.21: Teoretična primerjava I-U karakteristik fotonapetostnega modula za različne

vrednosti temperatur modula [5] ......................................................................................... 35

Slika 3.22: Dejanska primerjava I-U karakteristik sledilnega mikro fotonapetostnega modula

za različne vrednosti temperatur modula ............................................................................. 35

Slika 3.23: Teoretična primerjava poteka moči fotonapetostnega modula za različne

vrednosti temperatur modula [5] ......................................................................................... 36

Slika 3.24: Dejanska primerjava poteka moči sledilnega mikro fotonapetostnega modula za

različni vrednosti temperatur modula .................................................................................. 37

Slika 3.25: Izgube na zenitnem motorju v smeri sever-jug ................................................. 38

Slika 3.26: Izgube na zenitnem motorju v smeri jug-sever ................................................. 39

Slika 3.27: Izgube na azimutnem motorju v smeri vzhod-zahod ........................................ 40

Slika 3.28: Izgube na azimutnem motorju v smeri zahod-vzhod ........................................ 41

IX

KAZALO TABEL

Tabela 2.1:Tehnični podatki fotonapetostnega modula BlueCarbon 20 W [7] ..................... 6

Tabela 2.2: Sestavni deli mikro fotonapetostnega sledilnega sistema .................................. 9

Tabela 2.3: Seznam uporabljenih elementov električnega vezja sledilnega mikro

fotonapetostnega sistema ..................................................................................................... 17

Tabela 3.1: Uporabljeni merilni instrumenti ....................................................................... 22

Tabela 3.2: Azimutni in zenitni koti Sonca in SMFNS ....................................................... 23

Tabela 3.3: Koeficienti kristalnega fotonapetostnega modula [5] ....................................... 34

X

UPORABLJENI SIMBOLI

Pmp - maksimalna moč

Ump - optimalna delovna napetost

Imp - optimalni delovni tok

Uoc - napetost odprtih sponk

Isc - kratkostični tok

α - temperaturni koeficient kratkostičnega toka

β - temperaturni koeficient odprtih sponk

γ - temperaturni koeficient maksimalne moči

Um - napetost med kontakti motorja

Um+ - pozitivna napetost med kontakti motorja

Um- - negativna napetost med kontakti motorja

R - električna upornost

Ω - razmerje upornosti

Ωs - spodnje razmerje upornosti

Ωs - zgornje razmerje upornosti

Imax - direktno solarno sevanje

α - vpadni kot sončnih žarkov

α1 - vpadni kot na LDR1

α2 - vpadni kot na LDR2

β - vrhni kot senzorja

i - kot med navpičnico senzorja in Soncem

P - potenciometer

Δη - učinkovitost fotonapetostnega modula

ηn - nazivni izkoristek fotonapetostnega modula

T - temperatura

∆PMPP - temperaturni koeficient moči v točki MPP

XI

UPORABLJENE KRATICE

PV - fotonapetostni

DC - enosmerna veličina

AC - izmenična veličina

NOCT - Nominal operating cell temperature

MPPT - Maximum power point tracking

LDR - svetlobno odvisen upor

SMFNS - sledilni mikro fotonapetostni sistem

SIST - Slovenski inštitut za standardizacijo

MPP - Maximum power point

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko

1

1 UVOD

Energija iz obnovljivih virov je vedno bolj pomembna. Pomaga zmanjševati toplogredne

pline in odvisnost od fosilnih goriv. Med obnovljivimi energijami je bistvena in najbolj

perspektivna sončna energija, ker je trajnostna, dosegljiva na celotnem planetu in dostopna

vsakomur. Sončna energija je popolnoma brezplačna. Fotonapetostni (PV) sistemi so dobro

prepoznavni in zadovoljivo pretvarjajo sončno energijo v električno. S pomočjo energije

sončnega sevanja (elektromagnetnega valovanja) proizvajajo enosmerni (DC) tok brez

slabega vpliva na okolje. Enosmerne električne veličine (napetost in tok) se s pomočjo

razsmernika pretvori v izmenične električne veličine (AC). Izmenične električne veličine

(napetost in tok) so tako uporabne za napajanje lokalnih objektov [1].

Cilj diplomske naloge je izdelati in eksperimentalno preizkusiti sledilni mikro fotonapetostni

sistem. Diplomska naloga bo podala primerjavo parametrov med sledilnim in fiksno

postavljenim fotonapetostnim sistemom, ki smo jih s pomočjo programa Excel in

MatLab/Simulink obdelali in grafično predstavili.

Diplomska naloga je razdeljena v pet poglavij.

Drugo poglavje opisuje sledilni mikro fotonapetostni sistem. Predstavljene so osnove in

izgradnja sledilnega sistema.

V tretjem poglavju je predstavljena eksperimentalna proga za sledilni in fiksni mikro

fotonapetostni sistem. Fiksni mikro fotonapetostni sistem je postavljen pod kotom 0 . Na

obeh sistemih je bila opravljena analiza delovanja.

Četrto poglavje podaja ovrednotenje sledilnega in fiksnega fotonapetostnega sistema.

V petem poglavju je opisan zaključek in vsebuje končne ugotovitve raziskovalnega dela.


2

2 SLEDILNI MIKRO FOTONAPETOSTNI SISTEM

S sledilnim fotonapetostnim sistemom zagotavljamo, da je vpadni kot sončnega sevanja na

površino fotonapetostnega generatorja kar se da čim bližje 90 , saj takrat dosegamo največji

izplen vpadne energije sončnih žarkov. Ne glede na vrsto sledilnega fotonapetostnega

sistema zahtevamo od njega dolgo življenjsko dobo, zanesljivo obratovanje s čim manj

vzdrževanja in posledično nizke obratovalne stroške [2].

Obstaja veliko študij, ki proučujejo izboljšanje izhodne moči fotonapetostnih modulov. Ena

od teh izboljšav je tehnologija sledenja točki največje moči fotonapetostnih modulov (ang.

MPPT). MPPT tehnologija omogoča, da fotonapetostni modul deluje v optimalni točki v

trenutnih podnebnih razmerjih. Druga izboljšava je sledilni fotonapetostni sistem. S pomočjo

sledilnega fotonapetostnega sistema dosežejo fotonapetostni moduli več energije sončnega

sevanja [3].

2.1 OSNOVE SLEDILNIH FOTONAPETOSTNIH SISTEMOV

V nadaljevanju sledi opis osnov sledilnih fotonapetostnih sistemov, pri čemer jih v grobem

razdelimo na eno-osne in dvo-osne sledilne sisteme.

2.1.1 Eno-osni sledilni fotonapetostni sistem

Eno-osni sledilni fotonapetostni sistemi fotonapetostne module najpogosetje premikajo v

smeri vzhod - zahod. Ta sistem je enostaven vendar zaradi fiksnega pozicioniranja v smeri

sever - jug manj učinkovit kot dvo-osni sistem. Princip delovanja enoosnega sledilnega

sistema je prikazan na sliki 2.1.


3

Slika 2.1: Smer premikanja eno-osnega sledilnega fotonapetostnega sistema

2.1.2 Dvo-osni sledilni fotonapetostni sistem

Dvo-osni sledilni fotonapetostni sistem ima dve osi. Prva os se premika v smeri vzhod -

zahod, druga os pa v smeri sever - jug. Dvo-osni sledilni fotonapetostni sistem na dveh oseh

znatno poveča natančnost sledenja soncu [3]. Omenjeni sledilni fotonapetostni sistemi

potrebujejo za sledenje soncu dva motorja. Čeprav so dvo-osni sledilni fotonapetostni

sistemi dražji od eno-osnih, so bolj učinkoviti, predvsem v jutranjih in večernih urah [4].

Princip delovanja dvo-osnega sledilnega fotonapetostnega sistema je prikazan na sliki 2.2.

Slika 2.2: Smer premikanja dvo-osnega sledilnega fotonapetostnega sistema

Po načinu vodenja sledilnih fotonapetosnih sistemov poznamo odprtozančne in

zaprtozančne sisteme. Odprtozančni sistemi delujejo glede na trajektorijo Sonca. S pomočjo


4

že v naprej znane točne lege Sonca zapišemo program, po katerem se bo sledilni

fotonapetostni sistem premikal. Naklon in zasuk sledilnega fotonapetostnega sistema se

spreminja glede na čas, datum in zemljepisno širino in višino. Za odprtozančno vodenje

potrebujemo algoritem, zemljepisno širino in dolžino različnih regij. S temi podatki

dosežemo optimalno sledenje soncu [3]. Glede na visoko ceno odprtozančnih sistemov so v

večjih energetskih sistemih le ti nameščeni samo na enem sledilnem fotonapetostnem

sistemu (glavni sledilni fotonapetostni sistem), vsi ostali sledilni fotonapetostni sistemi pa

so podrejeni [5].

Pri zaprtozančnih sistemih vodenja uporabljamo za sledenje Soncu optične senzorje. Lega

sonca je določena s povratnimi signali izmerjenih z optičnimi senzorji [3]. Optični senzor

vsebuje dva svetlobno odvisna upora (LDR upora). Elektronsko vezje nadzoruje motorje

dokler ni enaka upornost na obeh straneh optičnega senzorja. Tovrstni sistem je zelo

natančen vendar potrebuje tudi zelo natančno nastavitev elektronskih komponent. Zaradi

njegove natančnosti in relativno nizke cene je bilo na tem področju narejenih že veliko

raziskav [5].

Pri manjših fotonapetostnih sledilnikih večkrat uporabljamo fotonapetostne celice ali

fotodiode z elektronskim vezjem, medtem ko so večji fotonapetostni sledilniki praviloma

krmiljeni z ustrezno programsko opremo, ki temelji na astronomskih algoritmih.

Astronomski algoritmi opisujejo pot Sonca za vsak dan in uro v letu. V posebnih primerih,

na primer pri sistemih s koncentratorji, pa je krmiljenje lahko kombinacija tako

astronomskega krmiljenja kot krmiljenja s pomočjo fotonapetostnih celic.

V naši diplomski nalogi smo se odločili za zaprtozančni sistem vodenja.

Sledilne fotonapetostne sisteme delimo tudi glede na sistem napajanj, in sicer na aktivne in

pasivne sledilne fotonapetostne sisteme. Pasivni sledilni fotonapetostni sistemi se

uporabljajo zelo redko, za delovanje pa ne potrebujejo zunanjega električnega napajanja. Pri

takšnih sledilnih sistemih za premikanje fotonapetostnega generatorja oziroma sledenju

sonca uporabljamo pasivne hidravlične elemente, ki vsebujejo tekočine oziroma pline z

nizkim vreliščem, ali vzmeti iz materialov z oblikovnim spominom, kar v jasnem vremenu


5

omogoča raztezanje in krčenje in s tem premikanje/sledenje. Pasivni elementi niso primerni

za zahtevne primere uporabe, saj niso dovolj natančni, so pa uporabni za manjše posamične

sledilne fotonapetostne elektrarne.

Za razliko od pasivnih sledilnih fotonapetostnih sistemov, aktivni sledilni fotonapetostni

sistemi za delovanje potrebujejo zunanje električno napajanje. Vsebujejo motorje ali

mehanske aktuatorje, ki fotonapetostni generator premikajo v smeri Sonca. Nadzor sledenja

oziroma krmiljenje motorjev in/ali aktuatorjev je lahko izvedeno na različne načine [2].

Analize učinkovitosti aktivnega in pasivnega fotonapetostnega sledilnega sistema so

pokazale, da je aktivni sledilni fotonapetostni sistem, posebno v primeru nižjih temperatur,

bolj učinkovit kot pasivni. Sledilni čas pri nižjih temperaturah (- 40 °C) aktivnega sledilnega

fotonapetostnega sistema je nekaj minut, medtem ko je pri pasivnem sledilnem

fotonapetostnem sistemu sledilni čas več kot 1 ura pri enaki temperaturi [6].

2.2 IZDELAVA SLEDILNEGA MIKRO FOTONAPETOSTNEGA SISTEMA

V nadaljevanju bomo predstavili celotno izdelavo dvo-osnega sledilnega mikro

fotonapetostnega sistema. Sistem uporablja zaprtozančni sistem vodenja in spada med

aktivne sledilne fotonapetostne sisteme.

2.2.1 Mehanski del izdelave sledilnega mikro fotonapetostnega sistema

Pri izdelavi dvo-osnega sledilnega mikro fotonapetostnega sistema smo uporabili

fotonapetostni modul BlueCarbon moči 20 W, prikazan na sliki 2.3. Teža omenjenega

modula je 2,5 kg in velikost 420 x 420 x 25 mm. Proizvajalec zagotavlja, da bo po 25 letih

življenjske dobe fotonapetostni modul proizvajal še 80 % moči [7].


