Bulanık mantığı kullanılarak kapalı döngü çok eksenli güneş ışınımı takip sisteminin geliştirilmesi

Güneş panelleri kullanan enerji üretiminin sistemlerinin verimliliğinin artırılmasını amaçlayan bu çalışmada, ışınları engelleyebilecek potansiyel engelleri dikkate alarak, güneş ışınımının kullanımının maksimizasyonunu sağlamak için, akıllı bir güneş takip sisteminin planlanması, tasarlanması ve uygulanması gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, akıllı güneş takip sistemi konseptiyle uyumlu, azimut açısını belirleme ihtiyacını ortadan kaldıran denetim ve dış iskelet yapısı seçilmiş ve sistemin güneş ışıklarını dik almasını sağlamaya odaklanılmıştır. Dış iskelet, 360° yatay harekete ve 180° dikey harekete imkan verecek şekilde birbirine bağlı iki bileşenle tasarlanmıştır; böylece optimum izleme ve doğru takip başarımı sağlanmıştır. Gerçekleştirilen bu tasarımın hareket tahriki, döner eksen için DC motor, yatay ve dikey eksenler için servo motorlar kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kısmi gölgeler de dahil olmak üzere engellerin etkili bir şekilde üstesinden gelmek ve sensörlerden biri arızalansa bile doğru izlemeyi sürdürmek için sekiz LDR sensörü kullanılmıştır. Bu sensörlerden alınan veriler, geliştirilen bir matematik model ve bulanık tabanlı bir denetim algoritmasına dayalı olarak kontrol edilmektedir. Sensör verilerini işlemek ve eksenel hareketi sağlayan motorları yönetmek için kontrolör seçiminde, bulanık mantık algoritması kullanan ve göreceli değerleri ve bileşenleri işlemedeki doğruluğuyla ve düşük maliyeti ile bilinen Arduino tabanlı bir denetleyici seçilmiştir. Bulanık mantık denetleyici, sistemin tüm elemanlarının kontrol edilmesinden, yönlendirilmesinden ve panellerin doğrudan güneş ışığını optimum şekilde alacak şekilde hareket ettirilmesi için gereken sürenin belirlenmesinden sorumludur. 524 satırlık programlamadan oluşan bulanık mantık algoritması, kısmi gölge ve hatalı LDR sensörü gibi zorlukları etkili bir şekilde ele iv alırken doğru ve en iyi sonuçları elde etmek için kapsamlı talimatlar, girişler ve kontrol mekanizmaları içerir. Hareket, ışınım, sıcaklık gibi veriler bir kayıt modülü (SD kart) kullanılarak, sistem verimliliğini kontrol etmek ve güvenlik açıklarını belirlemek için istenildiği zaman erişilebilen bir hafıza kartında saklanmaktadır. Dneysel sonuçlar, 8 LDR sensörü kullanmanın, güneş ışınımının kaynağını doğru bir şekilde ayarlamanın ve istenen hedefe ulaşmak için en iyi açıları seçmenin yanı sıra, sistemin karşılaştığı tüm engellerin aşılmasını sağladığını göstermiştir. Bununla birlikte, hem DC hem de servo motorların kullanılması bu çalışmada karşılaşılan temel engellerin aşılmasında önemli bir rol oynamıştır. Spesifik olarak, güneş ışıklarına dik olan optimal açının belirlenmesini kolaylaştırmış, azimut açısı gerekliliğini ve en uygun başlangıç açısının tespiti gibi işlemleri ortadan kaldırmıştır. Gerçekleştirilen bu system ile, geleneksel takip sistemlerinin verim avantajları avantajları ile yapay zekanın takip sürecine entegrasyonunun bir birleşimi olarak kategorize edilebilir.