Бесперебойный источник питания на основе солнечных панелей – проект, созданный на тему решения проблем при использовании зеленых источников энергии в жизни. Прототип нашей системы – макет дома, сделанный из деталей Lego, с солнечными панелями, установленными на вращающейся основе и управляющей электроникой внутри.

В наше время зеленые источники энергии становятся всё более популярными, так как появилась необходимость в улучшении окружающей среды, уменьшении роли ископаемых топлив в энергетике. Именно поэтому мы решили изучить данную проблему. Как известно, невозможно рассчитать изменение погоды. В любой момент солнечная погода может смениться пасмурной, легкий ветерок перерасти в ураган. От этого особенно сильно страдают зелёные источники энергии. Солнечные панели могут перестать давать электричество без солнца, ветряки не будут вращаться без ветра. 

Мы поняли, что необходимо создать какой-то «буфер» электроэнергии. Этим буфером может служить батарея, которая будет запасать энергию на время отсутствия выработки электроэнергии.

Кластер солнечных панелей представлен в виде двух солнечных панелей Lego, соединенных проводами. Как известно, солнце не находится в одной точке неба постоянно, поэтому необходима система наведения на солнце. Чаще всего применяют метод позиционирования с помощью четырех датчиков света и перегородок между ними (для фильтрации значений), но в нашем проекте используется более совершенное наведение с помощью формул небесной механики. Например, это позволяет точно ориентироваться даже при пасмурной погоде, в этих же условиях датчики света просто бы не находили сильных различий между уровнями освещенности и начали бы сбивать панели. Для работы используемой системы наведения на солнце программе нужно знать только широту и долготу своей позиции, настоящее время. После расчетов координаты солнца на небе переводятся в значения углов поворота для сервоприводов. Сама вращающаяся основа состоит из элементов крепежа и двух сервомоторов. Это ограничивает возможности поворота, но позволяет более удобно позиционировать солнечные панели.

Внутри макета дома находится вся управляющая электроника; в том числе и система бесперебойного питания. После подключения питания, программа начинает считывать показания с аналогового контакта. Это импровизированный вольтметр. Если данные показания больше заданного в программе значения (над данный момент 4 вольта), то ничего не происходит. Если напряжение падает ниже порога срабатывания, включается реле и замыкается цепь питания других светодиодов. Они питаются от литий-ионных батарей.