Aurinkopaneelien suuntausmekanismi : tehokkuuden parantaminen ja suunnitteluperiaatteet
Al-Rubaye, Jamil (2025)
2025
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202503174361
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202503174361
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä kehitettiin aurinkopaneelien suuntausmekanismi, joka maksimoi aurinkopaneelien energiantuoton seuraamalla auringon liikettä. Työn tavoitteena oli suunnitella kustannustehokas ja kestävä ratkaisu, joka mahdollistaa aurinkopaneelien optimaalisen suuntauksen sekä kotitalouksissa että pienimuotoisissa kaupallisissa sovelluksissa.
Keskeisenä toteutustapana käytettiin Raspberry Pi:tä ja Python-ohjelmointia, joiden avulla paneelien asento optimoitiin reaaliaikaisesti kameran perusteella. Mekanismin rungon suunnittelussa huomioitiin IP67-standardin vaatimukset, säänkestävyys ja rakenne, joka tukee jopa Trina Solar TSM-270PD05-aurinkopaneelia (19 kg). Lineaariset moottorit mahdollistivat paneelin tarkan liikkeen, ja turvallisuustoiminnot, kuten manuaaliset painikkeet ja ylivirtasuojaukset, lisäsivät järjestelmän luotettavuutta.
Tulokset osoittivat, että kehitetty järjestelmä paransi aurinkopaneelien energiatehokkuutta merkittävästi verrattuna kiinteisiin järjestelmiin, erityisesti alueilla, joilla auringonvalon intensiteetti vaihtelee. Suunniteltu mekanismi on helposti skaalattavissa, ja sen teknologiat tarjoavat potentiaalia laajamittaisiin sovelluksiin, kuten aurinkofarmeihin.
Johtopäätöksinä esitetään, että aurinkopaneelien tehokkuuden parantaminen vaatii sekä ohjelmisto- että laitteistosuunnittelun saumattoman integraation. Jatkotutkimusta suositellaan erityisesti tuulen- ja säänkestävyyden optimoimiseksi sekä kaupallisen käytön laajentamiseksi.
Keskeisenä toteutustapana käytettiin Raspberry Pi:tä ja Python-ohjelmointia, joiden avulla paneelien asento optimoitiin reaaliaikaisesti kameran perusteella. Mekanismin rungon suunnittelussa huomioitiin IP67-standardin vaatimukset, säänkestävyys ja rakenne, joka tukee jopa Trina Solar TSM-270PD05-aurinkopaneelia (19 kg). Lineaariset moottorit mahdollistivat paneelin tarkan liikkeen, ja turvallisuustoiminnot, kuten manuaaliset painikkeet ja ylivirtasuojaukset, lisäsivät järjestelmän luotettavuutta.
Tulokset osoittivat, että kehitetty järjestelmä paransi aurinkopaneelien energiatehokkuutta merkittävästi verrattuna kiinteisiin järjestelmiin, erityisesti alueilla, joilla auringonvalon intensiteetti vaihtelee. Suunniteltu mekanismi on helposti skaalattavissa, ja sen teknologiat tarjoavat potentiaalia laajamittaisiin sovelluksiin, kuten aurinkofarmeihin.
Johtopäätöksinä esitetään, että aurinkopaneelien tehokkuuden parantaminen vaatii sekä ohjelmisto- että laitteistosuunnittelun saumattoman integraation. Jatkotutkimusta suositellaan erityisesti tuulen- ja säänkestävyyden optimoimiseksi sekä kaupallisen käytön laajentamiseksi.