Mit dem kontinuierlichen Fortschritt der Photovoltaik-Technologie verlagert sich der Fokus zur Steigerung der Energieausbeute heute von den einzelnen Komponenten hin zur Systemoptimierung. Bei Photovoltaik-Kraftwerken mit ein- oder zweiachsigen Nachführsystemen hängt die Realisierung der theoretischen Leistungsgewinne maßgeblich von der Nachführgenauigkeit ab – also davon, ob das Antriebssystem die Photovoltaikmodule stets im optimalen Winkel zum Sonnenlicht ausrichtet. Die vollautomatischen Solarnachführsensoren der Serie „Zhitong“ von HONDE, die sich durch vollständige Autonomie, hohe Präzision und Wartungsfreiheit auszeichnen, entwickeln sich zum zentralen Steuerungselement, das die Regelungsstrategie von Nachführsystemen revolutioniert und deren volles Potenzial zur Stromerzeugung ausschöpft.
I. Kernwert: Ein Paradigmenwechsel von der „stilisierten Rotation“ zur „wahrnehmungsorientierten Ausrichtung“
Herkömmliche Nachführsysteme basieren größtenteils auf astronomischen Algorithmen zur Bestimmung der Sonnenposition anhand des geografischen Standorts und der Fahrzeit. Im praktischen Betrieb können jedoch Faktoren wie mechanische Fehler, Verformungen der Trägerkonstruktion, Setzungen des Fundaments und starke Winde Abweichungen zwischen der tatsächlichen Richtung und den theoretisch berechneten Werten verursachen. Diese Abweichungen akkumulieren sich zudem mit der Zeit und führen zu einer ungenauen Nachführung mit Stromerzeugungsverlusten von 3–8 %. Der Kernvorteil des vollautomatischen Solarnachführungssensors von HONDE liegt in Folgendem:
1. Absolut wahrheitsgetreue Rückmeldung: Als unabhängige Messreferenz auf Basis optischer Prinzipien misst sie die tatsächliche Einfallsrichtung des Sonnenlichts in Echtzeit und direkt und liefert dem Steuerungssystem die absolute Wahrheit darüber, „wo sich die Sonne in diesem Moment befindet“.
2. Erreichen einer präzisen Regelung im geschlossenen Regelkreis: Das System vergleicht die Echtzeit-Rückkopplungsdaten der Sensoren mit den Ausgaben astronomischer Algorithmen, generiert automatisch Korrekturanweisungen und steuert den Nachführmechanismus, um Feineinstellungen vorzunehmen. Dadurch entsteht ein hochpräziser geschlossener Regelkreis aus Wahrnehmung, Entscheidungsfindung und Ausführung, der kumulative Fehler vollständig eliminiert.
3. Anpassung an komplexe Umgebungen: Bei Wetterbedingungen mit überwiegend gestreutem Licht, wie z. B. an bewölkten oder bedeckten Tagen, oder bei schnell wechselndem Sonnenstand nimmt die Effektivität astronomischer Algorithmen ab. Optische Sensoren können aktiv nach der hellsten Lichtquelle oder der Richtung des effektiven direkten Lichts suchen, Nachführstrategien optimieren und die verfügbare Strahlungsenergie maximal ausnutzen.
II. Technisches Prinzip: Allwetter-„Sonnenkompass“
Der HONDE „Zhitong“-Sensor nutzt eine präzise Mehrquadranten-Fotoelektronenerkennung und einen intelligenten adaptiven Algorithmus.
Präzisions-Optikarray: Kernstück ist ein präzise unterteiltes Mehrquadranten-Photodetektorarray. Bei senkrechtem Lichteinfall deckt der Lichtfleck jeden Quadranten gleichmäßig ab, und das Ausgangssignal ist ausgeglichen. Bereits eine Winkelabweichung führt zu einer Verschiebung des Lichtflecks und damit zu Unterschieden in den Signalen der einzelnen Quadranten.
Abweichungsberechnung in Echtzeit: Der eingebaute Prozessor berechnet die Signaldifferenzen in jedem Quadranten in Echtzeit und ermittelt präzise die Abweichungswinkel und -richtungen der Sonnenstrahlen von der Sensornormalen in den beiden Dimensionen Azimut und Höhe.
