I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  A p r il   20 25 ,   p p .   1 2 5 1 ~ 1 2 6 1   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 2 . pp 1 2 5 1 - 1 2 6 1           1251       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Co mputer vis io n - ba sed sun t ra ckin g  contro l f o r opt i mizing   pho tov o ltaic po wer genera tion       No pa do l U cha ipi cha t ,   Cho t iwa t   Wibu ns in,  K ewa lin   Cho k j ula no n,  Nut t ha ph o ng   T a ntha nu ch   D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   a n d   C o mp u t e r   En g i n e e r i n g ,   Th a mm a s a t   S c h o o l   o f   En g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   En g i n e e r i n g ,     Th a m masa t   U n i v e r s i t y ,   P a t h u mt h a n i ,   Th a i l a n d       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l 1 5 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Oct  4 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   Oct  2 3 ,   2 0 2 4       As   g lo b a l  e n e rg y   c o n s u m p ti o n   r ise s  a n d   fo ss il   fu e l  re se rv e s  d win d le,  t h e   tran siti o n   to   re n e wa b le  e n e rg y   so u rc e s  b e c o m e s  imp e ra ti v e .   S o lar   p h o to v o lt a ic   (P V)  tec h n o l o g y ,   c ru c ial  in   th is   sh ift ,   fa c e s  c h a l len g e s  i n   e fficie n c y   a n d   c o st.  T h is  stu d y   e x p lo re s  a   m o to rize d   su n - trac k i n g   sy ste m   e m p lo y i n g   ima g e   p r o c e ss in g   tec h n i q u e s  to   o p ti m ize   so lar  p a n e l  o rien tati o n   a n d   m a x i m iz e   e n e r g y   c a p t u r e .   Us in g   a n   A r d u i n o   M e g a   2 5 6 0   m icro c o n tr o ll e r ,   L2 9 8 N  m o t o r  d r iv e r,   Ra sp b e rry   P i  3   M o d e l  B,   a n d   we b c a m   in teg ra ti o n ,   th e   sy ste m   d y n a m ica ll y   a d j u sts  so la r  p a n e ls  b a se d   o n   re a l - ti m e   su n   p o si ti o n   d e tec ti o n .   Ex p e rime n ts  c o m p a re   th e   p e rfo rm a n c e   o f  fi x e d   a n d   su n - trac k in g   so lar p a n e ls,  re v e a li n g   th a t  su n - tr a c k in g   p a n e ls co n siste n t ly   o u t p e rfo rm   fix e d   o n e s,  p a rti c u larly   d u ri n g   l o w  su n   a n g les ,   re su lt in g   in   u p   t o   8 4 . 9 %   h ig h e r   p o we r  o u t p u t.   T h e se   fin d i n g s   u n d e rsc o re   t h e   p o ten ti a l  o f   su n - trac k in g   tec h n o l o g y   to   si g n ifi c a n t ly   e n h a n c e   so lar  e n e rg y   e fficie n c y   a n d   su p p o rt   su sta in a b le  e n e rg y   g o a ls.  F u tu re   re se a rc h   sh o u ld   fo c u s  o n   re fin in g   trac k in g   a lg o r it h m s  a n d   o p ti m izin g   sy ste m   d e sig n   t o   fu rt h e r  b o o st  e n e r g y   c a p tu re   a n d   re li a b il it y .   