Design a Tilted Single-Axis Tracking system (TSAT)

يركّز التصميم المفاهيمي لنظام التتبّع الشمسي المائل أحادي المحور (Tilted Single-Axis Solar Tracker – TSAT) على تحقيق تتبّع دقيق لحركة الشمس على طول محور مائل واحد، وذلك بهدف تعظيم تعرّض الألواح الشمسية لأشعة الشمس طوال اليوم. وقد صُمّم النظام لحمل أربعة ألواح كهروضوئية (PV) مرتّبة بتخطيط أفقي 4×1.

تُثبَّت الألواح على إطار قابل للميلان، مدعوم بعمودين رأسيين من الفولاذ، يتم تثبيتهما بالأرض باستخدام صفائح قاعدية مثلثة الشكل وبراغي تثبيت عالية المقاومة. ويكون محور الدوران مائلاً بزاوية 30°، بما يتوافق مع خط عرض مدينة غزة، وهو ما يوفر زاوية الميل الثابتة المثلى لالتقاط الطاقة الشمسية في هذا الموقع. ويمتد المحور على طول الاتجاه الطولي للهيكل، مما يسمح للإطار بتتبّع الحركة اليومية للشمس من الشرق إلى الغرب.

يعطي التصميم أولوية للبساطة الميكانيكية، والقوة الإنشائية، وسهولة التجميع. كما تم تقليل عدد الأجزاء المتحركة قدر الإمكان من خلال استخدام عناصر ميكانيكية قياسية مثل المحامل، والأعمدة، وناقلات الحركة بالسلاسل، مما يعزز موثوقية النظام ويبسّط عمليات الصيانة. وبشكل عام، يقدّم نظام TSAT حلاً فعالاً وعملياً لتحسين جمع الطاقة الشمسية في مناخ غزة.

مصدر الدوران ونقل الحركة:

يتم تحقيق الحركة الدورانية في نظام TSAT باستخدام محرك خطوي (Stepper Motor)، حيث يقوم هذا المحرك بتشغيل الآلية المسؤولة عن إمالة مصفوفة الألواح الشمسية. ويتصل بعمود المحرك ترس مسنن (Sprocket) ينقل الحركة عبر سلسلة إلى ترس مسنن ثانٍ مثبت على علبة تروس (Gearbox).

يمتلك كلا الترسين المسننين نسبة نقل 1:1، ولذلك لا يحدث أي تغيير في السرعة أو العزم أثناء عملية نقل الحركة. بعد ذلك، تقوم علبة التروس بتغذية خرجها الدوراني إلى آلية Coulisse Gear ذات التذبذب بزاوية 180°، وهي آلية متخصصة مصممة لتحويل الحركة الدورانية المستمرة إلى حركة تذبذبية مضبوطة ضمن مدى زاوي محدد، وفي هذه الحالة يكون المدى حوالي 140 درجة.