ระบบควบคุมการสะท้อนแสงอาทิตย์สำหรับระบบตัวรับรังสีรวมกลาง

Abstract

บทความนี้นำเสนอระบบควบคุมการสะท้อนแสงอาทิตย์สำหรับระบบรับรังสีรวมกลางโดยระบบแบ่งออกเป็นสองส่วนคือระบบติดตามดวงอาทิตย์และระบบสะท้อนแสงอาทิตย์โดยที่โครงสร้างระบบติดตามดวงอาทิตย์มีองศาอิสระเท่ากับ 2 และใช้กล้องดิจิตอลอุตสาหกรรมในการตรวจจับตำแหน่งของดวงอาทิตย์ ส่วนระบบสะท้อนแสงอาทิตย์มีองศาอิสระเท่ากับ 2 และติดตั้งแผ่นกระจกไว้ด้านบนโครงสร้างเพื่อเป็นตัวสะท้อนแสงอาทิตย์ ในการออกแบบตัวควบคุมระบบติดตามดวงอาทิตย์เพื่อใช้ในการควบคุมแบบพีไอดี(PID controller) และมีเป้าหมายต้องการควบคุมให้ตำแหน่งศูนย์กลางดวงอาทิตย์ที่ได้จากกล้องดิจิตอลอุตสาหกรรมอยู่ ณ ตำแหน่งกึ่งกลางข้อมูลภาพ จากนั้นคำนวณหาค่าตำแหน่งดวงอาทิตย์เพื่อใช้ในการควบคุมการหมุนของระบบสะท้อนแสงอาทิตย์ให้สะท้อนแสงอาทิตย์ไปยังเป้าหมายที่ต้องการ การทดลองแบ่งเป็น 3 ส่วนคือ 1. ศึกษาผลตอบสนองของระบบติดตามดวงอาทิตย์โดยใช้หลอดไฟแทนดวงอาทิตย์ ผลการทดลองพบว่าระบบมี Peak time (T[subscript P]) = 0.5 วินาที, Setting time (T[subscript S]) = 1.5 วินาที และมี Steady state error + 3 พิกเซล 2. ทดลองการทำงานของระบบติดตามดวงอาทิตย์ผลการทดลองพบว่าระบบสามารถติดตามดวงอาทิตย์และระบบสะท้อนดวงอาทิตย์ผลการทดลองพบว่าระบบสามารถสะท้อนแสงอาทิตย์ไปยังเป้าหมายได้ตลอดช่วงที่ทดสอบมีความคลาดเคลื่อนมากที่สุด + 0.5 เมตร This paper presents a control system of the sun reflection for a central receiver system which consists of 2 subsystems: the sun tracking system and sunlight reflecting system. The structure of the sun tracking system has 2 DOF and an industrial camera was used to detect the sun position. The sunlight reflecting system has 2 DOF and a mirror was installed at the top of the structure to reflect the sunlight. PID controller was implemented to control the sun tracking system and to regulate the center of sun position at the center of image data. Then the sun position was calculated to control the rotation of the sunlight reflecting system in order to reflect the sunlight to the target. The experiments can be divided into 3 parts. Firstly, to test the system response and the accuracy of the tracking by using the electric bulb as the sun. It was found that 0.5 s peak time, 1.5 s settling time and ±3 pixel of steady state error could be achieved. Secondly, to test the sun tracking system, it was shown that the system worked well and had error within ±5 pixel. Finally, to test the working performance between the tracking system and the sunlight reflecting system, it was seen that the system worked well and had error within ±0.5 meters.