Päikesejälgija

Päikesejälgija ehk päikesejälitaja on seade, mis suunab oma koormust päikse suunas või muudab suunda päikese trajektoori põhjal. Selliste jälgijate koormuseks on tavaliselt päiksepaneelid, peeglid, läätsed, paraboolsed künad või fresneli peegeldid.
Lamedapinnaliste fototundlike paneelide puhul kasutatakse jälgimissüsteeme, et vähendada päikse langemisnurka paneelil. See suurendab ühe paneeli energia tootmismahtu võrreldes tavalise fikseeritud paneeliga.
Tavakasutuses prognoositi aastatel 2008–2009, et päikesejälgijaid on võimalik rakendada aastatel 2009–2012 enam kui 85% rakenduslikes paigaldistes, mis toodavad energiat enam kui üks megavatt. Alates aprillist 2014 ei ole tekkinud täiendavat infot, mis toetaks neid prognoose, kuna päikesepaneelide hinna languse tõttu on päikesejälgijate kasutamine nüüd vähem efektiivne.
Koondavate fotovaaniliste elementide (CPV) ja koondatud päikeseenergia (CSP) rakendustes kasutatakse jälgijaid, et ergutada optilisi komponente. Jälgimissüsteemid eksisteerivad kõigis koondavates süsteemides, kuna need ei tooda energiat, kui nad ei ole suunatud täpselt päikese poole. Selliste süsteemide puhul kasutab optika päikesevalgusest ainult sirgjoonelist komponenti, mis tähendab, et nad peavad olema alati suunatud päikese poole.

Alusraamitüübid

Päikesepaneeli liikumisvabaduse valik sõltub selle asukohast ja koormuse tüübist. Peamised kasutatavad tüübid on paigalolevad, üheteljelised ja kaheteljelised.

Jälgimissüsteemid

Peamised tegurid, millega peab arvestama jälgimissüsteemi valides, on installatsiooni suurus, kohalikud elektrihinnad, valitsuse pakutavad stiimulid, maapinna piirangud, laiuskraad ja kohalikud ilmaolud. Üheteljelisi horisontaaltüüpi jälgijaid rakendatakse tavaliselt suuremates hajustootmisprojektides ja rajatisesuurustes projektides. Üheteljelise süsteemi mehaaniline lihtsus ja robustsus hoiavad selle ülalpidamiskulud väiksena, mis on väga ahvatlev suuremate projektide korral. Kuna paneelid paigaldatakse horisontaalselt, ei ole neil iseenda varjamise probleeme ja nad on hooldamiseks kergesti ligipääsetavad. Vertikaalteljelised jälgijad, mis pöörlevad ainult ümber vertikaaltelje, on väga ahvatlevad suurtel laiuskraadidel, kus päike liigub pikalt mööda madalat kaart. Selliseid jälgijaid on tihti võimalik aastaaja järgi nihutada, kui nurk muutub liiga suureks. Kaheteljelisi päikesepaneelidega süsteeme rakendatakse väiksemates elamuinstallatsioonides ja kohtades, kus on väga suured valitsuse soodustariifid. Kaheteljelisi kasutatakse ka koondavate kogujate puhul, kus täpsus on väga tähtis.

Aktiivne jälgija

Aktiivsed jälgijad rakendavad mootoreid ja hammasülekandeid, et suunata koormust päikese suunas. Jälgimissüsteemides rakenduvad tehnoloogiad arenevad pidevalt ja uued läbimurded Google'i ja Eternity poolt on võtnud kasutusele terastrossid ja vintsid, et vahetada välja kallimaid ja õrnemaid komponente. Kaheteljelisi aktiivjälgijaid kasutatakse valdavalt heliostaatide suunamisel, kus valgus peab olema väga täpselt suunatud keskse koguja suunas. Kuna heliostaatsüsteemides on kõigil peeglitel erinevad orientatsioonid, kasutatakse sellistes kohtades tavaliselt keskseid juhtimissüsteeme. Valgustundlikel päikesejälgijatel on tavaliselt kaks või enam fotosensorit, olenevalt sellest, mitme teljega on tegemist. Need fotosensorid on tavaliselt paigaldatud jälgijal nii, et kui nendelt loeatavate väärtuste erinevus on null, on seade on päikese poole suunatud. Kuna aktiivsete jälgijate puhul rakendatavad mootorid tarbivad energiat suunamise ajal, on tähtis neid kasutada ainult siis, kui selleks on vajadus. Seetõttu aktiivjälgijad orienteerivad ennast diskreetsete sammudena ainult siis, kui mootori kasutus säästab rohkem energiat kui ta seda kulutab. Tähtis on ka arvestada pilviste ilmadega, kus vahetute varjude teke võib jälgija segadusse ajada.

