È meglio un inseguitore solare monoassiale o biassiale?

Tipicamente, un sistema di inseguimento solare regola la superficie del pannello solare o delle superfici riflettenti per seguire il movimento del sole. Il movimento degli inseguitori solari aumenta la produzione di energia solare fino al 40% rispetto ai pannelli standard. Gli inseguitori solari sono sempre più utilizzati nei pannelli solari sia residenziali che commerciali grazie alla tecnologia di cattura solare migliorata e più efficiente. Ma è meglio un inseguitore solare monoassiale o biassiale?

Tipi di sistemi di inseguimento solare

I sistemi di inseguimento solare possono essere classificati in base alla modalità del loro movimento. Ci sono assi per una superficie mobile: due assi orizzontali e un asse verticale.

La superficie può essere ruotata attorno a ciascun asse (inclinata) per ottenere l’angolo giusto per ricevere la massima luce solare. Quando il movimento o la regolazione della superficie avviene ruotando attorno a un asse, si parla di inseguimento ad asse singolo.

D’altra parte, quando la rotazione della superficie avviene attorno a due assi contemporaneamente, si parla di tracking a doppio asse.

Applicazione del sistema di inseguimento ad asse singolo

Gli inseguitori ad asse singolo di solito si spostano da est a ovest e seguono la direzione del Sole.

I tracker ad asse singolo hanno un solo angolo che viene utilizzato come asse di rotazione. Questo tipo di tracker può aumentare la produzione di elettricità di oltre il 30%, contro il 40% di aumento annuo di un inseguitore biassiale (che sale al 65% durante l’estate) Questi tracker forniscono un modo efficiente, semplice ed economico per migliorare il funzionamento degli impianti solari.

Inoltre, questi tracker possono ottimizzare le prestazioni del sole durante le stagioni estive e primaverili, quando il sole si trova in una posizione più alta nel cielo.

L’utilità dei tracker ad asse singolo, tuttavia, diminuisce man mano che si spostano più a nord. È perché la varianza dell’angolo solare è maggiore tra la stagione estiva e quella invernale.

Inoltre, la performance cala negli altri periodi dell’anno per la posizione orizzontale del Sole. Alle latitudini più elevate, i tracker dell’asse verticale funzionano meglio. In questo modo, i pannelli o i pannelli solari possono seguire la posizione del sole sia in inverno che in estate.

Inseguitore solare ad asse singolo orizzontale (HSAT)

L’inseguitore solare orizzontale ad asse singolo ruota da est a ovest per tutto il giorno su un asse fisso parallelo al suolo.

Questo tipo di tracker è considerato la geometria del tracker più conveniente in molte applicazioni. I tracker orizzontali ad asse singolo possono seguire il movimento del Sole dalla mattina alla sera attraverso il cielo.

Una struttura HSAT può essere supportata in molti punti lungo l’asse di rotazione e quindi richiede meno complessità e meno materiale per la costruzione rispetto ad altre geometrie di inseguimento.

La geometria di inseguimento orizzontale è più preferita in quanto riduce i requisiti di materiale strutturale mantenendo i moduli a un profilo relativamente basso rispetto alla fondazione. Inoltre, non è necessario alcun collegamento speciale per ruotare il sistema attorno al suo baricentro.

Vantaggi del sistema di inseguimento solare ad asse singolo

I tracker ad asse singolo hanno un unico grado di flessibilità che funge da asse di rotazione, generalmente allineato lungo un percorso nord-sud. I principali vantaggi dei tracker monoasse includono:

  • I tracker ad asse singolo sono più affidabili.
  • L’asse singolo ha una durata maggiore rispetto ai tracker a doppio asse.
  • I tracker ad asse singolo sono più economici dei tracker a doppio asse perché hanno un meccanismo semplice e funzionano a basso costo.
  • I tracker ad asse singolo sono ideali per le aziende con un budget inferiore o aree generalmente nuvolose.
  • Gli inseguitori ad asse singolo hanno un’efficienza di quasi il 32,17% rispetto a un pannello di montaggio per inseguitore solare fisso.
  • Questi inseguitori seguono il Sole da est a ovest, fornendo una potenza costante per tutto il giorno.
  • Gli inseguitori generano una potenza annuale superiore del 15-16% rispetto a una stazione statica della stessa capacità installata.
  • I tracker ad asse singolo forniscono la più alta densità di posizionamento dei pannelli fotovoltaici per quadrato.
  • Il periodo di ammortamento è inferiore per l’investimento del progetto solare e un aumento significativo dei profitti.
  • L’installazione di un sistema di inseguimento solare può richiedere alcune parti e ingranaggi aggiuntivi da aggiungere al sistema di pannelli solari e richiedono anche manutenzione di tanto in tanto.

Applicazione del sistema di inseguimento solare a doppio asse

I tracker a doppio asse hanno due gradi dell’asse di rotazione, chiamati “asse primario” e “asse secondario”. L’asse di rotazione può spostarsi verso il basso o verso l’alto per adattarsi agli angoli del Sole durante il giorno.

L’inseguimento a doppio asse consente l’orientamento più accurato del dispositivo solare e si dice che fornisca il 40% in più di uscita attraverso l’assorbimento di energia. Tuttavia, questi inseguitori solari sono più complessi e costosi.

I tracker a doppio asse sono continuamente rivolti verso il Sole poiché possono muoversi in due direzioni diverse. Esistono due tipi di tracker a doppio asse basati sull’altitudine: inclinazione della punta e altitudine azimutale.

In genere, l’inseguimento a doppio asse viene utilizzato per orientare uno specchio e reindirizzare la luce solare lungo un asse fisso verso un ricevitore fisso.

Poiché questi tracker tracciano il percorso del sole verticalmente e orizzontalmente, aiutano a ottenere la massima energia solare.

I tracker a doppio asse di altitudine azimutale possono risolvere entrambi i problemi. Tuttavia, questi tracker possono essere costosi e aggiungere quasi 3.500 – 6.500 euro al costo dell’installazione solare.

La funzione degli inseguitori a doppio asse dipende da perni verticali e orizzontali, che sono guidati dal controller in modo simile ai telescopi solari. Questi sono piuttosto costosi e il loro utilizzo è generalmente limitato ai sistemi di energia solare di livello commerciale.

Il tracciamento accurato degli inseguitori solari a doppio asse viene utilizzato anche in un’applicazione solare mirata, come gli specchi che dirigono i ricevitori della luce solare e convertono la luce solare in calore.