6

Slika 2.3: Fotonapetostni modul BlueCarbon 20 W

V tabeli 2.1 so predstavljeni tehnični podatki fotonapetostnega modula BlueCarbon 20 W.

Tabela 2.1:Tehnični podatki fotonapetostnega modula BlueCarbon 20 W [7]

Konstrukcija sledilnega mikro fotonapetostnega sistema je naslednjih dimenzij: širina 470

mm, dolžina 470 mm in višina 940 mm. Po določitvi mer, smo celoten sistem narisali v

modelarskem programu Solid Works, kot je prikazano na sliki 2.4 in določili materiale

posameznih komponent.

Oznaka Vrednost Enota

Maksimalna moč Pmp 20 W

Optimalna delovna napetost Ump 17,2 V

Optimalni delovni tok Imp 1,16 A

Napetost odprtih sponk Uoc 21,6 V

Kratkostični tok Isc 1,31 A

Temperaturni koeficient kratkostičnega toka α 0,065±0,015 %/ᵒC

Temperaturni koeficient odprtih sponk β - (80±10) mV/ᵒC

Temperaturni koeficient maksimalne moči γ -(0,5±0,05) %/ᵒC

NOCT (Zrak 20 ᵒC, sevanje 0,8 kW/m2, veter 1 m/s)

NOCT 47±2 ᵒC

Delovna temperatura - 40 do 85 ᵒC

Največja sistemska napetost 600 V DC

Toleranca moči ± 3 %


7

Slika 2.4: Sledilni mikro fotonapetostni sistem zmodeliran v programu Solid Works

Fotonapetostni modul je pritrjen na dva L profila. L profila sta narejena iz jekla, debeline

1,5 mm. Vsak L profil ima po dve luknji za pritrditev fotonapetostnega modula z dvema

vijakoma M5 dolžine 20 mm in okroglo zaključno pokrivno matico. L profila sta pritrjena

na zenitno os. Os je narejena iz polne nerjaveče jeklene cevi, dolžine 420 mm in premera 10

mm. Nosilec za zenitno os je narejen iz plastike, tako kot vsi ostali nosilci. Na zenitni osi je

pritrjena velika aluminijasta jermenica premera 37 mm.

Azimutna notranja os je narejena iz nerjavečega jekla. Cev ima zunanji premer 35 mm,

debelina stene 1,5 mm in je visoka 770 mm. Zgornji del cevi je obdelan na stružnici zaradi

tesnega nameščanja ležajev. Na zgornjem delu azimutne notranje osi je nameščen zenitni

nosilec motorja. Na zenitnem nosilcu motorja je pritrjen zenitni DC motor in ima reduktor

vrtljajev. Razmerje reduktorja je 1:20. Na osovini reduktorja je nameščena mala aluminijasta

jermenica premera 22 mm. Z reduktorjem smo pridobili ustrezen večji navor in zmanjšali

število vrtljajev male aluminijaste jermenice. Mala aluminijasta jermenica s pomočjo

zobatega jermena vrti veliko aluminijasto jermenico, ta pa vrti zenitno os. S tem smo dosegli,

da se fotonapetostni modul lahko premika v smeri sever - jug.


8

Pod nosilcem za zenitni motor je na notranjo navpično cev pritrjen veliki plastični zobnik za

vrtenje notranje azimutske osi. Premer velikega plastičnega zobnika je 62 mm in ima 60 zob.

Na zgornjem delu zunanje azimutske nepremikajoče nerjaveče osi je nameščen plastičen

azimutski podstavek za motor. Zunanja azimutska nepremikajoča cev ima zunanji premer

50 mm, debelino stene 1,5 mm in je visoka 550 mm. Na plastičnem azimutskem podstavku

za motor je nameščen azimutski DC servomotor. Na azimutskem servomotorju je nameščen

mali plastičen zobnik. Mali plastičen zobnik ima zunanji premer 17 mm in ima 15 zob. Mali

plastičen zobnik vrti veliki plastičen zobnik. S tem dosežemo vrtenje notranje azimutske osi.

Tudi tukaj smo z ustrezno izbranimi zobniki dobili ustrezen navor in prestavno razmerje.

Med obema azimutskema osema sta na spodnjem in zgornjem delu nameščena kroglična

ležaja. Kroglična ležaja imata zunanji premer 47 mm in notranji premer 35 mm. Debelina

krogličnih ležajev je 7 mm. Kroglična ležaja sta prikazana na sliki 2.5. Tako smo dosegli, da

se fotonapetostni modul vrti v smeri vzhod - zahod.

Slika 2.5: Kroglični ležaj [8]

Da je celoten sistem samostoječ, v vetrovnih razmerah stabilen in varen za uporabo smo

zunanjo azimutsko nepremikajočo os fiksirali na okrogel podstavek. Okrogel podstavek je

narejen iz jekla, debeline 1 mm in premera 470 mm. L profila in okrogel podstavek smo pred

sestavljanjem sledilnega mikro fotonapetostnega sistema zaščitili z barvo proti zunanjim

vremenskim vplivom. Vsi plastični elementi so delani po naročilu na 2D rezalnem stroju.

Sliki 2.6 in tabela 2.2 prikazujejo vse sestavne dele mikro fotonapetostnega sledilnega

sistema.


9

Slika 2.6: Sprednja in zadnja stran sledilnega mikro fotonapetostnega sistema

Tabela 2.2: Sestavni deli mikro fotonapetostnega sledilnega sistema

Z.š. Opis Št.kos. Z.š. Opis Št.kos.

1 podstavek 1 16 zobnik veliki 60 zob plastičen 1

2 konektor za baterijo 2 17 zobnik mali 15 zob plastičen 1

3 baterija 1 18 DC krtačni servomotor azimut 1

4 azimutna os inox cev fi 50 1 19 nosilec motorja azimut plastičen 1

5 senzor svetlobe plastičen 2 20 azimutna os inox cev fi 35 premika. 1

6 fotonapetostni modul 1 21 končno stikalo mikro 4

7 regulator napetosti 2 22 DC krtačni motor zenit 1

8 vrstna sponka 2,5-4 mm2 2 23 nosilec motorja zenit plastičen 1

9 elektronika 1 24 nosilec modula zenit plastičen 1

10 nosilec panela kovinski 2 25 distančnik osi zenit plastičen 2

11 zenitna os inox fi 10 1 26 plastična gibljiva cev sapa 6

12 jermenica velika Al 1 27 električni vodniki 1

13 jermen 1 ležaj 50/35 2

14 jermenica mala Al 1 drobni material

15 reduktor 1:20 1


10

2.2.2 Električni del izdelave sledilnega mikro fotonapetostnega sistema

Električno vezje sledilnega mikro fotonapetostnega sistema temelji na primerjavi upornosti

dveh LDR uporov (svetlobno spremenljiv upor). Slika 2.7 prikazuje omenjeno električno

vezje [4].

Slika 2.7: Električno vezje sledilnega mikro fotonapetostnega sistema [4]

Predpostavimo, da imata dva ojačevalnika (na sliki 2.7 označena z IC1a in IC1b) skupna

vrata. Izhod vezja bo (napetost med kontakti motorja M) glede na (2.1) podan po (2.2) za

pozitivno napetost in po (2.3) za negativno napetost:

𝑼𝐌 =(𝑹𝟔∙(𝟐𝑹𝟏+𝟐𝑹𝟐+𝑹𝟑))−𝑹𝟓∙(𝑹𝟑+𝟐𝑹𝟒)

(𝑹𝟏+𝑹𝟐+𝑹𝟑+𝑹𝟒)∙(𝑹𝟓+𝑹𝟔)∙ 𝑼𝐂𝐂 (2.1)


11

𝑼𝑴+ =(𝟕𝟓∙𝟏𝟎𝟑∙((𝟐∙𝟓𝟎∙𝟏𝟎𝟑)+(𝟐∙𝟏𝟓∙𝟏𝟎𝟑)+𝟏𝟎∙𝟏𝟎𝟑))−𝟐𝟓∙𝟏𝟎𝟑∙(𝟏𝟎∙𝟏𝟎𝟑+(𝟐∙𝟒𝟕∙𝟏𝟎𝟑))

(𝟓𝟎∙𝟏𝟎𝟑+𝟏𝟓∙𝟏𝟎𝟑+𝟏𝟎∙𝟏𝟎𝟑+𝟒𝟕∙𝟏𝟎𝟑)∙(𝟐𝟓∙𝟏𝟎𝟑+𝟕𝟓∙𝟏𝟎𝟑)∙ 𝟏𝟐 =

= 𝟕, 𝟕𝟕 𝐕

(2.2)

kjer je: R1= 50 kΩ, R2= 15 kΩ, R3=10 kΩ, R4=47 kΩ, R5= 25 kΩ in R6= 75 kΩ.

𝑈M− = (25∙103∙((2∙50∙103)+(2∙15∙103)+10∙103))−75∙103∙(10∙103+(2∙47∙103))

(50∙103+15∙103+10∙103+47∙103)∙(75∙103+25∙103)∙ 12 =

= −4,23 V

(2.3)

kjer je: R1= 50 kΩ, R2= 15 kΩ, R3=10 kΩ, R4=47 kΩ, R5= 75 kΩ in R6= 25 kΩ.

Vrednost napetosti na kontaktih motorja M je enaka nič, ko je izpolnjen naslednji pogoj

(2.4):

𝛺 = 𝑅6

𝑅5=

𝑅3+2𝑅4

2𝑅1+2𝑅2+𝑅3 (2.4)

Vrednost spodnjega razmerja za elektronsko vezje sledilnega mikro fotonapetostnega

sistema iz slike 2.7 izračunamo po (2.5):

𝛺s =𝑅6

𝑅5=

10∙103+(2∙47∙103)

(2∙50∙103)+(2∙15∙103)+10∙103 = 0,743 (2.5)

Vrednost zgornjega razmerja za elektronsko vezje sledilnega mikro fotonapetostnega

sistema iz slike 2.7 izračunamo po (2.6):

𝛺z =𝑅5

𝑅6=

(2∙50∙103)+(2∙15∙103)+10∙103

10∙103+(2∙47∙103)= 1,346 (2.6)

kjer je za (2.5) in (2.6): R1= 50 kΩ, R2= 15 kΩ, R3=10 kΩ in R4=47 kΩ.


12

Razmerje izbranih uporov Ω = R6/R5=0,743 ali 1/0,743 nam pove, da je za določeno vrednost

tega razmerja med 0,743 in 1,346 izhod nastavljen na nič. Ko je to razmerje nad tem

intervalom se motor vrti v smeri urinega kazalca in ko je pod tem intervalom se vrti v

nasprotni smeri urinega kazalca. Ta vrednost določa natančnost senzorjev in je povzeta po

[4].

LDR upora imata zelo veliko upornost v popolni temi (R=2 MΩ). Ta vrednost se zmanjšuje

v primeru difuzne svetlobe in neposrednega obsevanja LDR upora. Upor difuzne svetlobe

znaša (pasivna stran LDR upora obrnjena proti soncu) 419 Ω. Upornost direktnega sevanja

sonca na LDR upor (aktivna stran LDR upora obrnjena proti soncu) pa znaša 205 Ω. LDR

upornost lahko zapišemo v naslednji obliki (2.7):

𝑅 = 𝑅1 − ∆𝑅Incident = 𝑅1 − 𝑘𝐼 (2.7)

kjer je:

R1 – difuzna upornost LDR upora in znaša 419 Ω

I=Imaxcosα, kjer je Imax direktno solarno sevanje in α je vpadni kot sončnih žarkov

Imax= 200 W/m2

Slika 2.8 prikazuje geometrično obliko piramidnega senzorja in vpadne kote sončnih žarkov.


13

Slika 2.8: Geometrijska oblika senzorja in vpadni koti

Podani koti s slike 2.8 nam dajo naslednjo matematično zvezo za kot 1 (2.8) in 2 (2.8):

𝛼1 =𝛱−𝛽

2− 𝑖 (2.8)

𝛼2 =𝛱−𝛽

2+ 𝑖 (2.9)

kjer je:

α1 – vpadni kot na LDR1 (slika 2.8) oziroma na R5 (slika 2.7)

α2 – vpadni kot na LDR2 (slika 2.8) oziroma na R6 (slika 2.7)

β – vrhni kot senzorja, ki znaša 53

i – kot, ki predstavlja navpičnico med senzorjem in soncem.

Vpadni koti se spreminjajo glede na položaj sonca. S spreminjanjem vpadnih kotov se nam

spreminja razmerje Ω. Spreminjanje razmerja Ω zaradi vpadnih kotov opišemo z (2.10):

α2

α1

Foto upor

β

i


14

𝛺 =𝑅1−𝑘𝐼max𝑐𝑜𝑠α2

𝑅1−𝑘𝐼max𝑐𝑜𝑠α1

=𝑅1−𝑘𝐼max𝑐𝑜𝑠[

Π−β

2+𝑖]

𝑅1−𝑘𝐼max𝑐𝑜𝑠[Π−β

2−𝑖]

(2.10)

Vrednosti posameznih veličin po (2.10) so podane v prilogi A. Krivulja (2.10) je prikazana

na sliki 2.9. Razmerje uporov R5 in R6 predstavljata premici (2.5) in (2.6), ki določata mejo

natančnosti sledilnega mikro fotonapetostnega sistema [4].

