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.