Sunchronizer D1 – Dual Axis Solartracker für Azimut und Elevation-Achse – 3D Druckbar – STL Dateien

Description

Seit ich begonnen habe, mit kleinen Photovoltaikanlagen zu arbeiten, suche ich nach Möglichkeiten, den Energieertrag dieser oft zwei bis vier Solarmodule zu steigern.

Der „Sunchronizer D1“ Dual-Achs-Tracker ist ein Solarmodulhalter, mit dem „Standard“-400W-Module der Sonne automatisch auf der Höhen- und Azimutachse nachgeführt werden können. Wie bei vielen Projekten auf Nerdiy.de bestehen die benötigten Bauteile größtenteils aus 3D-gedruckten Teilen und Standard-Metallkomponenten.

Der Sunchronizer D1 ist der Nachfolger des Sunchronizer S1.

Mit den in diesem Angebot enthaltenen Bauteilen sollte letztlich jeder in der Lage sein, einen eigenen Solar-Tracker für seine Solarmodule zu bauen.

Electronics

Um die verschiedenen Sensoren und Aktoren auszulesen und zu steuern, habe ich eine Platine entworfen, die die benötigten Elektronikmodule enthält. Das Herzstück der Elektronik bildet ein ESP32. Natürlich ist es auch möglich diese Elektronik ohne die Platine aufzubauen oder eine eigene Schaltung zu entwickeln.

Die Suchronizer-Firmware für den ESP32 basiert auf ESPHome und lässt sich dadurch einfach in HomeAssistant oder viele andere SmartHome-Systeme integrieren.

Der Sunchronizer kann auch unabhängig von einer Verbindung zu anderen Systemen genutzt werden. So kann die Position z. B. über einen GPS-Empfänger automatisch ermittelt werden, wodurch auch die aktuelle Uhrzeit bekannt ist. In diesem Fall ist für den reinen Betrieb des Sunchronizers keine Netzwerkverbindung notwendig.

Auf Basis der ermittelten Daten (und der kontinuierlich gemessenen Ausrichtung (Kompassrichtung) des Sunchronizers) werden dann die optimalen Winkel für Höhe und Azimut berechnet und eingestellt. Damit diese korrekt gesetzt werden können, wird der Höhenwinkel des Solarmoduls mit einem Beschleunigungssensor gemessen und bei Bedarf nachgeregelt. Der Azimutwinkel wird mithilfe eines integrierten Drei-Achsen-Magnetometers (Kompassmodul) gemessen.

Nachführung der Höhenachse

Die Höhenachse wird mit einem 6000N-Linearantrieb gesteuert. Der absolute Höhenwinkel wird mit einem BMI160-Drei-Achsen-IMU gemessen.

Nachführung der Azimutachse

Die Azimutachse wird über ein 3D-druckbares Schneckengetriebe und einen Getriebemotor gesteuert. Der absolute Azimutwinkel wird mit einem MMC56x3-Drei-Achsen-Magnetometer gemessen.

Übersicht der Steuermodule

Die folgende Modulübersicht zeigt das Zusammenspiel der verschiedenen Sensoren und Aktoren.

The advantages of a solar tracker at a glance:

1. Maximized energy harvest: Thanks to the precise alignment of your solar module, you won't miss any sunrays and thus increase your energy harvest.
2. Increased efficiency: The Sunchronizer continuously optimizes the angle of your solar panel to ensure that it is always at the optimum angle to the sun, resulting in improved performance.
3. Space-saving solution: Thanks to its compact design, the Sunchronizer takes up very little space and can be easily integrated into almost any environment, whether in your garden or on a flat or pitched roof.
4. Sustainability: Use the inexhaustible energy of the sun and reduce your dependence on traditional energy sources. With the Sunchronizer, you are not only investing in your own future, but also in the future of our planet.

Please note: No physical components will be sent. You will receive the files in STL format and must print them out on a 3D printer in order to build the project. Please also note: This design works but has not yet been tested in the long term. So please use the linked components responsibly, carefully and not in any other way than specified. Pay particular attention to the linked safety instructions.