Slika 2.9: Numerična krivulja odvisnosti razmerja Ω od kota i

Po prebrani in pregledani literaturi [1 - 5] smo naredili izboljšave električnega vezja za

sledilni mikro fotonapetostni sistem. Električnemu vezju za sledilni mikro fotonapetostni

sistem smo dodali 4 končna stikala (Sk1, Sk2, Sk3 in Sk4), da preprečimo zapletanje

električnih vodnikov okoli svoje osi. Izboljšano električno vezje je predstavljeno na sliki

2.10. Zaradi preglednosti električnega vezja smo vezju spremenili oznake nekaterih uporov

iz navedene literature.

Oznako uporov R1 in R3 smo spremenili na oznako potenciometrov P1 in P2, prav tako smo

naredili za drug del vezja (P3 in P4).

Namesto oznake upora R5 smo uporabili oznako za svetlobno odvisen upor LDR1 in namesto

upora R6 oznako LDR2. Na enak način smo označili drugi del vezja LDR uporov (LDR3 in

LDR4).


15

Slika 2.10: Naše elektronsko vezje sledilnega mikro fotonapetostnega sistema

Enosmerni motor DC1 se proži preko toka iz tranzistorjev. Spreminjanje smeri toka

omogočajo štirje tranzistorji. Tranzistorja T1 in T4 prevajata, ko se motor premika v smeri

vzhod - zahod. V primeru, da se motor vrti v nasprotno smer, v smer zahod - vzhod, prevajata

tranzistorja T2 in T3. Naš fotonapetostni modul se lahko zavrti na azimutni (vzhod-zahod)

osi za 270°. Na azimutni osi je na zahodni strani nameščeno končno stikalo Sk2 in na

vzhodni strani končno stikalo Sk1.

Ko doseže fotonapetostni modul 270° (skrajno vzhodno pozicijo) na azimutni osi, končno

stikalo Sk2 preneha prevajati električni tok in odklopi napajanje motorja. Enak postopek

velja za nasprotno (vzhodno) stran, za razliko od tega, da električni tok prekine končno

stikalo Sk1.

Enosmerni motor DC 2 se prav tako proži preko toka iz tranzistorjev. Spreminjanje smeri

toka omogočajo štirje tranzistorji. Tranzistorja T5 in T8 prevajata, ko se motor premika v

smeri jug - sever. V primeru, da se motor vrti v nasprotno smer, v smer sever - jug, prevajata


16

tranzistorja T6 in T7. Naš fotonapetostni modul se lahko na zenitni (sever - jug) osi zavrti

za 65°. Na zenitni osi je na južni (spodnji) strani nameščeno končno stikalo Sk4 in na severni

(zgornji) strani končno stikalo Sk3.

Ko doseže fotonapetostni modul 25° (skrajno južno pozicijo) na zenitni osi, končno stikalo

Sk4 preneha prevajati električni tok in odklopi napajanje motorja. Enak postopek velja za

nasprotno (severno) stran, za razliko od tega, da električni tok prekine končno stikalo Sk3

[4].

Sistem napajamo z napetostjo 12 V. Zaradi presunkovitega odzivanja obeh enosmernih

motorjev smo morali to napetost znižati. To smo naredili s preprostim električnem vezjem

pretvornika napetosti navzdol, ki smo ga vezali zaporedno za baterijo in pred električnim

vezjem za sledilni mikro fotonapetostni sistem.

Slika 2.11 prikazuje algoritem delovanja celotnega električnega vezja za sledilni mikro

fotonapetostni sistem oziroma obeh enosmernih motorjev.


17

Slika 2.11: Algoritem delovanja celotnega električnega vezja

V tabeli 2.3 so predstavljeni uporabljeni elementi električnega vezja sledilnega mikro

fotonapetostnega sistema.

Tabela 2.3: Seznam uporabljenih elementov električnega vezja sledilnega mikro fotonapetostnega sistema

Element Količina Oznaka

LDR 07 upor 4 LDR1 - LDR4

Triimer PT 10 25 K 2 P2, P4

Triimer PT 10 100k 2 P1,P3

Dioda 1N4004 DO-41 8 D1-D8

IC LM 1458P DIP8 2 IC1, IC2

TR BD139/16 NPN 4 T1, T2, T5, T6

»se nadaljuje«


18

TR BD140/16 PNP 4 T3, T4, T7, T8

Podnožje 8 PIN PROF. 2 IC1, IC2

Upor 47 k 2 R2, R4

Upor 15 k 2 R1, R3

Končno stikalo mikro 4 Sk1-Sk4

Baterija 12 V, 5 Ah 1 Bat

Fotonapetostni modul 12 V, 20 W 1 PV 12 V, 20 W

Po končani novi vezalni shemi električnega vezja in določitvi vseh potrebnih elektronskih

elementov smo v programu Sprint-Layout narisali tiskano vezje. Na ploščici TIV so narisane

tudi dvo in tri polne vrstne sponke. Sponke so namenjene priključnim električnim vodnikom

obeh motorjev, vseh končnih stikal, LDR senzorjev in napajanju vezja. Slika 2.12 prikazuje

TIV električnega vezja za sledilni mikro fotonapetostni sistem.

.

Slika 2.12: Tiskano vezje električnega vezja za sledilni mikro fotonapetostni sistem

Pred izvedbo struženja ploščice na 2D stroju, smo vezje preizkusili s pomočjo protoboard

ploščice, če pravilno deluje. Slika 2.13 prikazuje preizkušanje vezja na protoboard ploščici.

»nadaljevanje«


19

Slika 2.13: Preizkušanje električnega vezja za sledilni mikro fotonapetostni sistem na protoboard ploščici


20

3 EKSPERIMENTALNI DEL

V tem poglavju bo prikazan postopek meritev na sledilnem mikro fotonapetostnem sistemu,

ki smo ga primerjali s fiksno postavljenim fotonapetostnem sistemu. Fiksno postavljeni

sistem smo namestili vodoravno pod kotom 0°.

Meritve mikro fotonapetostnega sledilnega in fiksnega sistema smo izvajali na sončen dan,

15. 7. 2015, od 8:00 do 18:00 ure pred Inštitutom za energetiko v Krškem.

3.1 EKSPERIMENTALNI SISTEM

Pri izvajanju meritev na sledilnem mikro fotonapetostnem sistemu smo se osredotočili na

meritve obeh enosmernih motorjev in karakteristik fotonapetostnega modula. Te meritve

smo izvajali s pomočjo programa MatLab Simulink in dSpace sistema, kot je prikazano na

sliki 3.1.

Slika 3.1: Program v MatLab Simulink za zajemanje podatkov


21

Vzporedno z računalniškimi meritvami smo izvajali tudi meritve karakteristik sledilnega

fotonapetostnega modula BlueCarbon 20 W in meritve napetosti in toka, tako sledilnega, kot

tudi fiksnega fotonapetostnega modula, temperaturo obeh fotonapetostnih modulov,

azimutski in zenitni kot sledilnega mikro fotonapetostnega sistema, zunanjo temperaturo,

sončno sevanje in hitrost vetra. Meritve smo izvajali v 15 min intervalih. Vrednosti

posameznih parametrov ob določeni uri so podana v prilogi B.

Slika 3.2 prikazuje vezalno shemo meritev, kjer je s T označen senzor temperature, s P

piranometer in z Ve senzor vetra. Slika 3.3 in 3.4 prikazujeta meritve, ki smo jih izvajali

preko celotnega dne.

Slika 3.2: Vezalna shema ročnih meritev


22

Slika 3.3: Računalniške in ročne meritve

Slika 3.4: Ročne meritve

Pri meritvah smo uporabljali merilne instrumente podane v tabeli 3.1. Na slikah 3.5, 3.6 in

3.7 so prikazani senzor vetra, termometer okolice in piranometer za spremljanje vremena.

Tabela 3.1: Uporabljeni merilni instrumenti

Merilni instrument Oznaka Podrobnejši opis

Multimeter UNI-T UT71E S.ŠT.: 1131077183








Kotomer 0-90 °

Reflektor 2x500 W RITOS TYP6091240A C3

dSPACE 2 x 8 CH

Digital I/O, Slavel I/O

Inc1, Inc2, UART RS323

UART RS422, RS485

Napetostna sonda LANGLOIS DP-25 S.ŠT.: 20140269



Piranometer GS-WV 1W/m2=1,5 mV S.ŠT.: SN 11060023

Termometer WITTCH & VISSER HTM

2500LP S.ŠT.: 110404-46

Tokovnik 4 CH

Senzor vetra WITTCH & VISSER PA 2

TYPE 503.60-XL 10 S.ŠT.: SN 10020077

Napetostni vir Enosmerni izvir 3-15V, max. 3A


23

Slika 3.5: Senzor vetra

Slika 3.6: Temperaturni senzor

3.2 REZULTATI

V nadaljevanju sledi predstavitev rezultatov meritev opravljenih dne 15. 7. 2015

V tabeli 3.2 so podane izračunane vrednosti azimutnega in zenitnega kota Sonca,

pridboljenih iz [9] in [10]. Poleg izračunanih vrednosti so v tabeli 3.2 podani tudi izmerjeni

azimutni in zenitni koti sledilnega mikro fotonapetostnega sistema (SMFNS).

Tabela 3.2: Azimutni in zenitni koti Sonca in SMFNS

Čas [h:min]

Azimutni kot Sonca [°]

Azimutni kot SMFNS [°]

Zenitni kot Sonca [°]

Zenitni kot SMFNS [°]

8:00 95,35 115 35,67 38 8:15 98,28 115 38,25 44 8:30 101,35 115 40,82 44 8:45 104,57 115 43,36 44 9:00 107,99 115 45,86 44

9:15 111,64 115 48,31 44 9:30 115,56 90 50,7 39 9:45 119,8 92 53 39

10:00 124,41 94 55,21 39,2 10:15 129,45 95 57,29 39,2 10:30 134,98 99 59,22 41 10:45 141,05 110 60,97 43,5 11:00 147,68 111 62,49 45 11:15 154,89 112 63,74 45,5 11:30 162,61 114 64,68 46,6 11:45 170,74 118 65,28 52 12:00 179,11 125 65,52 54 12:15 187,5 132 65,36 56,3

Slika 3.7: Piranometer

»se nadaljuje«


24

Slika 3.8 prikazuje trajektorijo Sonca za dan 15.7.2015 na zemljepisni širina 45° 95' in

zemljepisni dolžini 15° 51' [11].

12:30 195,7 142 64,84 62 12:45 203,52 152 63,96 60 13:00 210,84 159 62,77 60 13:15 217,6 169 61,31 60 13:30 223,79 178 59,61 58,8 13:45 229,42 195 57,72 58,8 14:00 234,56 202 55,6 58,3 14:15 239,26 203 53,48 56 14:30 243,57 211 51,19 52,5 14:45 247,56 221 48,52 51,3 15:00 251,26 224 46,38 50 15:15 254,72 234 43,89 49,1 15:30 257,98 240 41,36 42,5 15:45 261,08 244 38,8 42 16:00 264,04 246 36,22 42 16:15 266,88 247 33,62 36,5 16:30 269,63 249 31,02 36,2 16:45 272,3 255 28,41 35 17:00 274,91 265 25,81 32,5 17:15 277,48 267 23,22 29 17:30 280,02 270 20,65 28,2 17:45 282,54 271 18,09 28,2 18:00 285,05 272 15,56 28,2

»nadaljevanje«

»nadaljevanje«


25

Slika 3.8: Trajektorija Sonca za Krško, dne 15. 7. 2015 [10]

Slika 3.9 kaže primerjavo azimutskih kotov Sonca in sledilnega mikro fotonapetostnega

sistema. Modra črta ponazarja azimutni kot Sonca, rdeča črta pa prikazuje azimutni kot

sledilnega mikro fotonapetostnega sistema. Iz slike 3.9 vidimo, da sledilni mikro

fotonapetostni sistem v smeri vzhod - zahod sledi zelo dobro. V jutranjih urah je prišlo do

manjših napak, kar je posledica padanja sence na senzor sledilnega mikro fotonapetostnega

sistema. Po 9:30 uri je senzor zaznal prve močnejše sončne žarke in se tako popravil na pravo

pozicijo. Po 15:15 uri vidimo, da je sledilni mikro fotonapetostni sistem že dobro sledil

dejanski poti Sonca. Ob 18:00 uri je sledilni mikro fotonapetostni sistem zaostajal za

azimutnim kotom Sonca samo še za 13 °.