Intelligenter Arbeitsmodus
Sonnenmodus: Präzise Fixierung des Mittelpunkts der Sonnenscheibe für eine subanguläre Ausrichtungsgenauigkeit.
Bewölkter/bedeckter Modus: Automatischer Wechsel in den Modus „Maximierung der Bestrahlungsstärke“, um den Tracker auf den hellsten Bereich am Himmel oder die Richtung mit der stärksten Streustrahlung auszurichten, anstatt blind der möglicherweise verdeckten Sonne nachzujagen.
Unwetterschutzmodus: Wenn ein anhaltender Mangel an effektiver Lichtquelle festgestellt wird oder eine Warnung vor starkem Wind oder Hagel empfangen wird, kann der Tracker automatisch angewiesen werden, einen festen Winkel zum Schutz vor Wind einzunehmen (z. B. eine horizontale Position).
III. Wichtigste Anwendungsszenarien in Photovoltaik-Kraftwerken
Die tatsächliche Effizienz verschiedener Ortungssysteme verbessern
Einachsiges Nachführsystem: Korrigiert systematische Abweichungen, die durch die Nord-Süd-Neigung und eine Fehlausrichtung der Installation verursacht werden, um sicherzustellen, dass die tägliche Rotationsbahn von Ost nach West genau dem Sonnenazimut entspricht.
Zweiachsiges Nachführsystem: Es korrigiert gleichzeitig die Abweichungen der Azimut- und Höhenwinkel und nutzt so seine theoretischen Vorteile bei der volldimensionalen Nachführung voll aus, insbesondere in Regionen hoher Breitengrade oder Szenarien, in denen höchste Effizienz angestrebt wird.
2. Als „Lineal“ für Kalibrierung und Diagnose
Regelmäßige automatische Kalibrierung: Es kann so eingestellt werden, dass die astronomischen Algorithmusparameter und die mechanische Nullposition des Vollfeld-Nachführsystems jeden Morgen oder in regelmäßigen Abständen automatisch anhand des wahren Wertes des Sensors kalibriert werden, wodurch die Genauigkeit langfristig erhalten bleibt.
Leistungsdiagnosetool: Durch den Vergleich der Daten von Sensoren an verschiedenen Tracking-Einheiten innerhalb desselben Kraftwerks oder durch den Vergleich der Sensordaten mit theoretischen Werten können mechanische Fehler, Verschleiß des Übertragungsmechanismus oder Controller-Anomalien bestimmter Tracker schnell diagnostiziert werden.
3. Unterstützung fortschrittlicher Tracking-Strategien und Systemintegration
Rückwärtsverfolgung und Schattenvermeidung: In bifazialen Stromerzeugungsmodulen oder dicht angeordneten Arrays können Sensordaten dazu beitragen, die Strategie der „Rückwärtsverfolgung“ zu optimieren, indem das beste Gleichgewicht zwischen der Reduzierung der Schattenabschirmung der vorderen Reihe auf die hintere Reihe und der Maximierung des Empfangs von Streulicht auf der Rückseite gefunden wird.
Integration mit SCADA- und Analyseplattformen: Als hochwertige Datenquelle ist sie mit dem Kraftwerksüberwachungssystem verbunden, um wichtige Dimensionsdaten für die Analyse der Stromerzeugungsleistung und die Aufschlüsselung von Effizienzverlusten bereitzustellen.
IV. Kernvorteile des „Smart Eye“-Systems von HONDE
Vollständig autonomer und wartungsfreier Betrieb: Keine mechanischen beweglichen Teile, ausschließlich optische Wahrnehmung, ohne dass ein manueller Eingriff oder eine regelmäßige Kalibrierung vor Ort erforderlich ist.
Höchste Präzision und schnelle Reaktionszeit: Die Genauigkeit der Positionsmessung erreicht ±0,1°, bei kurzer Reaktionszeit wird die scheinbare Bewegung der Sonne effektiv verfolgt.
Hohe Robustheit gegenüber Umwelteinflüssen: Die optische Oberfläche ist mit einer selbstreinigenden Beschichtung und einer optionalen aktiven Reinigungsvorrichtung (z. B. einem Mikrowischer) ausgestattet und bietet ein hohes Schutzniveau sowie einen stabilen Betrieb bei Wind und Sand, Regen und Schnee sowie hohen und niedrigen Temperaturen.