K ey w o r d s :   E n er g y   ef f icien cy   I m ag e  p r o ce s s in g   Ph o to v o ltaic   R en ewa b le  en er g y   So lar   tr ac k in g   s y s tem s   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Nu tth ap h o n g   T an t h an u c h   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  an d   C o m p u ter   E n g in ee r in g ,   T h am m asat Sch o o l o f   E n g in ee r i n g ,   Facu lty   o f   E n g in ee r in g ,   T h a m m asat U n iv er s ity   9 9   Mo o   1 8   Pah o ly o th i n   R o ad ,   Klo n g   Nu en g ,   Klo n g   L u a n g ,  Path u m th an i   1 2 1 2 0 ,   T h ailan d   E m ail:  tan th an u ch 1 @ en g r . tu . a c. th       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   to d a y ' s   g lo b al  s ce n ar io ,   en er g y   co n s u m p tio n   h as  b ee n   s tead ily   o n   th e   r is e,   s p an n in g   b o th   r esid en tial  an d   in d u s tr ial  s ec to r s ,   wh ile  f o s s il  f u el  r eser v es,  in clu d in g   o il,  n atu r al  g as,  an d   co al,   ar e   d win d lin g .   T h e  ex tr ac tio n   an d   u tili za tio n   o f   th ese  lim ited   r e s o u r ce s   n o t  o n ly   ad d   to   en v ir o n m en tal  p o llu tio n ,   p ar ticu lar ly   air   p o ll u tio n ,   b u t  also   wo r s en   th e  e f f ec ts   o f   cli m ate  ch an g e .   As  co u n tr ies  wo r ld wid e  g r a p p le  with   th ese  ch allen g es,  m an y   h av e   im p lem en ted   e n er g y   s ec to r   p o licies  aim ed   at  tr an s itio n in g   to war d s   clea n er   en er g y   s o u r ce s   an d   ac h ie v in g   n et  ze r o   g r ee n h o u s e  g as  em is s io n s   [ 1 ] .   T h e  r em ar k ab le  e x p an s io n   o f   g l o b al  p h o to v o ltaic  ( PV)   ca p ac ity ,   s u r g in g   to   5 9 1   GW   in   2 0 1 9 ,   o w es  m u ch   to   a d v an ce m en ts   in   s o lar   ce ll  ef f icien cy   an d   co s t  r e d u ctio n ,   r e n d er in g   PV  tech n o l o g y   in cr ea s in g ly   co m p etitiv e   in   ter m s   o f   lev elize d   co s ts   o f   elec tr icity   [ 2 ] .   As  PV  s y s tem s   ap p r o ac h   co s t  p ar ity   with   tr ad itio n al  e n er g y   s o u r ce s ,   th er e  is   an   u r g en t   r eq u ir em e n t  f o r   a   d etailed   p la n   o u tlin i n g   ess en tial  p ath s   f o r   d ev elo p m e n t  to   en ab le   in s tallatio n s   o n   a  ter awa tt  s ca le  [ 1 ] .   T h is   r o ad m a p   m u s t  ad d r ess   k ey   tech n ical  h u r d les  an d   h ig h lig h t   b r ea k th r o u g h s   e s s en tial  f o r   s teer in g   f u tu r e  r esear c h   en d ea v o r s   an d   g u id in g   in d u s tr y   i n v estme n ts   [ 2 ] .   So lar   PV  tech n o lo g y ,   a  v ital  r en ewa b le  en er g y   s o u r ce ,   f a ce s   ch allen g es  s u ch   as  h ig h   co s ts ,   lo w   ef f icien cy ,   a n d   in ter m itten cy   i n   cu r r e n t  s y s tem s   co m p ar e d   t o   f o s s il  f u els.  Ach iev in g   o p ti m al  en er g y   ca p tu r e  f r o m   th e  s u n   with   PV  s y s te m s   is   co m p lex ,   in f lu e n ce d   b y   f ac to r s   lik e  PV  m ater ial,   g eo g r ap h ic  lo ca tio n ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 25 :   1 2 5 1 - 1 2 6 1   1252   am b ien t  co n d itio n s ,   s u n   an g l e,   an d   p an el   o r ien tatio n .   