26

Slika 3.9: Primerjava azimutnih kotov

Slika 3.10 kaže primerjavo zenitnih kotov Sonca in sledilnega mikro fotonapetostnega

sistema. Modra črta ponazarja zenitni kot Sonca, rdeča črta pa prikazuje zenitni kot

sledilnega mikro fotonapetostnega sistema. Iz slike 3.10 vidimo, da je sledilni mikro

fotonapetostni sistem v smeri jug - sever prav tako dobro sledil soncu kot v smeri vzhod -

zahod. V jutranjih urah je prišlo do manjših napak, kar je posledica padanja sence na senzor

sledilnega mikro fotonapetostnega sistema. Od 9:30 ure do 12:30 ure so bile razlike v

sledenju veliko bolj očitne, kot po 13:15 uri. Ob 13:30 in 15:30 uri se je sledilni mikro

fotonapetostni sistem približal na manj kot eno stopinjo razlike v primerjavi z zenitnim

kotom Sonca. Proti koncu dneva je še naprej ostajal znotraj sprejemljivih odstopanj. Po

17:30 uri se sledilni mikro fotonapetostni sistem v vodoravni smeri ni več premikal, ker je

dosegel končno pozicijo.


27

Slika 3.10:Primerjava zenitnih kotov

Slika 3.11 prikazuje časovni potek temperature PV modula, zunanje temperature in sončnega

obsevanja na sledilnem mikro fotonapetostnem sistemu. Zaradi velike hitrosti vetra se

sledilni fotonapetostni modul dobro hladi.

Slika 3.11: Časovni potek temperature PV modula, zunanje temperature in sončnega obsevanja na sledilnem

mikro fotonapetostnem sistemu


28

Slika 3.12 prikazuje časovni potek temperature PV modula, zunanje temprature in hitrosti

vetra na sledilnem mikro fotonapetostnem sistemu. Ob 11:30 uri je bila hitrost vetra

minimalna in je znašala 0,32 m/s, temperatura sledilnega mikro fotonapetostnega modula pa

je bila ob enakem času maksimalna in je znašala 72,6 °C. Ob 15:15 uri pa je bilo ravno

nasprotno. Veter je imel maksimalno hitrost, in sicer 2,78 m/s, sledilni mikro fotonapetostni

modul pa je imel 49,1 °C. Iz slike 3.12 vidimo tudi, da kjer je majhna hitrost vetra imamo

visoko temperaturo sledilnega mikro fotonapetostnega modula in obratno. Iz tega lahko

sklepamo, da je zaradi večjega zračnega upora kot pri fiksnem mikro fotonapetostnem

modulu temperatura sledilnega mikro fotonapetostnega modula zelo odvisna od hitrosti

vetra.

Slika 3.12: Časovni potek temperature PV modula, zunanje temperature in hitrosti vetra na sledilnem mikro

fotonapetostnem sistemu

Slika 3.13 prikazuje časovni potek temperature PV modula, zunanje temperature in sončnega

obsevanja na mikro fiksnem fotonapetostnem sistemu. Zaradi nizkega zračnega upora in

velikega sončnega obsevanja je bila temperatura fiksnega mikro fotonapetostnega modula v

povprečju za 6,14 °C višja kot pri sledilnem mikro fotonapetostnem modulu. Ob 13:30 je

bila temperatura fiksnega mikro fotonapetostnega modula najvišja in je znašala 80,5 °C. Ob

istem času je bilo obsevanje eno izmed maksimalnih vrednosti in je znašalo 1095,93 W/m2.

Iz teh dveh podatkov lahko povzamemo, da je odvisnost temperature fiksnega mikro

fotonapetostnega modula od sončnega obsevanja večja kot odvisnost od hitrosti vetra.


29

Slika 3.13: Časovni potek temperature PV modula, zunanje temperature in sončnega obsevanja na fiksnem

mikro fotonapetostnem sistemu

Slika 3.14 prikazuje časovni potek temperature PV modula, zunanje temperature in hitrosti

vetra na fiksnem mikro fotonapetostnem sistemu. Na sliki 3.14 vidimo, da je določevanje

obravnavane odvisnosti prav tako težko kot pri sledilnem mikro fotonapetostnem modulu

pri prikazu časovnega poteka temperature modula in sončnega obsevanja. V primeru

daljšega obdobja višje hitrosti vetra opazimo majhen upad temperature fiksnega mikro

fotonapetostnega modula. Ker je mikro fotonapetostni modul postavljen vodoravno nima

nobenega zračnega hlajenja zadnje stranice fotonapetostnega modula. Iz tega lahko

sklepamo, da je odvisnost temperature fiksnega mikro fotonapetostnega modula od hitrosti

vetra zelo majhna, saj je dobro naravno zračno hlajenje onemogočeno

Slika 3.14: Časovni potek temperature PV modula, zunanje temperature in hitrosti vetra na fiksnem mikro

fotonapetostnem sistemu


30

V nadaljevanju bomo pokazali primerjavo trenutne moči sledilnega in fiksnega mikro

fotonapetostnega sistema, kar prikazuje slika 3.15. Sledilni mikro fotonapetostni sistem je

proizvedel največjo trenutno moč 18,13 W ob 14:30 uri, medtem ko je fiksni mikro

fotonapetostni sistem proizvedel največjo trenutno moč 15,99 W ob 13:45 uri. Sledilni mikro

fotonapetostni sistem je v času celotnega dnevnega merjenja proizvedel 150,67 Wh, fiksni

mikro fotonapetostni sistem pa 109,84 Wh, kar pomeni, da je sledilni mikro fotonapetostni

sistem proizvedel 27,1 % več energije kot mikro fiksni fotonapetostni sistem.

Meritve so pokazale, da sledilni mikro fotonapetostni sistem poveča proizvodnjo električne

energije pridobljene iz Sonca, kar opisuje tudi strokovna literatura [3]. Najmanjša razlika

trenutne proizvedene moči med obema mikro fotonapetostnima sistemoma je bila ob 13:00

in 13:15 uri in je znašala 8 %, največja razlika pa je bila ob 18:00 uri, ko je sledilni mikro

fotonapetostni sistem proizvedel 126 % več moči.

Slika 3.15: Primerjava trenutnih moči sledilnega in fiksnega mikro fotonapetostnega sistema


31

V nadaljevanju so prikazane karakteristike sledilnega mikro fotonapetostnega modula.

I-U karakteristiko fotonapetostnega modula konstruiramo iz karakteristik posameznih celic.

Primer I-U karakteristike fotonapetostnega modula in poteka moči prikazuje slika 3.16.

Najpomembnejše točke v karakteristiki so točka kratkega stika, točka odprtih sponk in točka

največje moči [5].

Slika 3.16: I-U karakteristika fotonapetostnega modula in poteka moči [5]

Slika 3.17 prikazuje teoretične I-U karakteristike fotonapetostnega modula za različne

vrednosti sončnega obsevanja [5]. Slika 3.18 pa prikazuje dejansko primerjavo I-U

karakteristik, ki smo jo izmerili na sledilnem mikro fotonapetostnem modulu, pri dveh

različnih obsevanjih z enako temperaturo fotonapetostnega modula, in sicer 48,3 °C.


32

Slika 3.17: Teoretična primerjava I-U karakteristik fotonapetostnega modula za različne vrednosti sončnega

sevanja [5]

Slika 3.18: Dejanska primerjava I-U karakteristik sledilnega mikro fotonapetostnega modula za različne

vrednosti sončnega sevanja

Največji vpliv na električne parametre fotonapetostnega modula predstavljajo sončno

sevanje, temperatura fotonapetostnih celic in delno ali celotno osenčenje modula. Vrednost

izhodnega toka je sorazmerna jakosti sončnega sevanja.

Slika 3.19 prikazuje teoretični primer poteka moči fotonapetostnega modula za različne

vrednosti sončnega sevanja [5]. Slika 3.20 pa prikazuje dejansko primerjavo poteka moči, ki

smo jo izmerili na sledilnem mikro fotonapetostnem modulu, pri dveh različnih obsevanjih

z enako izmerjeno temperaturo fotonapetostnega modula, in sicer 48,3 °C.


33

Slika 3.19: Teoretična primerjava poteka moči fotonapetostnega modula za različne vrednosti sončnega

sevanja [5]

Slika 3.20: Dejanska primerjava poteka moči sledilnega mikro fotonapetostnega modula za različne vrednosti

sončnega sevanja

V nadaljevanju bomo obravnavali temperaturno odvisnost električnih parametrov

fotonapetostnega modula. Domala vsi električni parametri fotonapetostnih modulov se s

temperaturo bolj ali manj spreminjajo. Proizvajalci v tehničnih specifikacijah modulov

oziroma celic navajajo temperaturne koeficiente napetosti odprtih sponk, toka kratkega stika

in moči v točki največje moči. Navedbe v tehničnih dokumentaciji so v %/°C ali v absolutnih

vrednosti/°C. Za kristalne module se koeficienti nahajajo v območjih, navedenih v tabeli 3.3

[5].


34

Tabela 3.3: Koeficienti kristalnega fotonapetostnega modula [5]

Kratkostični tok ∆Isc (α) +0,02 %/°C do +0,1 %/°C

Napetost odprtih sponk ∆Uoc (β) -0,30 %/°C do -0,41%/°C

Moč v točki MPP ∆PMPP (γ) -0,37 %/°C do -0,55 %/°C

Temperaturne koeficiente proizvajalci večkrat označujejo z grškimi črkami, kot je navedeno

v tabeli 3.3, drugi stolpec v oklepaju. Temperaturni koeficient kratkostičnega toka je

pozitiven tako, da pri povišanju temperature tok rahlo narašča, napetost odprtih sponk pa

zaradi negativnega temperaturnega koeficienta pada. Posledica je zmanjševanje izhodne

moči pri višjih temperaturah, pri čemer izgube znašajo 0,37 - 0,55 %/C, kar pomeni, da pri

porastu temperature za 30 °C izhodna moč upade za 9 - 15 %. Izjemoma proizvajalci

navajajo tudi temperaturno odvisnost napetosti v točki največje moči. Napetost odprtih

sponk z upadanjem temperature modulov narašča in je najvišja pri najnižjih temperaturah

okolice. Tok kratkega stika z naraščanjem temperature narašča, vendar njegov temperaturni

koeficient ni tako visok kot temperaturni koeficient napetosti odprtih sponk. Temperaturna

koeficienta napetosti odprtih sponk in toka kratkega stika se merita v postopku certificiranja

modula v skladu z določili standarda SIST EN 61215 [5].

Slika 3.21 prikazuje teoretične karakteristike I-U fotonapetostnega modula za različne

vrednosti temperatur modula [5]. Slika 3.22 pa prikazuje dejansko primerjavo I-U

karakteristik, ki smo jo izmerili na sledilnem mikro fotonapetostnem modulu, pri dveh

različnih temperaturah modula z enakim izmerjenim sončnim obsevanjem 1005 W/m2

vendar se zaradi majhnih temperaturnih razlik modula ne vidi porast toka in padca napetosti.


35

Slika 3.21: Teoretična primerjava I-U karakteristik fotonapetostnega modula za različne vrednosti temperatur

modula [5]

Slika 3.22: Dejanska primerjava I-U karakteristik sledilnega mikro fotonapetostnega modula za različne

vrednosti temperatur modula

Temperaturni koeficient moči v točki MPP se izračuna po določilih standarda SIST EN

60891. Tudi učinkovitost modula je odvisna od temperature, za kristalne module jo pri

konstantnem obsevanju določimo s (3.1). Moduli zaradi segrevanja delujejo pri

temperaturah, višjih od temperature okolice. Obratovalna temperatura sistemov na strehah

je med 30 °C in 40 °C višja od temperature okolice. Zaradi tega dejstva načrtujemo

fotonapetostni generator pri delovni temperaturi vsaj 75 °C, zagotoviti pa je treba tudi

ustrezno hlajenje (naravna konvekcija zraka) modulov [5].

∆η = ∆𝑃MPP(25 °𝐶 − 𝑇) ∙ η𝑛 (3.1)


36

kjer je:

∆PMPP – temperaturni koeficient moči v točki MPP (-)

T – temperatura (°C)

ηn – nazivni izkoristek (-)

Slika 3.23 prikazuje teoretični primer poteka moči fotonapetostnega modula za različne

vrednosti temperatur modula [5]. Slika 3.24 pa prikazuje dejansko primerjavo poteka moči

fotonapetostnega modula, ki smo jo izmerili na sledilnem mikro fotonapetostnem modulu,

pri dveh različnih temperaturah modula z enakim izmerjenim sončnim obsevanjem 1005

W/m2, vendar se zaradi majhnih temperaturnih razlik modula ne vidi padca napetosti in s

tem tudi padec moči zaradi povišanje temperature modula.