This offer contains the STL files you need to print the 3D printable components for the Sunchronizer D1 System required.

• You will soon find further information on the assembly and other components required in the assembly article. It will be linked here as soon as it is published.
• Observe the safety instructions linked below during assembly and use: Click here

Additional components are required to build the complete project. A complete list of the required parts can be found here

Required tool:

Benötigtes Material Sunchronizer D1 Mechanik & Elektronik:

Benötigtes Material Sensornest Gehäuse:

Gallery

3D printing information

• Filament type: Weather and UV-resistant, e.g. PETG, ABS, etc.
• Layer thickness: 0.2mm
• Infill: 25%
• Wall lines: 6

ESPHome example configuration

You can find an example configuration for ESPHome under the following link:

• https://github.com/Nerdiyde/ESPHomeSnippets/blob/main/Snippets/Sunchronizer/sunchronizer.yaml

Videos

Dimensions & technical data

The following is an overview of the usual dimensions with and without solar module in various positions. If dimensions are missing, please use the contact form let us know and we will add this later.

• Gewicht: ca. 10Kg (ohne Betonplatten)
• Power consumption max: 60W
• energy consumption per year:
• Maximum module dimensions:
• Minimum module dimensions:

Lowered view with solar panel

File list

Sunchronizer S1

• 6000N_screw_adapter_top_X.stl
• 6000N_screw_adapter_bottom_X.stl
• actuator_bottom_base_2060_6000N_actuator_X.stl
• actuator_top_base_2060_6000N_actuator_X.stl
• Anemosens_holder_X.stl
• bottom_elevation_hinge_left_2060_X.stl
• bottom_elevation_hinge_male_long_left_2060_X.stl
• bottom_elevation_hinge_male_long_right_2060_X.stl
• bottom_elevation_hinge_right_2060_X.stl
• bottom_landing_pad_2060_incl_electronics_X.stl
• bottom_t_cross_connector_2060_X.stl
• cable_holder1_X.stl
• cable_mount_single_X.stl
• electronics_box_lid_V1.0.dxf
• panel_clamp_bottom_2060_X.stl
• panel_clamp_top_2060_X.stl
• panel_holder_bottom_bottom_clamp_X.stl
• panel_holder_bottom_left_X.stl
• panel_holder_bottom_right_X.stl
• panel_holder_bottom_top_clamp_X.stl
• sunchro_sensorset_housing_base_X.stl
• sunchro_sensorset_housing_cap_X.stl
• top_t_cross_connector_2060_X.stl

Dual Axis Addon

• actuator_bottom_base_2060_6000N_actuator_X.stl
• actuator_bottom_base_2060_6000N_actuator_X.stl
• azimut_actuator_snail_holder_X.stl
• azimut_base_hook_bottom_bearing_holder_X.stl
• azimut_base_hook_mount_back_X.stl
• azimut_base_hook_mount_sides_X.stl
• azimut_base_hook_mount_sides_MIR_X.stl
• azimut_base_hook_X.stl
• azimuth_axis_gear_bearing_support_X.stl
• azimuth_axis_gear_cover_X.stl
• azimuth_axis_gear_support_X.stl
• azimuth_ring_mount_profile_mount_X.stl
• base_ring_endstop_blocker_X.stl
• base_ring_endstop_blocker_MIR_X.stl
• base_ring_segment_X.stl
• concrete_plate_corner_feet_X.stl
• concrete_plate_middle_feet_X.stl
• concrete_plate_outer_middle_feet_X.stl
• electronics_box_lid_V1.0.dxf
• endstop_switch_holder_cap_X.stl
• endstop_switch_holder_X.stl
• ring_protection_cover_center_X.stl
• ring_protection_cover_side_X.stl
• ring_protection_cover_side_MIR_X.stl
• Schnecke1_X.stl
• Schneckenrad1_X.stl
• sechskannt_welle_to_bearing_adapter_X.stl
• Stirnzahnrad11_X.stl
• Stirnzahnrad12_X.stl
• Stirnzahnrad21_X.stl
• Stirnzahnrad22_X.stl