T h e   v ar io u s   s o lar   tr ac k i n g   s y s te m s   b ased   o n   th eir   tech n o lo g ies  an d   d r i v in g   m et h o d s   wh ile  s h ed d in g   lig h t  o n   f u tu r e  tr en d s   in   tr ac k in g   s y s tem   d ev elo p m e n t  [ 3 ] .  So lar   tr ac k in g   s y s tem s   ca n   b e  d iv id e d   in t o   two   m ain   t y p es  in clu d in g   ac tiv e   an d   p as s iv e  s o lar   tr ac k in g   s y s tem s .   An   ac tiv e  s o lar   tr ac k in g   s y s tem   d y n a m ically   ad j u s ts   th e  o r ien tatio n   o f   s o lar   p an e ls   to   o p tim ize  th eir   alig n m en t  with   th e  s u n ' s   p o s itio n   th r o u g h o u t  th e  d ay   [ 3 ] – [ 6 ] .   A  p ass iv e  s o lar   tr ac k in g   s y s tem   u tili ze s   f ix ed   m ec h an is m s   o r   d esig n s   th at  r esp o n d   p ass iv ely   to   en v ir o n m en tal  co n d itio n s   to   ad ju s t  th e  o r ien tatio n   o f   s o la r   p an els  [ 7 ] ,   [ 8 ] .   Sin g le - ax is   s o lar   tr ac k in g   s y s tem s   o p er ate  b y   m o v in g   al o n g   eith er   th e  v er tical  o r   h o r izo n tal  ax is ,   with   m an u al  ad ju s tm en ts   to   t h e  in clin atio n   an g le  at  s p ec if ic  in ter v als  an d   au to m atic  ea s t – west  m o v em en t.  W h ile  co s t - ef f ec tiv e,   th ese  s y s tem s   ex h ib it  lo wer   ef f icien cy   co m p a r ed   to   two - ax is   s y s tem s .   T h e  ch o ice  b etwe en   v er tical  an d   h o r izo n tal  m o v em e n t  d ep e n d s   o n   th e  s o lar   tr ajec to r y   an d   p r e v ailin g   wea th er   co n d itio n s .   On   th e  o t h er   h an d ,   two - ax is   s o lar   tr ac k in g   s y s tem s   d y n a m ically   ad ju s t  s o lar   p an el  o r i en tatio n   alo n g   b o th   h o r izo n tal  an d   v er tical  ax es  to   ac cu r ately   f o llo w  th e  s u n ' s   tr ajec to r y   th r o u g h o u t  th e  d ay .   B y   o p tim izin g   tilt   an d   az im u th   an g les  co n tin u o u s ly ,   th ese  s y s tem s   m ax im ize  s u n lig h t  ex p o s u r e,   r esu ltin g   in   en h an ce d   en e r g y   ca p tu r e  an d   ef f icien c y .   Par ticu lar ly   ad v a n tag eo u s   in   lo ca t io n s   with   s ig n if ican t  s o lar   v ar iab ilit y   o r   d u r in g   s ea s o n s   with   lo w  s u n   an g les,  two - ax is   tr ac k in g   s y s tem s   en s u r e  o p tim al  en e r g y   p r o d u ctio n   y ea r - r o u n d .   T h e  in teg r atio n   o f   lig h t   d ep en d en t  r esis to r s   ( L DR s )   with in   s o lar   tr ac k in g   s y s tem s   r ep r esen ts   a   n o tab le  ad v a n ce m en t  in   PV  tech n o lo g y .   L DR s ,   also   k n o wn   as  p h o to r esis to r s ,   ar e  s em ico n d u ct o r   d ev ices   wh o s e  elec tr ical  r esis tan ce   v ar ies  with   in cid en t  lig h t  in ten s i ty .   I n   s o lar   tr ac k in g   a p p licatio n s ,   L DR s   s er v e  as   s en s o r s   to   d etec t   ch an g es  in   a m b ien t  lig h t   lev els,  p r o v i d in g   cr u cial  f ee d b ac k   f o r   ad ju s tin g   th e   o r ien tatio n   o f   s o lar   p an els  to   o p tim ize  s u n li g h t  ca p tu r e.   