Slika 3.23: Teoretična primerjava poteka moči fotonapetostnega modula za različne vrednosti temperatur

modula [5]


37

Slika 3.24: Dejanska primerjava poteka moči sledilnega mikro fotonapetostnega modula za različni vrednosti

temperatur modula

Pri slikah 3.18 in 3.20 je razlika med eno in drugo krivulja dobro razvidna. Pri slikah 3.22.

in 3.24 pa je težje opaziti razliko med obema krivuljama, ker je bila razlika temperatur

premajhna, da bi bila razlika krivulj bolj očitna.

V sklopu električnih meritev smo izmerili tudi izgube na azimutnem in zenitnem motorju v

smeri sever-jug, jug-sever, vzhod-zahod in zahod-vzhod in so predstavljena v nadaljevanju.

Za vsako smer smo meritev ponovili desetkrat in iz vseh meritev naredili povprečne krivulje,

ki so prav tako predstavljena v nadaljevanju. Slika 3.25 prikazuje izgube na zenitnem

motorju v smeri sever-jug.


38

Slika 3.25: Izgube na zenitnem motorju v smeri sever-jug

Slika 3.25 prikazuje levo zgoraj časovni potek toka, desno zgoraj napetosti, levo spodaj moči

in desno spodaj električne energije zenitnega motorja za premikanje fotonapetostnega

modula od skrajne severne do skrajne južne lege

Iz slike 3.25 vidimo, da je maksimalen tok vodoravnega motorja v smeri sever-jug 0,8 A in

je negativnega predznaka, maksimalna napetost je prav tako negativnega predznaka in znaša

6,25 V. Moč motorja je zaradi negativnega toka in negativne napetosti pozitivna.

Maksimalna moč, ki jo je zenitni motor dosegel v smeri sever-jug znaša 3,25 W. Celotna

energija za premik fotonapetostnega modula v smeri sever-jug na zenitnem motorju tako

znaša 2,2 Ws.

Slika 3.26 prikazuje izgube na zenitnem motorju v smeri jug-sever.


39

Slika 3.26: Izgube na zenitnem motorju v smeri jug-sever


in desno spodaj električne energije zenitnega motorja za premikanje fotonapetostnega

modula od skrajne južne do skrajne severne lege.

Iz slike 3.26 lahko razberemo, da je maksimalen tok vodoravnega motorja v smeri jug-sever

pozitiven in nekoliko manjši kot v smeri sever-jug in znaša 0,76 A. Napetost zenitnega

motorja v smeri jug-sever je tokrat pozitivna. Maksimalna napetost znaša 5,9 V. Maksimalna

moč, ki jo doseže zenitni motor v smeri jug sever znaša 2,8 W. Celotna energija, ki jo porabi

zenitni motor v smeri jug-sever znaša 1,88 Ws. Iz vseh izmerjenih podatkov zenitnega

motorja v obeh smereh vidimo, da zenitni motor porabi manj energije v smeri jug-sever. To

pomeni, da bi bilo potrebno na mikro fotonapetostnem sledilnem sistemu prerazporediti težo

na zadnji strani fotonapetostnega modula. Za ta problem imamo dve rešitvi. Prva rešitev je,

da obtežimo zadnji spodnji del fotonapetostnega modula, druga rešitev pa je, da

prerazporedimo obstoječe električne elemente, ki so nameščeni na zadnji strani

fotonapetostnega modula. Tako lahko dosežemo boljše ravnovesje fotonapetosnega modula.


40

Poleg meritev na zenitnem motorju smo izvedli električne meritve tudi na azimutnem

motorju. Meritve smo izvedli prav tako v obeh smereh in sicer v smeri vzhod-zahod in

zahod-vzhod. Slika 3.27 prikazuje električne izgube na azimutnem motorju v smeri vzhod-

zahod.

Slika 3.27: Izgube na azimutnem motorju v smeri vzhod-zahod


in desno spodaj električne energije azimutnega motorja za premikanje fotonapetostnega

modula od skrajne vzhodne do skrajne zahodne lege.

Slika 3.27 prikazuje, da je azimutni motor deloval časovno več časa kot zenitni motor, saj se

mora azimutni motor zavrteti za 185° več kot zenitni motor. Iz slike 3.27 prav tako lahko

določimo maksimalen tok, napetost, moč in porabljeno energijo za celoten obrat v smeri

vzhod-zahod. Maksimalen tok azimutnega motorja v smeri vzhod-zahod znaša -0,55 A,

maksimalna napetost -3,1 V in maksimalna moč 0,9 W. Celotna energija, ki jo porabi

azimutni motor v smeri vzhod-zahod znaša 3,25 Ws

Slika 3.28 prikazuje električne meritve na navpičnem motorju v smeri zahod-vzhod.


41

Slika 3.28: Izgube na azimutnem motorju v smeri zahod-vzhod


in desno spodaj električne energije azimutnega motorja za premikanje fotonapetostnega

modula od skrajne zahodne do skrajne vzhodne lege.

Iz slike 3.28 lahko vidimo, da sta tok in napetost pri vrtenju azimutnega motorja v drugo

smer prav tako nasprotna kot pri zenitnem motorju. Maksimalen tok azimutnega motorja v

smeri zahod-vzhod znaša 0,6 A, maksimalna napetost 2,75 V, maksimalna moč pa 0,71 W.

Celotna energija azimutnega motorja v smeri zahod-vzhod znaša 2,3 Ws.

Tako kot pri zenitnem motorju prihaja do razlik v porabi električne energije v različnih

smereh tudi pri azimutnem motorju. Ta razlika se je predvidoma pojavila zaradi zobniških

prenosov azimutnega motorja. To razliko predvidevamo, ker je prišlo pri namestitvi obeh

plastičnih zobnikov do manjših toleranc in preoblikovanj obeh zobnikov.

Vse kode napisane v programu MatLab za izris predstavljenih slik so priložene v prilogi od

C do F.


42

4 OVREDNOTENJE SLEDILNEGA IN FIKSNEGA FOTONAPETOSTNEGA

SLEDILNEGA SISTEMA

Na podlagi rezultatov merjenja iz podpoglavja 3.2 lahko zapišemo ugotovitve predstavljene

v nadaljevanju.

Iz slik 3.9 in 3.10 ugotovimo, da mikro fotonapetostni sledilni sistem v obeh smereh dobro

sledi soncu. V dopoldanskem času prihaja pri obeh smereh gibanja sledilnega mikro

fotonapetostnega sistema do odstopanj, kar je posledica nepopolne nastavitve električnih

elementov električnega vezja sledilnega mikro fotonapetostnega sistema. V popoldanskem

času se sledilni mikro fotonapetostni sistem zelo približa vrednostim azimutnim in zenitnim

kotom Sonca. Pri zenitnem in azimutnem kotu sledilnega mikro fotonapetostnega sistema je

razvidno, da ima zenitni motor, ki premika fotonapetostni modul v smeri sever-jug večje

korake premikanja kot azimutski motor, ki premika fotonapetostni modul v smeri vzhod-

zahod. Vzroka tega je ohlapni jermeniški prenos iz zenitnega motorja na zenitno os.

Iz slik 3.11, 3.12, 3.13 in 3.14 vidimo, da je zaradi naravnega zračnega hlajenja sledilnega

mikro fotonapetostnega sistema temperatura modula nižja kot temperatura modula na

fiksnem mikro fotonapetostnem sistemu pri enakem sončnem obsevu.

Iz slike 3.15 vidimo, da je proizvodnja moči sledilnega mikro fotonapetostnega sistema

večino časa konstantna, razen v jutranjih in večernih urah, ko je bilo sončno obsevanje

relativno nizko. Proizvedena moč na fiksnem mikro fotonapetostnem sistemu v

dopoldanskem času do 14:00 ure narašča, nato pa pada. Iz slike 3.15 vidimo, kako je

proizvodnja električne energije fotonapetostnega modula odvisna od kota padanja sončnih

žarkov na fotonapetostni sistem. Pri sledilnem mikro fotonapetostnem sistemu je kot padanja

sončnih žarkov na fotonapetostni modul večino časa 90 °, medtem ko pri fiksnem mikro

fotonapetostnem sistemu sončni žarki padajo pravokotno na fiksni fotonapetostni modul le

zelo kratek časa.

Iz karakteristik na slikah od 3.17 do 3.24 lahko potrdimo, da so teoretični primeri

karakteristik primerljivi z dejanskimi. Prav tako lahko iz tabel 2.1 in 3.3 potrdimo, da


43

proizvajalec fotonapetostnega modula BlueCarbon 20 W podaja ustrezne temperaturne

koeficiente.

Iz slik 3.25 in 3.26 vidimo, koliko električne energije porabi zenitni motor od zgornje končne

severne lege do spodnje končne južne lege fotonapetostnega modula in obratno. Sledilni

mikro fotonapetostni sistem porabi za premik fotonapetostnega modula iz severa proti jugu

2,2 Ws in za v obratno smer 1,8 Ws.

Sliki 3.27 in 3.28 prikazujeta porabo električne energije za azimutni motor, ko se

fotonapetostni modul premika od desne končne vzhodne lege do leve končne vzhodne lege

fotonapetostnega modula in obratno. Sledilni mikro fotonapetostni sistem porabi za premik

fotonapetostnega modula iz vzhoda proti zahodu 3,25 Ws in za v obratno smer 2,3 Ws.

Če vse štiri električne energije, ki jih sledilni mikro fotonapetostni sistem porabi za pravilno

pozicioniranje fotonapetostnega modula proti Soncu seštejemo, dobimo skupno porabljeno

električno energijo. Skupna porabljena električna energija predstavlja lastne izgube

sledilnega mikro fotonapetostnega sistema in znašajo 4 Ws za zenitni motor in 5,55 Ws za

azimutni motor. Obe energiji posameznih motorjev seštejemo, ker se mora sledilni mikro

fotonapetostni sistem zjutraj tudi vrniti na začetno pozicijo.

Iz slike 3.15 smo izračunali proizvedeno električno energijo iz obeh mikro fotonapetostnih

sistemov in za fiksni mikro fotonapetostni sistem znaša 109,84 Wh, za sledilni mikro

fotonapetostni sistem pa 150,67 Wh. Od proizvedene električne energije, ki jo je proizvedel

sledilni mikro fotonapetostni sistem moramo odšteti celotno lastno električno izgubo, ki je

seštevek lastnih izgub zenitnega in azimutnega motorja. Celotne lastne električne izgube

znašajo 9,55 Ws oziroma 0,002653 Wh. Celotne lastne električne izgube bi morali odšteti

od proizvedene električne energije sledilnega mikro fotonapetostnega sistema, da bi dobili

dejansko proizvedeno električno energijo, vendar to nebi bila čisto dejanska vrednost

proizvedene električne energije, saj se je sledilni mikro fotonapetostni sistem večkrat na dan

obrnil le za nekaj stopinj in porabil nekoliko več energije. Iz pridobljenih podatkov lahko

povemo, da je lastna poraba sledilnega mikro fotonapetostnega sistema še vedno predvidoma

veliko manjša od proizvedene električne energije le tega, zato ostaja delež proizvedene


44

električne energije iz sledilnega mikro fotonapetostnega sistema še vedno veliko večji od

mikro fotonapetostnega fiksnega sistema.


45

5 SKLEP

Sledilni mikro fotonapetostni sistem je namenjen osveščanju o emisijah, demonstracijam in

raziskavam. Do danes je bilo opravljeno veliko predstavitev in demonstracij na raznih javnih

dogodkih in ustanovah po Sloveniji.

Diplomsko delo prikazuje izdelavo sledilnega mikro fotonapetostnega sistema ter

primerjavo le tega z fiksnim mikro fotonapetostnim sistemom. V diplomski nalogi smo

izmerili tudi izgube pogonov na sledilnem mikro fotonapetostnem sistemu za določene smeri

vrtenja. Izmerjene parametre pri obema mikro fotonapetostnema sistemoma smo primerjali

in pri tem ugotavljali dejavnike, ki vplivajo na izplen električne energije.

Na podlagi rezultatov podatkov merjenja vremenskih razmer smo ugotovili prvi dejavnik, ki

vpliva na izplen električne energije. Iz izmerjenih podatkov ugotavljamo, da se v primeru

hlajenja fotonapetostnega modula, ki ga lahko povzroči večja hitrost vetra ali nižja

temperatura okolice, izkoristek fotonapetosnega modula pri enakem sončnem obsevu

poveča.

