sistem penjejak solar

UNIVERSITI TEKNOLOGI MALAYSIA

PROJEK BAHAGIAN 2

AZLIFA BT ABDUL AZIZSX045105EED04

PENYELIA: PM DR MOHAMAD NOH BIN AHMAD

TAJUK: SISTEM PENJEJAK MATAHARI(SOLAR TRACKING SYSTEM)

Pengenalan

Matahari membekalkan kira- kira 1000 watt/meter persegi pada permukaan bumi sebagai tenaga yang diperbaharui.

Penjelasan Masalah

Matahari bergerak dari timur ke barat.

Panel solar adalah statik dan tidak boleh mengikut pergerakan matahari. Ia akan menghasilkan keluaran kuasa yang sedikit.

Objektif

Projek ini bertujuan untuk membangunkan rekabentuk sebuah prototaip SISTEM PENJEJAK MATAHARI iaitu solar panel yang boleh bergerak menghadap cahaya matahari secara konsisten dari timur ke barat, menggunakan motor arus terus yang dikawal oleh mikropengawal.

Skop Projek

Pembangunan Penjejak Solar Satu Paksi

Mikropengawal PIC 16F877A

Kajian Latar Belakang Projek

Pembangunan Sel Solar

Tahun Perkara

1861 Mouchout membangunkan enjin stim menggunakan tenaga matahari

1921 Albert Einstein membuktikan fenomena penghasilan kuasa elektrik melalui sel solar.

1953 Bell Laboratories membangunkan sel solar pertama yang menghasilkan arus elektrik yang boleh diukur.

1950-1960 an

Solar Photo Voltais (PV) diperkenalkan dalam bidang aeroangkasa untuk pembinaan satelit dan kapal angkasa.

1990 Negara Jepun dan Jerman mempertingkatkan industri solar.

2002 Negara Jepun memasang 25000 panel solar di bumbung kediaman secara besar-besaran.

Kini Panel solar kini mendapat sambutan di seluruh dunia. Dianggarkan industri solar akan meningkat 30% setahun sebagai tenaga yang diperbaharui.

Photovoltaic (PV)

Proses penukaran cahaya matahari kepada tenaga elektrik.

Gambarajah di bawah menunjukkan kesan PV pada malam dan siang.

Jenis -N

Jenis -P

Malam Siang

Cahaya matahari

Kesan PV Kepada Cahaya Matahari

Siang

Cahaya matahari

A

Penjejak Solar

Alat untuk mengawal panel solar bergerak dari timur ke barat menghadap matahari.

Terdapat 2 jenis penjejak solar iaitu:1 paksi 2 paksi

Mendapat 30% kuasa keluaran berbanding panel solar pasif.

Penjejak Solar 1 Paksi

Penjejak Solar 2 Paksi

Laluan1

Laluan 2

Matahari

Penjejak Solar 2 Paksi

Mendapat hanya 6 % kuasa keluaran tambahan berbanding penjejak solar 1 paksi.

Metodologi Projek

Aliran Kerja Projek

IDEA

KAJIAN LITERATUR

REKABENTUK MEKANIKAL DAN

ELEKTRIKAL

PENGUJIAN

PEMBANGUNAN FIZIKAL

MEMPROGRAM

MODIFIKASI

KEPUTUSAN

Rekabentuk Mekanikal

Pandangan Hadapan

PANEL SOLAR

LIMIT SWITCH 2 LIMIT SWITCH 1

RANTAI

GEAR

KOTAK LITAR

Pandangan Sisi Kanan

PENDERIA CAHAYA (LDR)

BATERI LEAD ACID RECHARGEABLE 12 V

MOTOR DC

Pandangan 3 D

Rekabentuk Elektrikal

Litar Pengatur Voltan

LITAR PENGATUR VOLTAN

Mikropengawal PIC 16F877A Digunakan untuk

mengawal kelajuan motor.

Kebaikan: Fizikal kecil Menggunakan arus

rendah Mudah kerana

mempunyai 35 set arahan semasa proses memprogram

Boleh di program semula

Litar skematik PIC 16F877A

RESET

Motor Arus Terus (SPG-30-300K)

Digunakan untuk menggerakkan panel solar serta penderia cahaya.

Dibantu litar pemacu motor at.

Motor tidak bergerak apabila penderia mendapat cahaya, manakala akan bergerak ke timur apabila tidak mendapat cahaya.

Pemacu Motor Arus Terus

Mengawal 2 arah motor arus terus.

Voltan motor 3V-25 V. Mempunyai kelajuan

tindakbalas yang laju. Arus maksimum 10A

berterusan dan 15A maksimum (10 saat).

Paras logik antara 3.3v-5V.

Mengawal kelajuan frekuensi PWM sehingga 10 Khz.

