由印度达亚南达萨加尔工程学院科学家领导,印度Dayananda Sagar工程学院、Sri Venkateshwara工程学院、Jain大学(拟成为大学)和Nitte Meenakshi理工学院的研究人员共同参与的研究团队,开发出一种用于离网应用的树型光伏风力发电系统,相关研究成果发表在《富兰克林公开赛》杂志上,题为《用于混合可再生能源树系统的智能双轴太阳追踪器》。

研究人员介绍,这种混合树是人工合成结构,外观与真树相似,枝条上安装了太阳能电池板或风力涡轮机,可为照明负载、手机、家用设备、笔记本电脑和电动汽车输送电力,是绿色城市或智慧城市的理想能源。为最大限度提高能源输出,研究包含自动化双轴智能太阳跟踪系统,可自动定位光伏电池板,使其在世界任何地方都能实现最佳能源输出。
该系统被称为风光互补树(WSHT),包括顶部装有风力涡轮机(WT)的杆子,不同树枝上装有双轴太阳能跟踪器。最初,WSHT在MATLAB/Simulink中进行仿真,使用一块固定光伏板、一块双轴太阳跟踪系统上的光伏板以及一个风力涡轮机系统,两块光伏板额定功率均为100W,风力涡轮机额定功率为500W。微控制器系统通过数学模型控制双轴跟踪器方向,使用GPS数据、陀螺仪方向传感器和数字罗盘等输入数据。科学家还利用典型WT变量,对不同风速(m/s)下的WT单元进行了建模。
模拟之后,团队建立了半物理模型,使用两个真实的100W光伏板(一个固定,另一个位于双轴跟踪器上)以及一个模拟的500W WT(使用来自NASA数据库的数据)。
WSHT被放置在印度班加罗尔地区,在2024年1月5日、5月5日、9月5日和12月5日的6:00至18:00之间进行了四天测量。系统始终使用WT,PV源不断变化,使用双轴或固定PV,倾斜角分别为18°、15°或10°。
该原型经过广泛测试,发现跟踪系统只需最少的运行能量。研究人员强调,建议的WSHT系统采用双轴跟踪系统时,每日发电量可达444.5瓦时;采用固定角度安装的太阳能电池板时,每日发电量可达409.5瓦时。经测定,太阳能组件最高输出功率为采用双轴跟踪系统时144瓦时,采用固定角度安装的太阳能电池板时109瓦时,风力涡轮机每日发电量为300.5瓦时。该系统可用于为多种设备供电。















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