Fiksni mikro fotonapetostni sistem, ki je nameščen pod kotom 0 ° ima najslabšo naravno

hlajenje in dosega ob najvišjih sončnih obsevanjih tudi najvišjo delovno temperaturo. Če pa

pogledamo sledilni mikro fotonapetostni sistem, vidimo, da lahko z naklonom in odmikom

modula od tal ali strehe dobro hladimo površino fotonapetostnega modula z naravnim

hlajenjem iz okolice. Tako lahko v primeru močnejšega vetra in visokega sončnega obseva

vseeno dosežemo dobre izkoristke fotonapetostnega sistema.

Drugi dejavnik, ki vpliva na izplen električne energije je povezan z orientacijo in naklonom

fotonapetostnega sistema. Iz pridobljenih izmerjenih podatkov vidimo, da je bila največja

razlika v trenutni moči mikro fotonapetostnih sistemov v dopoldanskem in popoldanskem

času. Na sledilni mikro fotonapetostni sistem sončni žarki veš čas padajo pod pravim kotom,

medtem ko na fiksni mikro fotonapetostni sistem padajo sončni žarki pod pravim kotom

samo kratek čas dneva. V celotnem dnevu je sledilni mikro fotonapetostni sistem proizvedel

za 27,1 % več energije kot fiksni mikro fotonapetostni sistem.


46

Tretji dejavnik je kvaliteta izgradnje fotonapetostnega sistema, kar še posebej velja za

sledilni mikro fotonapetostni sistem. Z natančno namestitvijo in ustreznim mazanjem vseh

vrtečih se delov in električnih pogonov dosežemo manjšo mehansko trenje. Z manjšim

mehanskim trenjem dosežemo manjše električne izgube. Prav tako je pomembno, da

vodniki, ki so povezani na zadnji strani sledilnega mikro fotonapetostnega modula ne ovirajo

premikanje sledilnega sistema ter, da so električni elementi uravnovešeno nameščeni na

zadnji strani fotonapetostnega modula. Pomembno je tudi, kako natančno namestimo

senzorje na fotonapetostni sistem in da je prosojna površina senzorja vedno čista. Pozorni

moramo biti tudi pri izbiri in nastavitvi elektronskih komponent za električno vezje

sledilnega mikro fotonapetostnega sistema.

Kljub sončnemu dnevu nismo dosegli največje moči fotonapetostnega modula, ki jo navaja

proizvajalec. To je tudi posledica zelo vročega dne, saj je bila minimalna temperatura

modula 45,5 °C.

Z natančnostjo sledenja dvo-osnega sledilnega mikro fotonapetostnega sistema smo

zadovoljni, vendar ga bomo probali s spreminjanjem vseh štirih potenciometrov, ki služijo

za nastavitev naklona fotonapetostnega modula in odzivnosti sledilnega sistema na obeh

električnih pogonih še bolj optimirati. Prav tako bomo probali z prerazporeditvijo električnih

elementov na zadnji strani sledilnega mikro fotonapetostnega modula zmanjšati izgube

pogonov.

V prihodnosti želimo na obstoječem sledilnem mikro fotonapetostnem sistemu zamenjati

zaprtozančno vodenje za odprtozančno vodenje oziroma v kombinaciji z videokamero za

spremljanje vremena narediti hibridni sistem in uporabiti oba načina vodenja sledilnega

sistema.


47

VIRI IN LITERATURA

1 Chin, C.S., Babu, A., McBride, W., Design, modeling and testing of a standalone

single axis active solar tracker using MATLAB/Simulink, Renewable Energy 36,

2011, str. 3075-3090

2 Jui-Ho, C., Her Terng, Y., Tzu-Hsiang, H., Design and impementation of FPGA-

based Taguchi-chaos-PSO sun tracking system, Mechatronics 25, 2015, str. 55-64

3 Saban, Y., Hasan, R. O., Osman, D., Furkan, D., Oguzhan, A., Muharrem, K., Design

of two axes sun tracking controller with analytically solar radiation calculations,

Renewable and Sustainable Energy Reviews 43, 2015, str.: 997-1005

4 Bentaher, H., Kaich, H., Ayadi, N., Ben Hmouda, M., Maalej, A., Lemmer, U., A

simple tracking system of monitor sloar PV panels, Energy Conversion and

Management 78, 2014, str.: 872-875

5 Lenardič, D., Fotonapetostni sistemi: priročnik: gradniki, načrtovanje, namestitev in

vzdrževanje, Ljubljana: Agencija Poti, 2009 (Ljubljana: Studio N).

6 Poulek, V., Libra, M., New solar tracker, Solar Energy Materials and Solar Cells 51,

1998, str 113-120

7 http://www.alibaba.com/product-detail/20W-solar-panel-price-

usd_488006996.html?s=p [20.4.2015]

8 http://www.altes.si/uploads/File/Lezaji.pdf str.:78 [15.5.2014]

9 http://pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/sun-position-calculator

[15.7.2015]

10 http://solardat.uoregon.edu/SunChartProgram.php [15.7.2015]

11 https://www.google.si/maps/place/45%C2%B056'39.2%22N+15%C2%B030'

33.1%22E/@45.944222,15.509204,17z/data=!3m1!4b1!4m2!3m1!1s0x0:0x0

[15.7.2015]

http://www.alibaba.com/product-detail/20W-solar-panel-price-usd_488006996.html?s=p

http://www.alibaba.com/product-detail/20W-solar-panel-price-usd_488006996.html?s=p

http://www.altes.si/uploads/File/Lezaji.pdf

http://pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/sun-position-calculator