Adaptiver intelligenter Algorithmus: Der eingebettete KI-Algorithmus kann kurzfristige Störsignale, die durch Wolkenränder, Vögel usw. verursacht werden, erkennen und herausfiltern und so eine stabile und zuverlässige Ausgabe gewährleisten.
Plug-and-Play und offene Schnittstelle: Einfache Installation, unterstützt Standardprotokolle wie Modbus und lässt sich problemlos in gängige Tracker-Controller im In- und Ausland integrieren.
V. Empirischer Fall: Stromerzeugungsgewinn durch Regelungstechnik
Ein 50-MW-Photovoltaikkraftwerk in der Atacama-Wüste in Chile, das ein Zweiachsen-Nachführungssystem nutzt, hat einige seiner Solarmodule mit vollautomatischen Solarnachführungssensoren von HONDE ausgestattet, um einen direkten Vergleich mit den ursprünglichen Modulen zu ermöglichen, die lediglich auf astronomischen Algorithmen basieren. Die Betriebsdaten eines Quartals zeigen:
Die durchschnittliche tägliche Stromerzeugung der mit Sensoren ausgestatteten Anlage ist um 4,7 % höher als die der reinen astronomischen Algorithmusanlage.
Während der Periode, in der es am Nachmittag häufig vereinzelte Wolken gibt, kann der Vorteil bei der Stromerzeugung sogar 8-12 % erreichen, da die Sensoren die Komponenten schneller auf die durch die Wolkenlücken hindurchscheinende Sonne ausrichten können.
Das Betriebs- und Wartungsteam des Kraftwerks entdeckte und korrigierte außerdem die langfristigen anfänglichen Installationsabweichungen einiger Tracker mithilfe der von den Sensoren gelieferten Langzeitabweichungsdaten.
Im Fazit des Bewertungsberichts des Projektinhabers heißt es: „Die durch den HONDE-Tracking-Sensor erzielte Steigerung der Stromerzeugung hat die Amortisationszeit auf unter sechs Monate verkürzt und macht ihn damit zu einer der Optionen mit der höchsten Rendite unter allen technischen Sanierungsmaßnahmen.“
Abschluss
Im Zeitalter des hochentwickelten und intelligenten Betriebs von Photovoltaik-Kraftwerken wandelt sich das Verständnis der grundlegenden Funktion der Nachführung von einfacher mechanischer Rotation hin zu präziser fotoelektrischer Ausrichtung auf Basis von Echtzeit-Erkennung. Der vollautomatische Solarnachführungssensor von HONDE ist dabei der Schlüsselfaktor. Er misst Licht mit Licht und schließt den präzisen Regelkreis der Nachführung auf direktem Wege, indem er durch Ungenauigkeiten verlorenes Sonnenlicht in echten Ökostrom umwandelt. Für jeden Investor und Betreiber von Photovoltaik-Kraftwerken, der das volle Potenzial von Nachführungssystemen ausschöpfen und die Stromgestehungskosten (LCOE) optimieren möchte, ist der Einsatz solcher hochpräziser Sensorrückkopplungssysteme keine Option mehr, sondern eine essenzielle intelligente Infrastruktur. Sie stärkt die Wettbewerbsfähigkeit der Anlagen, sichert die Realisierung der geplanten Renditen und sichert den Erfolg auf dem zukünftigen Energiemarkt.
Über HONDE: Als Innovationsführer im Bereich intelligenter Betriebs- und Wartungstechnik für Photovoltaikanlagen sowie Präzisionssensorik konzentriert sich HONDE kontinuierlich darauf, den Energieertrag und den Anlagenwert über den gesamten Lebenszyklus von Photovoltaiksystemen hinweg zu steigern. Wir sind überzeugt, dass der Wert der Technologie auf dem Weg zu einer höheren Photovoltaik-Nutzung darin liegt, jede theoretische Effizienzsteigerung in konkrete Vorteile für das Kraftwerk umzusetzen. Die Produktreihe „Zhitong“ verkörpert genau diese Überzeugung.
Weitere Informationen zu Wettersensoren finden Sie hier:
Bitte wenden Sie sich an Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Unternehmenswebsite:www.hondetechco.com
Veröffentlichungsdatum: 16. Dezember 2025