Passiivne jälgija

Kõige tuntum passiivjälgimissüsteem rakendab surve all olevaid keevaid vedelikke. Sellistes süsteemides liiguvad vedelikud ühest otsast teise, kasutades päikese energiast tingitud rõhku, mis omakorda suunab jälgijat. Kuna selline süsteem ei ole ilmselgelt kuigi täpne, ei rakendata seda koondavates süsteemides. Passiivsetel jälgijatel on lisaks vaja kasutada summutusseadmeid, et kaitsta süsteemi tuule mõju eest. Passiivjälgijad on väga aeglased võrreldes teiste süsteemidega ja kulutavad kuni tunni hommikusest valgusest, et ennast tööle ajada. Uuemat tüüpi passiivjälgimissüsteemid kasutavad päikesepaneelide taga olevat hologrammi, mis peegeldavad paneelidest läbinud valgust tagasi süsteemi, et suurendada selle efektiivsust. Sellised süsteemid ei pea liikuma, kuna hologramm suunab valguse alati õiges suunas.

Kronoloogiline jälgija

Kronoloogilised jälgijad kasutavad lihtsat ja potentsiaalselt väga täpset süsteemi. Kronoloogiline jälgija pöörab ennast sama kiirusega ja samal teljel, nagu maa pöörab ennast päikese suhtes, ainult vastassuunas. Selle saavutamiseks rakendatakse lihtsaid pööramismehhanisme, mis pööravad seadet konstantse kiirusega 15° tunnis. Tavaliste päikesepaneelide puhul sellisest süsteemist piisab, aga teleskoopide suunamisel on tähtis kasutada ilmset päikeseaega või päikesekella aega. See on tähtis, kuna päikese trajektoor taevas sõltub aastaajast, mis võib tavalise kronoloogilise jälgija puhul tekitada mitmekraadise suunamisvea. Mõned kronoloogilised päikesejälgijad kasutavad GPS-süsteeme, et määrata päikese suund väga täpselt nende enda asukoha, kuupäeva ja aja järgi.

Käsitsi juhitav jälgimine

Mitmel arengumaal kasutatakse automatiseeritud suunamise asemel operaatoreid, kes suunavad süsteeme käsitsi. Sellised süsteemid on tihti palju robustsemad ja kasulikud ümbruskonna elanikele, kuna see tekitab uusi töökohti.

Probleemid

Päikesejälgimissüsteemide kasutamisel on suureks probleemiks nende tootmis- ja hoolduskulud. Jälgimissüsteemid olid valdavalt kasulikumad, kui fototundlikud paneelid olid kallimad. Kallimate paneelide puhul on mõistlikum ühe paneeli efektiivsust parandada, selle asemel et lihtsalt rohkem paneele kasutada, mis tänapäeval kehtib palju vähem. Uute fikseeritud paneelide lisamine jälgija asemel teeb ka hoolduskulud väiksemaks. Jälgimissüsteemid ei sobi ka elamute katustele, kuna nende puhul peab arvestama paneeli liikumisruumi ja tuule tingimustega. Selle tõttu on jälgimissüsteemid pigem kasutusel maapinnal, kus süsteemil on rohkem ruumi end keerata, ja tunneb vähem tuule mõju. Suur probleem jälgijatega tekib siis, kui neid kasutatakse tihedalt ja need hakkavad üksteist varjama. Keskpäeval ei ole see tihti ilmne, aga hommikul ja õhtul võivad lähestikku asuvad paneelid, mis on paigaldatud ida-lääne teljele, üksteist peaaegu täiesti varjata. See tähendab, et jälgimissüsteemid peavad olema hõredalt paigutatud, see aga võib vähendada kogutud energiat ruutmeetri kohta. Suuremate maa-alade puhul ei tekita see probleeme.