http://solardat.uoregon.edu/SunChartProgram.php

https://www.google.si/maps/place/45%C2%B056'39.2%22N+15%C2%B030


48

PRILOGE

PRILOGA A: VREDNOSTI ZA NUMERIČNO KRIVULJO ODVISNOSTI RAZMERJA

Ω OD KOTA I

i [ᵒ] i [rd] cosα1 [rd] cosα2 [rd] Razmerje Ω R6/R5 R5/R6

-100 -1,745200698 -0,991564742 0,976151955 0,070325298 1,153846154 0,866666667

-95 -1,657940663 -0,999087725 0,991357057 0,062917808 1,153846154 0,866666667

-90 -1,570680628 -0,999008167 0,999018444 0,059313122 1,153846154 0,866666667

-85 -1,483420593 -0,991326673 0,999077817 0,059500353 1,153846154 0,866666667

-80 -1,396160558 -0,976101695 0,991534723 0,063521569 1,153846154 0,866666667

-75 -1,308900524 -0,953449087 0,976446563 0,071473214 1,153846154 0,866666667

-70 -1,221640489 -0,923541224 0,953928149 0,083509108 1,153846154 0,866666667

-65 -1,134380454 -0,88660569 0,924150834 0,099845197 1,153846154 0,866666667

-60 -1,047120419 -0,842923544 0,887341209 0,120766273 1,153846154 0,866666667

-55 -0,959860384 -0,792827186 0,843779375 0,146635018 1,153846154 0,866666667

-50 -0,872600349 -0,736697822 0,793796817 0,177903836 1,153846154 0,866666667

-45 -0,785340314 -0,674962568 0,737773874 0,215130099 1,153846154 0,866666667

-40 -0,698080279 -0,608091198 0,676136854 0,258995687 1,153846154 0,866666667

-35 -0,610820244 -0,536592568 0,609354781 0,310331924 1,153846154 0,866666667

-30 -0,523560209 -0,461010745 0,537935834 0,370151443 1,153846154 0,866666667

-25 -0,436300175 -0,381920869 0,462423472 0,439688999 1,153846154 0,866666667

-20 -0,34904014 -0,299924773 0,383392307 0,520453927 1,153846154 0,866666667

-15 -0,261780105 -0,215646404 0,301443724 0,614297904 1,153846154 0,866666667

-10 -0,17452007 -0,129727077 0,21720131 0,723502909 1,153846154 0,866666667

-5 -0,087260035 -0,042820594 0,131306107 0,850896018 1,153846154 0,866666667

0 0 0,044411732 0,044411732 1 1,153846154 0,866666667

5 0,087260035 0,131306107 -0,042820594 1,175231731 1,153846154 0,866666667

10 0,17452007 0,21720131 -0,129727077 1,38216445 1,153846154 0,866666667

15 0,261780105 0,301443724 -0,215646404 1,627874673 1,153846154 0,866666667

20 0,34904014 0,383392307 -0,299924773 1,921399664 1,153846154 0,866666667

25 0,436300175 0,462423472 -0,381920869 2,274334821 1,153846154 0,866666667

30 0,523560209 0,537935834 -0,461010745 2,701596923 1,153846154 0,866666667

35 0,610820244 0,609354781 -0,536592568 3,222356201 1,153846154 0,866666667

40 0,698080279 0,676136854 -0,608091198 3,861068152 1,153846154 0,866666667

45 0,785340314 0,737773874 -0,674962568 4,648350018 1,153846154 0,866666667

50 0,872600349 0,793796817 -0,736697822 5,621014278 1,153846154 0,866666667

55 0,959860384 0,843779375 -0,792827186 6,819653389 1,153846154 0,866666667

60 1,047120419 0,887341209 -0,842923544 8,280457603 1,153846154 0,866666667

65 1,134380454 0,924150834 -0,88660569 10,01550432 1,153846154 0,866666667

70 1,221640489 0,953928149 -0,923541224 11,97474167 1,153846154 0,866666667

75 1,308900524 0,976446563 -0,953449087 13,99125547 1,153846154 0,866666667

80 1,396160558 0,991534723 -0,976101695 15,74268416 1,153846154 0,866666667

85 1,483420593 0,999077817 -0,991326673 16,80662309 1,153846154 0,866666667

90 1,570680628 0,999018444 -0,999008167 16,85967561 1,153846154 0,866666667

95 1,657940663 0,991357057 -0,999087725 15,89375148 1,153846154 0,866666667

100 1,745200698 0,976151955 -0,991564742 14,2196341 1,153846154 0,866666667


49

PRILOGA B: VREDNOSTI POSAMEZNIH PARAMETROV ZA DOLOČEN ČAS NA

DAN MERITVE 15.7.2015

8:00

22,7

525

,225

,439

,20,

0995

,35

35,6

711

538

13,5

60,

1410

,22

0,11

1,90

1,08

90,0

0

8:15

23,2

625

,425

,443

,30,

3398

,28

38,2

511

544

12,3

80,

149,

830,

121,

781,

1484

,60

8:30

23,4

525

,726

,247

,59

0,54

101,

3540

,82

115

4413

,01

0,16

10,4

20,

132,

081,

3480

,80

8:45

23,7

626

,726

,774

,98

0,18

104,

5743

,36

115

4412

,99

0,21

10,7

40,

172,

731,

8559

,20

9:00

24,1

128

,427

,966

,39

0,39

107,

9945

,86

115

4412

,99

0,17

10,1

70,

142,

211,

4271

,90

9:15

24,5

337

,538

,270

,12

0,57

111,

6448

,31

115

4413

,15

0,25

11,0

50,

193,

342,

1051

,90

9:30

25,2

245

,545

655,

011,

2811

5,56

50,7

9039

13,1

21,

089,

650,

7714

,17

7,43

11,7

0

9:45

25,5

48,2

50,4

685

1,49

119,

853

9239

15,9

01,

0412

,43

0,82

16,5

410

,14

14,8

0

10:0

026

,152

,854

,574

9,53

1,13

124,

4155

,21

9439

,215

,85

1,07

12,7

50,

8716

,96

11,1

214

,40

10:1

527

,95

58,6

62,2

781

0,93

129,

4557

,29

9539

,214

,87

1,12

12,3

60,

9216

,65

11,3

713

,20

10:3

028

,160

,561

,579

9,21

1,62

134,

9859

,22

9941

14,5

51,

1612

,17

0,97

16,8

811

,80

12,1

0

10:4

528

,54

61,5

6783

0,56

1,13

141,

0560

,97

110

43,5

14,0

11,

2012

,13

1,03

16,8

712

,45

11,7

0

11:0

028

,79

61,5

67,3

852,

281,

2114

7,68

62,4

911

145

14,0

21,

2412

,23

1,08

17,3

813

,16

11,2

0

11:1

529

,36

6873

,587

0,56

0,62

154,

8963

,74

112

45,5

13,3

21,

2612

,16

1,11

16,7

813

,49

10,4

0

11:3

029

,94

72,6

74,8

905,

540,

3216

2,61

64,6

811

446

,613

,78

1,26

12,5

41,

1517

,36

14,3

710

,50

11:4

530

,61

71,6

76,5

1005

,25

0,42

170,

7465

,28

118

5213

,49

1,28

12,0

41,

1817

,20

14,2

310

,10

12:0

031

,168

76,7

991,

210,

5117

9,11

65,5

212

554

13,1

01,

3012

,25

1,20

16,9

814

,72

7,70

12:1

531

,259

,876

,210

03,2

11,

8718

7,5

65,3

613

256

,313

,00

1,33

12,1

31,

2417

,29

15,0

49,

60

12:3

031

,856

,476

,710

41,5

32,

3119

5,7

64,8

414

262

13,7

41,

3112

,68

1,25

17,9

315

,80

10,0

0

12:4

532

,22

54,2

75,2

1099

,69

2,78

203,

5263

,96

152

6013

,46

1,32

12,4

81,

2717

,77

15,8

59,

60

13:0

034

,18

55,9

76,2

1093

,24

1,73

210,

8462

,77

159

6012

,96

1,32

12,4

31,

2717

,08

15,7

59,

30

13:1

535

,24

55,2

77,6

1099

,69

0,81

217,

661

,31

169

6012

,54

1,33

12,0

41,

2816

,68

15,3

99,

30

13:3

034

,42

57,4

80,5

1095

,93

1,7

223,

7959

,61

178

58,8

12,6

01,

3412

,10

1,28

16,8

615

,49

9,10

13:4

535

,13

58,4

74,7

1073

,91

1,55

229,

4257

,72

195

58,8

13,1

91,

3412

,51

1,28

17,7

015

,99

8,10

14:0

034

,654

,272

,610

69,6

12,

0623

4,56

55,6

202

58,3

12,8

31,

3612

,06

1,28

17,4

515

,39

9,20

14:1

535

,95

50,8

65,6

1059

,41

2,39

239,

2653

,48

203

5613

,54

1,33

12,6

31,

2417

,94

15,7

110

,00

14:3

035

,66

55,9

67,3

1005

,72,

5424

3,57

51,1

921

152

,514

,50

1,25

12,5

01,

1018

,13

13,7

510

,40

14:4

535

,71

55,9

58,4

992,

22,

324

7,56

48,5

222

151

,314

,02

1,28

12,6

51,

1617

,92

14,6

510

,60

15:0

035

,66

51,3

62,5

929,

982,

3925

1,26

46,3

822

450

14,1

71,

2512

,54

1,11

17,7

413

,86

10,7

0

15:1

535

,95

49,1

60,3

891,

312,

7825

4,72

43,8

923

449

,114

,22

1,26

12,1

81,

0717

,87

13,0

710

,90

15:3

035

,54

51,8

61,5

849,

962,

625

7,98

41,3

624

042

,514

,68

1,21

12,0

71,

0317

,79

12,3

811

,30

15:4

535

,652

,863

,780

6,99

2,5

261,

0838

,824

442

14,9

41,

2012

,29

0,98

17,9

912

,04

12,0

0

16:0

036

,01

57,4

61,5

765,

251,

426

4,04

36,2

224

642

15,4

01,

1612

,44

0,93

17,8

611

,62

13,1

0

16:1

536

,24

59,6

6071

2,47

1,52

266,

8833

,62

247

36,5

15,5

41,

1412

,10

0,88

17,6

410

,65

13,4

0

16:3

035

,89

56,7

57,1

640,

51,

8526

9,63

31,0

224

936

,216

,34

1,05

12,3

90,

8117

,16

10,0

415

,20

16:4

537

,17

56,9

54,2

583,

041,

4627

2,3

28,4

125

535

16,5

11,

0312

,07

0,75

17,0

19,

0815

,70

17:0

035

,19

55,2

54,2

520,

742,

2127

4,91

25,8

126

532

,516

,89

0,96

12,1

50,

6916

,21

8,41

17,6

0

17:1

535

,24

54,1

51,3

461,

131,

8527

7,48

23,2

226

729

17,2

80,

8912

,34

0,63

15,3

37,

8019

,20

17:3

035

,19

51,6

49,4

412,

792,

2428

0,02

20,6

527

028

,217

,65

0,81

12,3

70,

5714

,24

7,05

21,5

0

17:4

535

,07

50,6

46,5

362,

311,

8528

2,54

18,0

927

128

,217

,85

0,75

12,0

10,

5013

,35

6,05

23,5

0

18:0

034

,89

48,4

43,1

308,

62,

4228

5,05

15,5

627

228

,218

,17

0,66

12,0

70,

4411

,94

5,29

27,2

0

Mo

č

sle

dil

ni

sist

em

[W

]

Mo

č fi

ksn

i

sist

em

[W]

Up

orn

ost

up

ora

[Ω

]

Azi

mu

tski

kot

Son

ca

[°]

Zen

itn

i

kot

Son

ca

[°]

Azi

mu

tski

kot

MFN

SS [

°]

Zen

itn

i

kot

MFN

SS [

°]

Nap

eto

st

CE

1 [V

]

Tok

CE

1

[A]

Čas

[h:m

in]

Zun

anja

tem

pe

ratu

ra

[°C

]

Tem

pe

ratu

ra

CE

1 [°

C]

Tem

pe

ratu

ra

CE

2 [°

C]

Seva

nje

[W/m

2]

Ve

ter

[m/s

]

Nap

eto

st

CE

2 [V

]

Tok

CE

2

[A]

Dat

um

mer

jen

ja:

15

. 7. 2

01

5


50

PRILOGA C: MATLAB KODA ZA VODORAVNI MOTOR SMER SEVER-JUG

clear all

clc

%% SMER (S-J) 90-0 stopinj

%1 meritev

load meri887;

eval(['t_1=meri887.X.Data;']);

eval(['u1_1=meri887.Y(1).Data;']);

eval(['i2_1_a=meri887.Y(5).Data;']);

i2_1=(i2_1_a)

p1_1=u1_1.*i2_1;

n_1=length(i2_1);

dw1_1=0;

for k=1:1:(n_1-1)

dw1_1=dw1_1+(u1_1(k)*i2_1(k)*(t_1(k+1)-t_1(k)));

w1_1(k)=dw1_1;

end

%2 meritev

load meri889;




i2_2=(i2_2_a)

p1_2=u1_2.*i2_2;

n_2=length(i2_2);

dw1_2=0;

for k=1:1:(n_2-1)

dw1_2=dw1_2+(u1_2(k)*i2_2(k)*(t_2(k+1)-t_2(k)));

w1_2(k)=dw1_2;

end

%3 meritev

load meri891;




i2_3=(i2_3_a)

p1_3=u1_3.*i2_3;

n_3=length(i2_3);

dw1_3=0;

for k=1:1:(n_3-1)

dw1_3=dw1_3+(u1_3(k)*i2_3(k)*(t_3(k+1)-t_3(k)));

w1_3(k)=dw1_3;

end

%4 meritev

load meri893;




51


i2_4=(i2_4_a)

p1_4=u1_4.*i2_4;

n_4=length(i2_4);

dw1_4=0;

for k=1:1:(n_4-1)

dw1_4=dw1_4+(u1_4(k)*i2_4(k)*(t_4(k+1)-t_4(k)));

w1_4(k)=dw1_4;

end

%5 meritev

load meri895;




i2_5=(i2_5_a)

p1_5=u1_5.*i2_5;

n_5=length(i2_5);

dw1_5=0;

for k=1:1:(n_5-1)

dw1_5=dw1_5+(u1_5(k)*i2_5(k)*(t_5(k+1)-t_5(k)));

w1_5(k)=dw1_5;

end

%6 meritev

load meri897;




i2_6=(i2_6_a)

p1_6=u1_6.*i2_6;

n_6=length(i2_6);

dw1_6=0;

for k=1:1:(n_6-1)

dw1_6=dw1_6+(u1_6(k)*i2_6(k)*(t_6(k+1)-t_6(k)));

w1_6(k)=dw1_6;

end

%7 meritev

load meri899;




i2_7=(i2_7_a)

p1_7=u1_7.*i2_7;

n_7=length(i2_7);

dw1_7=0;

for k=1:1:(n_7-1)

dw1_7=dw1_7+(u1_7(k)*i2_7(k)*(t_7(k+1)-t_7(k)));

w1_7(k)=dw1_7;

end

%8 meritev


52

load meri901;




i2_8=(i2_8_a)

p1_8=u1_8.*i2_8;

n_8=length(i2_8);

dw1_8=0;

for k=1:1:(n_8-1)

dw1_8=dw1_8+(u1_8(k)*i2_8(k)*(t_8(k+1)-t_8(k)));

w1_8(k)=dw1_8;

end

%9 meritev

load meri903;




i2_9=(i2_9_a)

p1_9=u1_9.*i2_9;

n_9=length(i2_9);

dw1_9=0;

for k=1:1:(n_9-1)

dw1_9=dw1_9+(u1_9(k)*i2_9(k)*(t_9(k+1)-t_9(k)));

w1_9(k)=dw1_9;

end

%10 meritev

load meri905;




i2_10=(i2_10_a)

p1_10=u1_10.*i2_10;

n_10=length(i2_10);

dw1_10=0;

for k=1:1:(n_10-1)

dw1_10=dw1_10+(u1_10(k)*i2_10(k)*(t_10(k+1)-t_10(k)));

w1_10(k)=dw1_10;

end

%Povprecje vseh meritev

i2_p=(i2_10+i2_2+i2_3+i2_1+i2_4+i2_5+i2_6+i2_7+i2_8+i2_9+i2_1

0)/10

u1_p=(u1_1+u1_2+u1_3+u1_1+u1_4+u1_5+u1_6+u1_7+u1_8+u1_9+u1_10

)/10

p1_p=(p1_1+p1_2+p1_3+p1_1+p1_4+p1_5+p1_6+p1_7+p1_8+p1_9+p1_10

)/10

w1_p=(w1_1+w1_2+w1_3+w1_1+w1_4+w1_5+w1_6+w1_7+w1_8+w1_9+w1_10

)/10

figure(1)

set(0,'DefaultAxesFontSize',16)


53

subplot(221),plot(t_1,i2_p,'b'),grid on, xlabel('Čas

[s]','fontsize',14), ylabel('Tok [A]','fontsize',14),

title('Tok motorja S-J','fontsize',14)

subplot(222),plot(t_1,u1_p,'b'),grid on, xlabel('Čas

[s]','fontsize',14), ylabel('Napetost [V]','fontsize',14),

title('Napetost motorja S-J','fontsize',14)

subplot(223),plot(t_1,p1_p,'b'),grid on, xlabel('Čas

[s]','fontsize',14), ylabel('Moč motorja [W]','fontsize',14),

title('Moč motorja S-J','fontsize',14)

subplot(224),plot(t_1(1:40000),w1_p,'b'),grid on, xlabel('Čas

[s]','fontsize',14), ylabel('Energija motorja

[Ws]','fontsize',14), title('Energija motorja S-

J','fontsize',14)


54

PRILOGA D: MATLAB KODA ZA VODORAVNI MOTOR SMER JUG-SEVER

clear all

clc

%% SMER (J-S) 0-90 stopinj

%1 meritev

load meri886;


eval(['u1_1_a=meri886.Y(1).Data;']);


i2_1=abs(i2_1_a)

u1_1=abs(u1_1_a)

p1_1=u1_1.*i2_1;

n_1=length(i2_1);

dw1_1=0;

for k=1:1:(n_1-1)

dw1_1=dw1_1+(u1_1(k)*i2_1(k)*(t_1(k+1)-t_1(k)));

w1_1(k)=dw1_1;

end

%2 meritev

load meri888;




i2_2=abs(i2_2_a)

u1_2=abs(u1_2_a)

p1_2=u1_2.*i2_2;

n_2=length(i2_2);

dw1_2=0;

for k=1:1:(n_2-1)

dw1_2=dw1_2+(u1_2(k)*i2_2(k)*(t_2(k+1)-t_2(k)));

w1_2(k)=dw1_2;

end

%3 meritev

load meri890;




i2_3=abs(i2_3_a)

u1_3=abs(u1_3_a)

p1_3=u1_3.*i2_3;

n_3=length(i2_3);

dw1_3=0;

for k=1:1:(n_3-1)

dw1_3=dw1_3+(u1_3(k)*i2_3(k)*(t_3(k+1)-t_3(k)));

w1_3(k)=dw1_3;

end

%4 meritev


55

load meri892;




i2_4=abs(i2_4_a)

u1_4=abs(u1_4_a)

p1_4=u1_4.*i2_4;

n_4=length(i2_4);

dw1_4=0;

for k=1:1:(n_4-1)

dw1_4=dw1_4+(u1_4(k)*i2_4(k)*(t_4(k+1)-t_4(k)));

w1_4(k)=dw1_4;

end

%5 meritev

load meri894;




i2_5=abs(i2_5_a)

u1_5=abs(u1_5_a)

p1_5=u1_5.*i2_5;

n_5=length(i2_5);

dw1_5=0;

for k=1:1:(n_5-1)

dw1_5=dw1_5+(u1_5(k)*i2_5(k)*(t_5(k+1)-t_5(k)));

w1_5(k)=dw1_5;

end

%6 meritev

load meri896;




i2_6=abs(i2_6_a)

u1_6=abs(u1_6_a)

p1_6=u1_6.*i2_6;

n_6=length(i2_6);

dw1_6=0;

for k=1:1:(n_6-1)

dw1_6=dw1_6+(u1_6(k)*i2_6(k)*(t_6(k+1)-t_6(k)));

w1_6(k)=dw1_6;

end

%7 meritev

load meri898;




i2_7=abs(i2_7_a)

u1_7=abs(u1_7_a)

p1_7=u1_7.*i2_7;


