Meccanica degli inseguitori solari

un pò di foto, spunti, e riflessioni

L'inseguimento solare:

E' abbastanza ovvio che i "ricevitori" solari, come pannelli fotovoltaici, collettori solari termici, o qualunque tipo di concentratore solare, ricevono più energia dal sole se la loro superficie viene mantenuta perpendicolare ai raggi solari nell'arco della giornata. Un montaggio fisso dei "ricevitori" solari non garantisce questo in quanto il sole si muove durante la giornata. Ciò significa che la soluzione migliore per ottenere il massimo dell'energia dal nostro "ricevitore solare" sarebbe quella di "seguire il sole", ma come? Prima di tutto occorre una struttura meccanica con delle parti che consentano il movimento del "ricevitore solare", comandate da uno o due motori elettrici. Questa è chiamata "struttura dell'inseguitore solare", o semplicemente "inseguitore solare". Ovviamente occorre montare i "ricevitori solari" (pannelli fotovoltaici, collettori solari...) sulla parte mobile dell'inseguitore solare. In ultimo occorre un dispositivo che accenda e spenga il motore (o i motori se si esegue il movimento su due assi) in maniera opportuna per orientare il "ricevitore solare" verso il sole. Signore e signori, il dispositivo di cui avete bisogno è la centralina per inseguimento solare "Margherita", che è stata progettata proprio per questo!

Sistema ad asse inclinato

Il sistema ad inseguimento realizzato con un asse inclinato (detto roll ad asse inclinato) è molto semplice. Quando il pannello ruota sull’asse inclinato, variano sia l’angolo di azimut sia l’angolo verticale (tilt) della retta normale al pannello, e questa traccia nella volta celeste una semicirconferenza che, nelle date degli equinozi, coincide con quella percorsa dal sole; la traiettoria del sole è più alta nel semestre estivo ed è più bassa nel semestre invernale, discostandosi al massimo di 26° (inclinazione dell’asse terrestre sul piano dell’eclittica).

Percorso apparente del Sole nella volta celeste durante la giornata, in vari momenti dell'anno.
Notare come d'estare (summer) il sole è molto più alto in cielo, e la giornata è più lunga.

In pratica motorizzando un solo asse (purchè sia inclinato con l'inclinazione giusta) si riesce ad orientare il pannello verso il sole con buona approssimazione.
L'errore sull'angolo di azzimut è sempre nullo grazie alla centralina, mentre quello di tilt presenta un errore massimo di 1-cos(26°)=0.1012, cioè ha una produzione di circa il 10% in meno di un sistema di inseguimento a due assi.