Penderia Cahaya

Menggunakan satu LDR (Light Dependent Resistor)

Keadaan Cahaya

Pada LDR

Rintangan Voltan Input

Terang Rendah Tinggi

Gelap Tinggi Rendah

Dipasang pada bahagian tengah antara timur dan barat panel solar di dalam tiub PVC

Rekabentuk Perisian

CARA TULIS PROGRAM

Langkah 3

Namakan fail projek, taip program dan kompil untuk hasilkan fail .hex.

Langkah 2

Pilih microCODE Studio for PICBASIC PRO Langkah Pertama

Pilih PIC 16F877A

PAPARAN FAIL PROJEK BARU

CARA MEMASUKKAN PROGRAM KE DALAM PIC

Buka fail.hex (PICkit Software)

Pasang ICSP dengan kabel USB antara PC

dengan litar PIC.

Import fail .hex dan tulis pada

fail.

Program tersebut akan di

masukkan dalam PIC

secara automatik

Pemprogram ICSP Menggunakan Kabel USB.

PAPARAN PERISIAN PIC kit

Pelaksanaan Projek

Carta Gantt Projek

No Tugas Mula Tamat Tempoh%

Selesai

Q3 - 2010 Q4 - 2010 Q1 - 2011 Q2 - 2011

July August September October NovemberDecember January February March April May June

1 Pemilihan Bidang Tajuk 7/20/2010 8/9/2010 15 100.0

2 Cadangan Projek 7/24/2010 9/3/2010 30 100.0

3 Kajian Latar Belakang Projek 9/4/2010 9/27/2010 15 100.0

4 Lukisan M ekanikal 9/28/2010 10/19/2010 15 100.0

5 Lukisan Blok Diagram 10/20/2010 10/29/2010 8 100.0

6Persedian Pembelian

Peralatan dan Komponen11/5/2010 12/12/2010 24

7Pemasangan Peralatan dan

Komponen12/13/2010 1/13/2011 24

8 Program PIC 1/14/2011 1/30/2011 10

9 Pengujian 1/31/2011 2/18/2011 15

10 Menyelesaikan Masalah 2/19/2011 3/14/2011 15

11Persediaan Laporan dan

Slide Persembahan3/15/2011 4/17/2011 24

12 Persembahan 4/19/2011 4/19/2011 1

100.0

100.0

100.0

100.0

100.0

100.0

100.0

Hasil Projek, Ujian dan Analisis

Hasil Projek

Hasil Projek (DEMO)

Hasil Ujian Dalaman (Cahaya Lampu Suloh)

LDR Pin 32 (V) Motor

Keadaan Cahaya

Gelap o.7Bergerak ke

barat

Terang 3.5 Berhenti

Ujian 1

Hasil Ujian Dalaman

Suis Limit Motor Arus Terus

LS1(Maksimum di Timur)

Berhenti dan mula berfungsi apabila mendapat cahaya pertama

LS2(Maksimum di Barat)

Berhenti 10 saat , selepas itu bergerak ke timur

Ujian 2

Sudut Panel Menghadap Matahari

BaratTimur

Ujian Luaran (Sudut Matahari)

Masa 9 930 10 103

0 11 1130 12 123

0 1 130 2 230 3

Kedudukan

Matahari (Darjah)*

45 53 60 68 75 83 90 98 105

113

120

128

135

Sudut Panel Solar(Darjah)

48 55 64 70 78 85 95 100

110

115

125

130

140

*Data merujuk kepada kajian kedudukan matahari di Kuala Lumpur dari jam 9am hingga 3pm menggunakan perisian simulasi.

Analisis Luaran (Carta Garisan)

Colum

n1 993

0 1010

30 1111

30 1212

30 113

0 223

00

20

40

60

80

100

120

140

160

Kedudukan Matahari (Darjah)* Sudut Panel Solar

Kesimpulan dan Cadangan Penambahbaikan

Kesimpulan

Prototaip SISTEM PENJEJAK MATAHARI telah dibangunkan dengan jayanya iaitu solar panel yang boleh bergerak menghadap cahaya matahari secara konsisten dari timur ke barat, menggunakan motor arus terus yang dikawal oleh mikropengawal.

Secara keseluruhan objektif projek ini telah tercapai.

Cadangan Penambahbaikan

1. Mengaplikasikan penjejak solar 2 paksi berbanding penjejak solar 1 paksi untuk menambahkan kecekapan projek.

2. Motor Arus Terus haruslah dikawal dengan lebih perlahan memandangkan pergerakan matahari yang perlahan.

Rujukan

A.K. Saxena and V. Dutta (1990), “A versatile microprocessor based controller for solar tracking,” in Proc. IEEE, pp. 1105 – 1109.

Koyuncu, b., and Balasubramanian, K., "A microprocessor controlled automatic sun tracker,"IEEE

Tan, K.K. et al. (2000). Solar engine system. Proc. Malaysia Science and Technology Congress, UITM, Shah Alam.

Elliot Larard (1998), Research of Sun Tracking Solar Array System, University of Queensland, pp. 5.

Optimal Solar Tracking System, Mohamad Kasyfi Bin Samsudin, 2010

Sekian. Terima kasih.