الفرق بين أنظمة التتبع أحادية المحور وثنائية المحور

الطاقة الشمسية هي مصدر للطاقة المتجددة سريع النمو ويكتسب شعبية كبديل صديق للبيئة للوقود الأحفوري التقليدي. مع استمرار نمو الطلب على الطاقة الشمسية، تتزايد أيضًا الحاجة إلى تقنيات وأنظمة تتبع مبتكرة لتسخيرها بكفاءة. في هذه المقالة، سوف نستكشف الاختلافات بين المحور الواحد وأنظمة تتبع ثنائية المحور، مع تسليط الضوء على مميزاتها وفوائدها.

تم تصميم أنظمة التتبع أحادية المحور لتتبع حركة الشمس على طول محور واحد، عادة من الشرق إلى الغرب. يقوم النظام عادةً بإمالة الألواح الشمسية في اتجاه واحد لزيادة التعرض لأشعة الشمس طوال اليوم. يعد هذا حلاً بسيطًا وفعالاً من حيث التكلفة لزيادة إنتاج الألواح الشمسية بشكل كبير مقارنة بأنظمة الإمالة الثابتة. يتم ضبط زاوية الميل وفقًا للوقت من اليوم والموسم لضمان أن تكون الألواح دائمًا متعامدة مع اتجاه الشمس، مما يزيد من كمية الإشعاع المستقبلة.

من ناحية أخرى، ترتقي أنظمة التتبع ثنائية المحور بتتبع الشمس إلى مستوى جديد من خلال دمج محور ثانٍ للحركة. ولا يتتبع النظام الشمس من الشرق إلى الغرب فحسب، بل يتتبع أيضًا حركتها العمودية، والتي تختلف على مدار اليوم. من خلال إعادة ضبط زاوية الميل باستمرار، تكون الألواح الشمسية قادرة على الحفاظ على وضعها الأمثل بالنسبة للشمس في جميع الأوقات. وهذا يزيد من التعرض لأشعة الشمس ويزيد من إنتاج الطاقة. تعد أنظمة التتبع ثنائية المحور أكثر تقدمًا منأنظمة أحادية المحوروتقديم قدر أكبر من التقاط الإشعاع.

في حين أن كلا نظامي التتبع يوفران توليدًا محسنًا للطاقة مقارنة بأنظمة الإمالة الثابتة، إلا أن هناك اختلافات كبيرة بينهما. أحد الاختلافات الرئيسية هو تعقيدها. تعد أنظمة التتبع أحادية المحور بسيطة نسبيًا وتحتوي على عدد أقل من الأجزاء المتحركة، مما يجعلها أسهل في التركيب والصيانة. كما أنها تميل أيضًا إلى أن تكون أكثر فعالية من حيث التكلفة، مما يجعلها خيارًا جذابًا لمشاريع الطاقة الشمسية الصغيرة أو المواقع ذات الإشعاع الشمسي المعتدل.

من ناحية أخرى، تعد أنظمة التتبع ثنائية المحور أكثر تعقيدًا ولها محور حركة إضافي يتطلب محركات وأنظمة تحكم أكثر تعقيدًا. هذا التعقيد المتزايد يجعل الأنظمة ثنائية المحور أكثر تكلفة في التركيب والصيانة. ومع ذلك، فإن زيادة إنتاج الطاقة التي توفرها غالبًا ما تبرر التكلفة الإضافية، خاصة في المناطق ذات الإشعاع الشمسي العالي أو حيث توجد منشآت كبيرة للطاقة الشمسية.

هناك جانب آخر يجب مراعاته وهو الموقع الجغرافي وكمية الإشعاع الشمسي. وفي المناطق التي يتغير فيها اتجاه الشمس بشكل كبير على مدار العام، تصبح قدرة نظام التتبع ثنائي المحور على متابعة حركة الشمس من الشرق إلى الغرب وقوسها العمودي مفيدة للغاية. فهو يضمن أن تكون الألواح الشمسية دائمًا متعامدة مع أشعة الشمس، بغض النظر عن الموسم. ومع ذلك، في المناطق التي يكون فيها مسار الشمس ثابتًا نسبيًا، أنظام تتبع أحادي المحورعادة ما تكون كافية لتعظيم إنتاج الطاقة.

باختصار، يعتمد الاختيار بين نظام التتبع أحادي المحور ونظام التتبع ثنائي المحور على عدة عوامل، بما في ذلك التكلفة والتعقيد والموقع الجغرافي ومستويات الإشعاع الشمسي. في حين أن كلا النظامين يعملان على تحسين توليد الطاقة الشمسية مقارنة بالأنظمة ذات الميل الثابت، فإن أنظمة التتبع ثنائية المحور توفر التقاطًا أعلى للإشعاع نظرًا لقدرتها على تتبع حركة الشمس على طول محورين. وفي نهاية المطاف، ينبغي أن تستند القرارات إلى تقييم شامل للمتطلبات والشروط المحددة لكل مشروع للطاقة الشمسية.