افزایش بازدهی پنل‌های خورشیدی با ردیاب نوری هوشمند در دپارتمان کوروش‌فر

پروژه ردیاب خورشیدی دپارتمان کوروش‌فر: طراحی و ساخت

• سخت‌افزار:
  • ۲ عدد پنل خورشیدی کوچک
  • ۴ عدد سنسور نوری LDR
  • ۲ عدد سروو موتور
  • برد Arduino Nano و Shield Arduino
  • ماژول محافظ شارژ TP4056
  • ۳ عدد باتری لیتیومی ۲۲۰۰ میلی‌آمپرساعت
  • ماژول افزاینده ولتاژ
  • سوکت USB Type-A
  • آداپتور ۵ ولت ۲ آمپر
  • نمایشگر ۲×۱۶ کاراکتری
  • سیم جامپر، کلید راکر، چسب حرارتی، چسب برق، وارنیش
• نرم‌افزار:
  • Arduino IDE (برای برنامه‌نویسی)
  • SolidWorks (برای طراحی سازه مکانیکی)

مراحل اجرای پروژه

1. طراحی مدار:

   • سنسورهای LDR به پین‌های آنالوگ برد آردوینو متصل شدند تا شدت نور را از چهار جهت (بالا، پایین، چپ، راست) تشخیص دهند.
   • سروو موتورها به پین‌های دیجیتال متصل شدند تا زاویه پنل را تنظیم کنند.

2. برنامه‌نویسی:

   • با استفاده از زبان C++ در Arduino IDE، کدی نوشته شد که مقادیر سنسورهای LDR را مقایسه کرده و سروو موتورها را به سمتی که نور بیشتری دریافت می‌شود هدایت می‌کند.

3. ساخت سازه مکانیکی:

   • سازه‌ای از جنس PLA با استفاده از پرینتر سه‌بعدی طراحی و ساخته شد. این سازه به پنل‌ها امکان چرخش در دو محور را می‌دهد.

4. تست و ارزیابی:

   • سیستم در شرایط نوری مختلف آزمایش شد. نتایج نشان داد که پنل‌ها به‌صورت خودکار با حرکت خورشید هماهنگ شده و تولید انرژی تا ۳۰٪ بیشتر از پنل‌های ثابت بود.

نتایج و کاربردهای پروژه

1. نیروگاه‌های خورشیدی:

   • افزایش تولید برق در خانه‌ها، شرکت‌ها و مزارع خورشیدی.
   • کاهش هزینه‌های برق و بازگشت سریع‌تر سرمایه‌گذاری.

2. دستگاه‌های قابل‌حمل:

   • شارژرهای خورشیدی برای تلفن همراه، پاوربانک، لایت‌بار و اسپیکر با ولتاژ استاندارد ۵ ولت.
   • بهینه‌سازی انرژی در چراغ‌های خیابانی و ایستگاه‌های شارژ خودروهای برقی.

3. کشاورزی هوشمند:

   • تأمین انرژی برای سیستم‌های آبیاری خورشیدی و سنسورهای نظارت بر مزارع با حداکثر کارایی.

4. پروژه‌های آموزشی:

   • آموزش مفاهیم انرژی‌های تجدیدپذیر، رباتیک و سیستم‌های کنترل هوشمند به دانش‌آموزان و دانشجویان.

چرا دپارتمان کوروش‌فر؟