| Aufbau der Nachführanlage |
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Aufgabe ist es nun, die Kenntnisse des Nachführmodells auf eine echte, große Nachführanlage zu übertragen. Das Grundkonzept steht also fest: Damit eine stetige genaue Ausrichtung der Solarzelle zur Sonne erfolgt und damit die Sonnenenergie effizient genutzt wird, muss per Computer der Sonnenstand aus aktuellem Datum und Uhrzeit berechnet werden. Über ein Interface werden dann vom Computer die Elektromotoren der Nachführtechnik angesteuert, so dass der richtige Horizontal- und Vertikalwinkel eingestellt ist. Jede Minute soll eine Korrektur dieser Einstellungen erfolgen.
Poster zur Erklärung der Nachführtechnik
Intensive Recherchen führen uns zur Firma SolarTrak, die offensichtlich Erfahrung in der Montage von starken, wetterausgesetzten Elektromotoren besitzt. Im Gegensatz zu den Schrittmotoren unseres Modells werden hier Elektromotoren verwendet, die über ein Getriebe die Solarzelle bewegen. Es muss also eine neue Elektronik entwickelt werden, womit die Verbindung zwischen Computer und Motoren hergestellt wird. SolarTrak selbst benutzt keine Computersteuerung, sondern Fotozellen, welche die Position der Sonne ermitteln sollen. Unsere Erfahrungen mit diesem Prinzip von 1994, wo wir ein solches System aus 4 Fotodioden aufgebaut hatten, zeigt, dass sich bei jeder Wolke das System unkalkulierbar bewegt, weshalb wir die computergesteuerte Variante bevorzugen.
Abbildung der Steuerkarte, die im PC eingebaut wurde.
Über 4 Lastrelais werden die Motoren für Horizontal- und Vertikalbewegung vorwärts-rückwärts angetrieben. Um die genaue Position der Solarzellen zu kennen wird anstelle der Schrittmotorenimpulse eine ausgeklügelte Technik zum Zählen der Motorumdrehungen entwickelt. Letztlich zählt der Computer die Impulse, welcher die Motorwelle über eine Lichtschranke abgibt. Wir stellen fest, dass bei 930 Impulsen von der Motorwelle die Zelle um genau 90 Grad bewegt wird, also 10,33 Impulse pro Grad.
Motorwelle mit der Lichtschranke, die die Impulse zur Zählund der Drehungen liefert.
Selbst entwickelte Karte zur Steuerung von hinten.
Sie wird über den Parallelport betrieben und nicht über den ISA-Slot
Mit dem von Stefan Pröbsting und Thomas Lammersen entwickelten Programm Suncontrol (Delphi), lässt sich die Nachführanlage steuern. Die Anlage kann auf Tastendruck auf Null gefahren werden, d. h. das Modul wird komplett nach Osten gedreht, bis die Drehung durch einen erreichten Kontakt gestoppt wird. Man kann über die Programmoberfläche eine bestimme Gradzahl eingeben. Der Computer berechnet dann, wie viele Umdrehungen die Motorwelle durchführen muss, um den gewünschten Winkel zu erreichen. Die Elektronik aktiviert dann die Drehung der Motoren. Es gibt zwei Betriebsmodi: 1. Manuelle Steuerung oder 2. Steuerung per ewigem Kalender.
Wir können nun die Solarzellen horizontal und vertikal mit dem ewigen Kalender-Programm über einen PC steuern. Die Position der Anlage wird über Ticks von den Lichtschranken gemessen. Es werden die Umdrehungen des Motors gezählt und damit die Gradzahlen, woraus sich die Position des Solarmoduls bestimmen lässt. In unseren Programmen (mit Turbo Pascal und Delphi) läuft der Kalender und richtet über die Nachführanlage die Solarzellen genau der Sonne nach. Die Anlage kann auf Tastendruck auf Null gefahren werden und man kann eine bestimme Gradzahl eingeben, zu der sich dann die Zelle ausrichtet. Es solll nun die Leistung der beweglichen Zelle mit eine baugleichen festen Zelle verglichen werden.
Problematisch ist jedoch das Timing unter Windows, da die Zählfolge der Motorimpulse nicht mehr richtig erfasst wird. SunControl wird daher auf ein elementareres Betriebssystem (DOS) übertragen und funktioniert damit einwandfrei
Kleinere Probleme werden direkt behoben.