T h is   a d ap tiv e  m e ch an is m   en ab les  s o lar   p an els  t o   d y n am ically   alig n   th em s elv es  with   th e  s u n ' s   p o s itio n   th r o u g h o u t  th e   d ay ,   m ax im izin g   e n er g y   co n v er s i o n   ef f icien cy .   B y   em p lo y in g   L DR s ,   s o lar   tr ac k in g   s y s tem s   ca n   au to n o m o u s ly   ad ju s t  p an el  o r ien tatio n ,   en s u r in g   o p tim al  ex p o s u r e  to   s u n lig h t  an d   e n h an cin g   o v er all  s y s tem   p e r f o r m a n ce   [ 9 ] – [ 1 4 ] .   T h is   in teg r atio n   o f   L DR   tech n o lo g y   u n d e r s co r es  th e  s ig n if ican ce   o f   s en s o r - b ased   f ee d b ac k   m ec h a n is m s   in   ad v an cin g   th e  ef f icac y   an d   s u s tain ab ilit y   o f   s o lar   en er g y   h ar v esti n g   s y s tem s .   Ho wev er ,   L DR s   ca n   d eg r ad e  o v e r   tim e  d u e  to   f ac to r s   lik e   ex p o s u r e   to   u ltra v io let  ( UV )   lig h t  a n d   e n v ir o n m en tal   c o n tam in an ts .   T h is   d eg r a d atio n   ca n   af f ec t  t h eir   s en s itiv ity   an d   ac cu r ac y ,   r eq u ir in g   r e g u lar   ca lib r atio n   a n d   p o ten tially   r e p lace m en t  [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ] .   I n   ad d r ess in g   th e  ch allen g es  p o s ed   b y   u n ce r tain   lig h tin g   co n d itio n s   in   s o lar   tr ac k in g   s y s tem s   u tili zin g   L DR s ,   r esear ch er s   h av e  tu r n e d   to   UV  s en s o r s   as  a  s o lu tio n .   UV  s en s o r s   ar e  in teg r al  co m p o n e n ts   o f   en v ir o n m en tal  m o n ito r in g   s y s tem s ,   task ed   with   g au g in g   UV  r ad iatio n   le v els  in   th e   atm o s p h er e.   T h is   alter n ativ e   ap p r o ac h   ca n   o v er co m e   th e  lim itatio n s   ass o ciate d   with   L DR s   an d   en h a n ce   th e  ac c u r a cy   o f   s u n   tr ac k in g   m ec h an is m s   [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ] .   I m ag e   p r o ce s s in g   tech n iq u es  h av e  b ee n   in cr ea s in g ly   u tili ze d   in   s o lar   tr ac k in g   s y s tem s   to   en h an ce   ac cu r ac y   an d   ef f icien cy   [ 1 8 ] – [ 2 1 ] .   B y   an aly zin g   im ag es  o f   th e  s k y ,   h o r izo n ,   an d   s u n   p o s itio n ,   th ese  s y s tem s   ca n   d y n am ically   ad j u s t  s o lar   p an e l  o r ien tatio n   f o r   o p tim al  en e r g y   ca p tu r e .   T h is   in teg r atio n   o f   im ag e  p r o ce s s in g   tech n o lo g y   allo ws  f o r   r ea l - tim e  ad ap tatio n   to   ch an g in g   en v ir o n m e n tal  co n d itio n s ,   im p r o v in g   o v er all  s y s tem   p er f o r m an ce .   Ma n y   s tu d ies  h av e  in co r p o r ated   g l o b al  p o s it io n in g   s y s tem   ( GPS)  an d   co m p ass   m o d u les  in to   s o lar   tr ac k in g   s y s tem s   [ 2 2 ] – [ 2 5 ] .   