56

n_7=length(i2_7);

dw1_7=0;

for k=1:1:(n_7-1)

dw1_7=dw1_7+(u1_7(k)*i2_7(k)*(t_7(k+1)-t_7(k)));

w1_7(k)=dw1_7;

end

%8 meritev

load meri900;




i2_8=abs(i2_8_a)

u1_8=abs(u1_8_a)

p1_8=u1_8.*i2_8;

n_8=length(i2_8);

dw1_8=0;

for k=1:1:(n_8-1)

dw1_8=dw1_8+(u1_8(k)*i2_8(k)*(t_8(k+1)-t_8(k)));

w1_8(k)=dw1_8;

end

%9 meritev

load meri902;




i2_9=abs(i2_9_a)

u1_9=abs(u1_9_a)

p1_9=u1_9.*i2_9;

n_9=length(i2_9);

dw1_9=0;

for k=1:1:(n_9-1)

dw1_9=dw1_9+(u1_9(k)*i2_9(k)*(t_9(k+1)-t_9(k)));

w1_9(k)=dw1_9;

end

%10 meritev

load meri904;




i2_10=abs(i2_10_a)

u1_10=abs(u1_10_a)

p1_10=u1_10.*i2_10;

n_10=length(i2_10);

dw1_10=0;

for k=1:1:(n_10-1)

dw1_10=dw1_10+(u1_10(k)*i2_10(k)*(t_10(k+1)-t_10(k)));

w1_10(k)=dw1_10;

end



57

i2_p=(i2_1+i2_2+i2_3+i2_1+i2_4+i2_5+i2_6+i2_7+i2_8+i2_9+i2_10

)/10

u1_p=(u1_1+u1_2+u1_3+u1_1+u1_4+u1_5+u1_6+u1_7+u1_8+u1_9+u1_10

)/10

p1_p=(p1_1+p1_2+p1_3+p1_1+p1_4+p1_5+p1_6+p1_7+p1_8+p1_9+p1_10

)/10

w1_p=(w1_1+w1_2+w1_3+w1_1+w1_4+w1_5+w1_6+w1_7+w1_8+w1_9+w1_10

)/10

figure(1)




title('Tok motorja J-S','fontsize',14)



title('Napetost motorja J-S','fontsize',14)



title('Moč motorja J-S','fontsize',14)

subplot(224),plot(t_1(1:40000),w1_p,'b'),grid on, xlabel('Čas

[s]','fontsize',14), ylabel('Energija motorja

[Ws]','fontsize',14), title('Energija motorja J-

S','fontsize',14)


58

PRILOGA E: MATLAB KODA ZA NAVPIČNI MOTOR SMER VZHOD-ZAHOD

clear all

clc

%% SMER (V-Z) 0-270 stopinj

%1 meritev

load meri974;




i1_1=(i1_1_a)

p1_1=u2_1.*i1_1;

n_1=length(i1_1);

dw1_1=0;

for k=1:1:(n_1-1)

dw1_1=dw1_1+(u2_1(k)*i1_1(k)*(t_1(k+1)-t_1(k)));

w1_1(k)=dw1_1;

end

%2 meritev

load meri976;




i1_2=(i1_2_a)

p1_2=u2_2.*i1_2;

n_2=length(i1_2);

dw1_2=0;

for k=1:1:(n_2-1)

dw1_2=dw1_2+(u2_2(k)*i1_2(k)*(t_2(k+1)-t_2(k)));

w1_2(k)=dw1_2;

end

%3 meritev

load meri978;




i1_3=(i1_3_a)

p1_3=u2_3.*i1_3;

n_3=length(i1_3);

dw1_3=0;

for k=1:1:(n_3-1)

dw1_3=dw1_3+(u2_3(k)*i1_3(k)*(t_3(k+1)-t_3(k)));

w1_3(k)=dw1_3;

end

%4 meritev

load meri980;




59


i1_4=(i1_4_a)

p1_4=u2_4.*i1_4;

n_4=length(i1_4);

dw1_4=0;

for k=1:1:(n_4-1)

dw1_4=dw1_4+(u2_4(k)*i1_4(k)*(t_4(k+1)-t_4(k)));

w1_4(k)=dw1_4;

end

%5 meritev

load meri982;




i1_5=(i1_5_a)

p1_5=u2_5.*i1_5;

n_5=length(i1_5);

dw1_5=0;

for k=1:1:(n_5-1)

dw1_5=dw1_5+(u2_5(k)*i1_5(k)*(t_5(k+1)-t_5(k)));

w1_5(k)=dw1_5;

end

%6 meritev

load meri984;




i1_6=(i1_6_a)

p1_6=u2_6.*i1_6;

n_6=length(i1_6);

dw1_6=0;

for k=1:1:(n_6-1)

dw1_6=dw1_6+(u2_6(k)*i1_6(k)*(t_6(k+1)-t_6(k)));

w1_6(k)=dw1_6;

end

%7 meritev

load meri986;




i1_7=(i1_7_a)

p1_7=u2_7.*i1_7;

n_7=length(i1_7);

dw1_7=0;

for k=1:1:(n_7-1)

dw1_7=dw1_7+(u2_7(k)*i1_7(k)*(t_7(k+1)-t_7(k)));

w1_7(k)=dw1_7;

end

%8 meritev


60

load meri988;




i1_8=(i1_8_a)

p1_8=u2_8.*i1_8;

n_8=length(i1_8);

dw1_8=0;

for k=1:1:(n_8-1)

dw1_8=dw1_8+(u2_8(k)*i1_8(k)*(t_8(k+1)-t_8(k)));

w1_8(k)=dw1_8;

end

%9 meritev

load meri990;




i1_9=(i1_9_a)

p1_9=u2_9.*i1_9;

n_9=length(i1_9);

dw1_9=0;

for k=1:1:(n_9-1)

dw1_9=dw1_9+(u2_9(k)*i1_9(k)*(t_9(k+1)-t_9(k)));

w1_9(k)=dw1_9;

end

%10 meritev

load meri992;




i1_10=(i1_10_a)

p1_10=u2_10.*i1_10;

n_10=length(i1_10);

dw1_10=0;

for k=1:1:(n_10-1)

dw1_10=dw1_10+(u2_10(k)*i1_10(k)*(t_10(k+1)-t_10(k)));

w1_10(k)=dw1_10;

end


i1_p=(i1_1+i1_2+i1_3+i1_4+i1_5+i1_6+i1_7+i1_8+i1_9+i1_10)/10

u2_p=(u2_1+u2_2+u2_3+u2_4+u2_5+u2_6+u2_7+u2_8+u2_9+u2_10)/10

p1_p=(p1_1+p1_2+p1_3+p1_4+p1_5+p1_6+p1_7+p1_8+p1_9+p1_10)/10

w1_p=(w1_1+w1_2+w1_3+w1_4+w1_5+w1_6+w1_7+w1_8+w1_9+w1_10)/10

figure(1)




title('Tok motorja V-Z','fontsize',14)


61



title('Napetost motorja V-Z','fontsize',14)



title('Moč motorja V-Z','fontsize',14)

subplot(224),plot(t_1(1:120000),w1_p,'b'),grid on,

xlabel('Čas [s]','fontsize',14), ylabel('Energija motorja

[Ws]','fontsize',14), title('Energija motorja V-

Z','fontsize',14)


62

PRILOGA F: MATLAB KODA ZA NAVPIČNI MOTOR SMER ZAHOD-VZHOD

clear all

clc

%% SMER (Z-V) 270-0 stopinj

%1 meritev

load meri975;




i1_1=(i1_1_a)

p1_1=u2_1.*i1_1;

n_1=length(i1_1);

dw1_1=0;

for k=1:1:(n_1-1)

dw1_1=dw1_1+(u2_1(k)*i1_1(k)*(t_1(k+1)-t_1(k)));

w1_1(k)=dw1_1;

end

%2 meritev

load meri977;




i1_2=(i1_2_a)

p1_2=u2_2.*i1_2;

n_2=length(i1_2);

dw1_2=0;

for k=1:1:(n_2-1)

dw1_2=dw1_2+(u2_2(k)*i1_2(k)*(t_2(k+1)-t_2(k)));

w1_2(k)=dw1_2;

end

%3 meritev

load meri979;




i1_3=(i1_3_a)

p1_3=u2_3.*i1_3;

n_3=length(i1_3);

dw1_3=0;

for k=1:1:(n_3-1)

dw1_3=dw1_3+(u2_3(k)*i1_3(k)*(t_3(k+1)-t_3(k)));

w1_3(k)=dw1_3;

end

%4 meritev

load meri981;




63


i1_4=(i1_4_a)

p1_4=u2_4.*i1_4;

n_4=length(i1_4);

dw1_4=0;

for k=1:1:(n_4-1)

dw1_4=dw1_4+(u2_4(k)*i1_4(k)*(t_4(k+1)-t_4(k)));

w1_4(k)=dw1_4;

end

%5 meritev

load meri983;




i1_5=(i1_5_a)

p1_5=u2_5.*i1_5;

n_5=length(i1_5);

dw1_5=0;

for k=1:1:(n_5-1)

dw1_5=dw1_5+(u2_5(k)*i1_5(k)*(t_5(k+1)-t_5(k)));

w1_5(k)=dw1_5;

end

%6 meritev

load meri985;




i1_6=(i1_6_a)

p1_6=u2_6.*i1_6;

n_6=length(i1_6);

dw1_6=0;

for k=1:1:(n_6-1)

dw1_6=dw1_6+(u2_6(k)*i1_6(k)*(t_6(k+1)-t_6(k)));

w1_6(k)=dw1_6;

end

%7 meritev

load meri987;




i1_7=(i1_7_a)

p1_7=u2_7.*i1_7;

n_7=length(i1_7);

dw1_7=0;

for k=1:1:(n_7-1)

dw1_7=dw1_7+(u2_7(k)*i1_7(k)*(t_7(k+1)-t_7(k)));

w1_7(k)=dw1_7;

end

%8 meritev


64

load meri989;




i1_8=(i1_8_a)

p1_8=u2_8.*i1_8;

n_8=length(i1_8);

dw1_8=0;

for k=1:1:(n_8-1)

dw1_8=dw1_8+(u2_8(k)*i1_8(k)*(t_8(k+1)-t_8(k)));

w1_8(k)=dw1_8;

end

%9 meritev

load meri991;




i1_9=(i1_9_a)

p1_9=u2_9.*i1_9;

n_9=length(i1_9);

dw1_9=0;

for k=1:1:(n_9-1)

dw1_9=dw1_9+(u2_9(k)*i1_9(k)*(t_9(k+1)-t_9(k)));

w1_9(k)=dw1_9;

end

%10 meritev

load meri993;




i1_10=(i1_10_a)

p1_10=u2_10.*i1_10;

n_10=length(i1_10);

dw1_10=0;

for k=1:1:(n_10-1)

dw1_10=dw1_10+(u2_10(k)*i1_10(k)*(t_10(k+1)-t_10(k)));

w1_10(k)=dw1_10;

end


i1_p=(i1_1+i1_2+i1_3+i1_4+i1_5+i1_6+i1_7+i1_8+i1_9+i1_10)/10

u2_p=(u2_1+u2_2+u2_3+u2_4+u2_5+u2_6+u2_7+u2_8+u2_9+u2_10)/10

p1_p=(p1_1+p1_2+p1_3+p1_4+p1_5+p1_6+p1_7+p1_8+p1_9+p1_10)/10

w1_p=(w1_1+w1_2+w1_3+w1_4+w1_5+w1_6+w1_7+w1_8+w1_9+w1_10)/10

figure(1)




title('Tok motorja Z-V','fontsize',14)


65



title('Napetost motorja Z-V','fontsize',14)



title('Moč motorja Z-V','fontsize',14)

subplot(224),plot(t_1(1:120000),w1_p,'b'),grid on,

xlabel('Čas [s]','fontsize',14), ylabel('Energija motorja

[Ws]','fontsize',14), title('Energija motorja Z-

V','fontsize',14)


66

PRILOGA G: IZJAVA O ISTOVETNOSTI TISKANE IN ELEKTRONSKE VERZIJE

ZAKLJUČNEGA DELA IN OBJAVI OSEBNIH PODATKOV DIPLOMANTOV


67

PRILOGA H: IZJAVA O AVTORSTVU ZAKLJUČNEGA DELA

izdelava in eksperimentalno preizkuŠanje · iv izdelava in eksperimentalno preizuŠanje dvo-osnega...

Documents