A new solar tracking strategy to upgrade solar power efficiency using ZIP codes as an alternative to sensors

• Autorzy: Dahli Khadidja , Cheggaga Nawal

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.07.21

Warianty tytułu

PL

Nowa strategia śledzenia energii słonecznej w celu poprawy wydajności energii słonecznej za pomocą kodów pocztowych jako alternatywa dla czujników

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Over the last few years, solar trackers has gone from being a modern power technology to a major source of electricity production. Thus far, the solar tracking technology has dominated the market of solar power and renewable energy. Usually solar trackers use sensors to locate the sun's position with a high degree of accuracy; however; the biggest disadvantages of sensor based solar trackers is that they can be complex, inaccurate with the high response time and are slightly more expensive than their stationary counterpart. In that matter, the main objective of this work is to design a new, cost effective and simple solar tracker that increases the solar power efficiency without using sensors nor feedback loops. Instead, we have found a new and more accurate strategy to properly determine the position of the sun by using a tracking code that is based on countries ZIP codes. In this paper the design, simulation and testing of a high-precision and sensorless solar tracking system is carried out using sun position algorithm and astronomical equations. Results show that our tracking system can be 99.9% as accurate as a GPS based solar tracker; moreover, it can be flexible, efficient, low-cost and fitting for both large and small solar generation.

PL

W ciągu ostatnich kilku lat trackery słoneczne z nowoczesnej technologii energetycznej stały się głównym źródłem produkcji energii elektrycznej. Do tej pory technologia śledzenia słońca zdominowała rynek energii słonecznej i energii odnawialnej. Zwykle trackery słoneczne wykorzystują czujniki do lokalizowania pozycji słońca z dużą dokładnością; jednakże; największą wadą trackerów słonecznych opartych na czujnikach jest to, że mogą być skomplikowane, niedokładne z długim czasem reakcji i są nieco droższe niż ich stacjonarny odpowiednik. W tym zakresie głównym celem niniejszej pracy jest zaprojektowanie nowego, efektywnego kosztowo i prostego trackera słonecznego, który zwiększy efektywność energii słonecznej bez użycia czujników i pętli sprzężenia zwrotnego. Zamiast tego znaleźliśmy nową i dokładniejszą strategię prawidłowego określania pozycji słońca za pomocą kodu śledzenia opartego na kodach pocztowych krajów. W tym artykule projekt, symulacja i testowanie bardzo precyzyjnego i bezczujnikowego systemu śledzenia Słońca są przeprowadzane przy użyciu algorytmu położenia słońca i równań astronomicznych. Wyniki pokazują, że nasz system śledzenia może być w 99,9% tak dokładny, jak lokalizator słoneczny oparty na GPS; ponadto może być elastyczna, wydajna, tania i odpowiednia zarówno dla dużych, jak i małych generatorów energii słonecznej.

Słowa kluczowe

EN

tracking code; solar power efficiency; solar-tracking system; ZIP codes

PL

kod śledzenia; efektywność energii słonecznej; system śledzenia energii słonecznej; kody pocztowe

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 7
• Strony: 111--116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Dahli Khadidja

• Automatic and Systems at the Electrical and Remote Control Systems Laboratory, Blida University 1, Algeria

• https://orcid.org/0000-0001-9649-070X

autor

Cheggaga Nawal

• Scientific council of the electronics department Blida University 1, Algieria

Bibliografia

• [1] Ahmet, Aktas, and Kircicek Yagmur. 2021. Solar hybrid systems: design and application.
• [2] Fazlizan, Ahmad, Ahmed Abdulmula, Akmal Naim Amran, Chin Haw Lim, and Kamaruzzaman Sopian. 2019. Performance evaluation of maximum light detection solar tracking system in the tropics. Journal of Mechanical Science and Technology 33: 1391–1397. https://doi.org/10.1007/s12206-019-0240-2.
• [3] Soudani, Mohammed Elbar, Kamal Eddine Aiadi, Djamel Bechki, and Smail Chihi. 2017. Experimental and theoretical study of Parabolic trough collector (PTC) with a flat glass cover in the region of algerian sahara (Ouargla). Journal of Mechanical Science and Technology 31: 4003–4009. https://doi.org/10.1007/s12206-017-0747-3.
• [4] Why is renewable energy important? 2019. REN21.
• [5] Selvam, P. Surendhar. 2018. Efficient Solar Tracking System using GPS. International Journal for Research in Applied Science and Engineering Technology 6: 3842–3849. https://doi.org/10.22214/ijraset.2018.4635.
• [6] Samira, Boujenane. 2017. Tracker solaire à deux axes.
• [7] Huld, Thomas. Estimating Solar Radiation and Photovoltaic System Performance, the PVGIS Approach.
• [8] Rafique, Muhammad M., S. Rehman, and Luai M. Alhems. 2020. Assessment of solar energy potential and its deployment for cleaner production in Pakistan. Journal of Mechanical Science and Technology 34: 3437–3443. https://doi.org/10.1007/s12206-020-0736-9.
• [9] ECSTUFF4U for Electronics Engineer. 2022. https://www.ecstuff4u.com/. Accessed October 9.
• [10] Advantages and disadvantages of GPS - GeeksforGeeks. 2022. https://www.geeksforgeeks.org/advantages-and-disadvantages-of-gps/. Accessed December 24.
• [11] Mpodi, Emmanuel Karabo, Zeundjua Tjiparuro, and Oduetse Matsebe. 2019. Review of dual axis solar tracking and development of its functional model. Procedia Manufacturing 35: 580–588. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2019.05.082.
• [12] AL-Rousan, Nadia, Nor Ashidi Mat Isa, and Mohd Khairunaz Mat Desa. 2018. Advances in solar photovoltaic tracking systems: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews 82: 2548–2569. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.09.077.
• [13] Liste des codes postaux d’Algérie. 2022. Wikipédia.
• [14] NordNordWest. 2020. Deutsch: Karte der politischen Gliederung von Algerien (2019). Own work using:Algeria, administrative divisions - de - colored.svg by TUBS.
• [15] Khatib, Tamer, and Wilfried Elmenreich. 2016. Modeling of Photovoltaic Systems Using Matlab: Simplified Green Codes. Hoboken, New Jersey: Wiley-Blackwell.
• [16] Jafarkazemi, Farzad, and S. Ali Saadabadi. 2013. Optimum tilt angle and orientation of solar surfaces in Abu Dhabi, UAE. Renewable Energy 56. Elsevier: 44–49.
• [17] Gualla, Filippo. 2015. Sun position and PV panels : a model to determine the best orientation. undefined.
• [18] Sidek, M.H.M, W.Z.W Hasan, M.Z.A.Ab. Kadir, S. Shafie, M.A.M. Radzi, S.A. Ahmad, and M.H. Marhaban. 2014. GPS based portable dual-axis solar tracking system using astronomical equation. In 2014 IEEE International Conference on Power and Energy (PECon), 245–249. https://doi.org/10.1109/PECON.2014.7062450.
• [19] Kalogirou, Soteris A. 2014. Solar energy engineering: processes and systems. 2. ed. Amsterdam: AP, Academic Press/Elsevier.
• [20] Kuttybay, Nurzhigit, Ahmet Saymbetov, Saad Mekhilef, Madiyar Nurgaliyev, Didar Tukymbekov, Gulbakhar Dosymbetova, Aibolat Meiirkhanov, and Yeldos Svanbayev. 2020. Optimized Single-Axis Schedule Solar Tracker in Different Weather Conditions. Energies 13. Multidisciplinary Digital Publishing Institute: 5226. https://doi.org/10.3390/en13195226.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).