ردیاب خورشیدی (solar tracker)، دستگاهی است که بار خود را به سمت خورشید، جهتگیری میکند. این بار معمولاً، پنل های خورشیدی، فرورفتگیهای سهموی، فرنل های منعکسکننده ((Fresnel reflectors آینهها یا عدسیها است.
برای سیستمهای فتوولتاییک با پنل تخت، ردیابها برای کوچک کردن زاویه وقوع بین تابش خورشید ورودی و پنل فتوولتاییک است. این امر، مقدار انرژی تولیدشده از مقدار ثابت ظرفیت توانی نصب شده، افزایش میدهد.
در فتوولتاییک های متمرکز (CPV) و توان خورشیدی متمرکز (CSP)، ردیابها برای فعال کردن اجزای نوری در CPV و CSP استفاده میشوند. عدسیها در کاربردهای خورشیدی متمرکز، نور خورشید را مستقیماً دریافت و بنابراین باید به صورت مناسب برای جمعآوری انرژی جهتگیری شوند. سیستمهای ردیاب در تمامی کاربردهای متمرکز یافته میشوند زیرا چنین سیستمهایی تا زمانی که به سمت خورشید نباشند، انرژی تولید نمیکنند.
ایده اصلی ردیاب خورشیدی
نور خورشید دو جز دارد، تابش مستقیم که 90% انرژی خورشید را دارد و تابش پخش (diffuse sunlight) که مابقی را حمل میکند. سهم دیفیوز، آسمان آبی در یک روز صاف است و به طور متناسب در روزهای ابری افزایش پیدا میکند. از آنجایی که بیشتر انرژی خورشید در تابش مستقیم است، دیده شدن خورشید نسبت به پنل ها تا جایی که ممکن است، امری مهم است.
انرژی تابش مستقیم با کسینوس زاویه بین نور ورودی و پنل میرسد. بعلاوه، بازتاب تقریباً برای زاویههای وقوع بیش از حدود 50 درجه، ثابت است.
انواع ردیابهای خورشیدی
انواع مختلف جاذبهای خورشیدی و موقعیتهایشان (عرض جغرافیایی)، انواع مختلفی از مکانیسمهای ردیابی را نیاز دارد. جاذبهای خورشیدی میتوانند دو شکل باشند:
- پنل های تخت غیرمتمرکز، معمولاً فتوولتاییک یا آب داغ
- سیستمهای متمرکز، از انواع مختلف
سیستمهای جاذب خورشیدی میتوانند ثابت (تنظیم به صورت دستی) یا ردیاب باشند. سیستمهای ردیاب میتوانند با موارد زیر دستهبندی شوند:
- جاذب ثابت، آینه متحرک
- جاذب متحرک
سیستمهای ثابت
پروژههای مسکونی و تجاری با ظرفیت کم یا خورشیدی پشت بام صنعتی و پنل های خورشیدی آبگرمکن ثابت هستند. مزایایی سیستمهای ثابت عبارتاند از:
- مزایایی مکانیکی: تولید ساده، هزینه نصب و نگهداری کمتر
- بار بادی: بسیار در برابر باد محکم هستند.
- نور غیرمستقیم: تنها 10 % نور خورشید به صورت دیفیوز است.
- تلورانس: جذب مؤثر با به هم ریختن تنظیم زاویه با نور خورشید، بسیار تغییر میکند.
ردیابها
با وجود اینکه میتوان از پنل های تخت ثابت برای جذب سهم زیادی از انرژی خورشید استفاده کرد، توان مهمی در صبحهای زود و در زمانهای آخر بعدازظهر وجود دارد که میتوان با سیستمهای متحرک دریافت کرد.
بنابراین هدف اصلی سیستم ردیاب دریافت انرژی خورشیدی برای مدت بیشتری از روز و زاویه دقیقتر هنگام تغییر مکان خورشید با تغییر فصول است.