GPS  p r o v id es  p r ec is e  g e o g r ap h ical  co o r d in ates  ( latitu d e  an d   lo n g itu d e) ,   wh ich   ar e   cr u cial  f o r   ac cu r ate ly   d eter m in i n g   t h e  s u n ' s   p o s itio n   at  a n y   g iv en   tim e  r elativ e  t o   th e  s o lar   p a n els'  lo ca tio n .   T h is   en ab les  th e  s o l ar   tr ac k er   to   a d ju s t  th e  p an els'   an g le,   o p tim izin g   s u n   e x p o s u r e  an d   en h an cin g   o v er all  en e r g y   ef f icien c y .   Ad d itio n ally ,   a  c o m p ass   m o d u le  d eter m in es  th e  ex ac t   o r ie n tatio n   o f   th e  s o lar   p a n el  s y s tem   in   r elatio n   to   th e   E a r th ' s   m ag n etic  p o les.   T h is   e n s u r es  th at  t h e  p an els  ar e   n o t  o n l y   ac c u r ately   p o s itio n ed   in   ter m s   o f   latitu d e  an d   lo n g itu d e  b u t  ar e   also   f ac in g   th e  o p tim al  d ir ec tio n .   T h is   s tu d y   p r o p o s es  d ev elo p in g   a   m o to r ized   s u n   t r ac k in g   s y s tem   em p lo y in g   im ag e  p r o ce s s in g   tech n i q u es.  I t   in v o lv es  ca p t u r in g   s u n   im ag es  with   a  ca m er a,   p r o ce s s in g   th em   to   id en tify   th e  s u n ' s   p o s itio n ,   an d   d i r ec tin g   a   m o to r   to   ad j u s t  th e   s o lar   p an el  ac co r d in g ly .       2.   H ARDWA R E   DE SI G N  AN D  SO F T WAR E   A L G O RIT H M   2 . 1 .     H a rdwa re   des ig n   T h e  h a r d war e   ar ch itectu r e   f o r   co n tr o llin g   m o n o cr y s tallin e  s ilico n   s o lar   p a n els ,   ea ch   with   a  p o wer   r atin g   o f   2 0   W ,   is   d esig n ed   to   o p tim ize  s u n lig h t  ex p o s u r e  th r o u g h   th e  im p lem en tatio n   o f   an   ef f icien t  s o lar   tr ac k in g   s y s tem .   T h is   s y s te m   in teg r ates  s ev er al  k ey   co m p o n en ts ,   in clu d in g   a n   Ar d u in o   Me g a  2 5 6 0   m icr o co n tr o ller ,   wh ich   f ac ilit ates  p r ec is e  co n tr o l  o f   d ir ec t   cu r r en t   ( DC )   m o to r s .   T h e  i n co r p o r atio n   o f   a n   L 2 9 8 N  m o to r   d r iv er   cir c u it  e n s u r es  ef f ec tiv e  m o t o r   o p er at io n .   Ad d itio n ally ,   a  R asp b er r y   Pi  3   Mo d el  B   is   u tili ze d   f o r   th e  in teg r atio n   o f   a  web ca m   an d   th e  p r o ce s s in g   o f   im ag e  s ig n als.  T o g eth er ,   th ese  co m p o n en ts   f o r m   a   co m p r eh e n s iv e  s y s tem   aim ed   at   en h a n cin g   s o lar   e n e r g y   ca p tu r e   b y   en ab li n g   i n tellig en t  tr ac k in g   a n d   p o s itio n in g   o f   th e  s o lar   p an els.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       C o mp u ter visi o n - b a s ed   s u n   tr a ck in g   co n tr o l fo r   o p timiz in g   . . .   ( N o p a d o l U ch a ip ic h a t)   1253   T h e  Ar d u in o   Me g a  2 5 6 0   s er v es  as  th e  ce n tr al  co n tr o l  u n it  f o r   t h e  DC   m o to r s ,   m a n ag in g   th e   m o v em en ts   n ec ess ar y   to   ad j u s t  th e  s o lar   p an els'   tilt   an d   az im u th   an g les  ac cu r ately .   T h is   m icr o co n tr o ller   co m m u n icate s   with   t h e  L 2 9 8 N  m o to r   d r i v er   cir c u it,  wh ich   p r o v id es   th e  r e q u is ite  p o wer   a n d   c o n tr o l   s ig n als  to   th e  DC   m o to r s ,   en s u r in g   s m o o th   an d   p r ec is e  p an el  a d ju s tm en ts .   Ad d itio n ally ,   th e  R asp b er r y   Pi  3   Mo d el  B   p lay s   a  cr u cial  r o le  in   th e  s y s tem   b y   in ter f ac i n g   with   a  we b ca m .   T h is   web ca m   ca p tu r es  r ea l - tim e  im ag es  o f   th e  s o lar   p an els'   p o s itio n ,   p r o v id in g   ess en tial  v is u al  d ata.   T h e  R asp b er r y   Pi  p r o ce s s es  th ese  im ag es  u s in g   s o p h is ticated   alg o r ith m s   t o   a s ce r tain   th e  s u n ' s   ex ac t  lo ca t io n   r elativ e   to   th e   p a n els,  th er eb y   e n ab lin g   th e   s y s tem   to   m ak e  in f o r m ed   a d ju s tm en ts   f o r   o p tim al  s o lar   tr ac k in g .   T h e  p h y s ical  s etu p   in cl u d es  a  s p ec ialized   s o lar   p an el   tr ac k er   m ec h an is m   e q u ip p ed   with   D C   m o to r s ,   as  illu s tr ated   in   Fig u r e  1 .   T h is   m ec h an is m   f ac ilit ates  th e  co n tin u o u s   an d   p r ec is e  m o v em en t  o f   th e  s o lar   p an els,  en ab lin g   th em   to   f o llo w  th e  s u n ' s   p ath   th r o u g h o u t  th e  d ay .   T h e  m o to r   co n tr o l  cir c u itry   co n f ig u r atio n ,   d ep icted   in   Fig u r e  2 ,   d etails  th e  in ter co n n ec tio n s   an d   in t er ac tio n s   b etwe en   th e  Ar d u i n o   Me g a  2 5 6 0 ,   th e   L 2 9 8 N  m o to r   d r iv er ,   an d   t h e  DC   m o to r s ,   en s u r in g   s ea m less   o p er atio n .             Fig u r e  1 .   Sin g le  p o le  s tr u ctu r e   u s ed   f o r   in s tallin g   s o lar   p an els     Fig u r e  2 .   C ir cu it  d iag r am   o f   th e  s o lar   p an el  tr ac k i n g   s y s tem       2 . 2 .     Su n det ec t io n wit h im a g e  pro ce s s ing   T h is   p ar t  d escr ib es  th e   d ev e lo p m en t  o f   a  s u n   p o s itio n   d etec tio n   s y s tem   wh er e  MA T L AB   was   em p lo y ed   as  th e  p r im ar y   to o l   in   th e  alg o r ith m   d esig n ed   t o   d etec t  th e  s u n   with in   s k y   im a g es.   A  to tal  o f   1 3 0   s k y   im ag es  tak en   f r o m   6 :0 0   AM   to   6 :0 0   PM  wer e  u s ed   to   e n s u r e  th e  s y s tem 's  ac cu r ac y   in   s u n   d etec tio n .   T h e   wo r k f lo w  co n s is ts   o f   th e  f o llo win g   s tep s :   Step   1 :  I m ag e  ac q u is itio n   an d   p r o ce s s in g   T h e  in itial  s tep   in v o lv es  im p o r tin g   th e  s k y   im a g e,   as  illu s tr ated   in   Fig u r e  3 ( a) .   T h e   im ag e  is   in itially   in   r ed ,   g r ee n ,   an d   b lu e  ( R GB )   co lo r   s p ac e,   wh ich   is   n o t   o p tim al  f o r   d etec tin g   th e  s u n   d u e  to   c o m p lex   v ar iatio n s   in   co lo r   an d   in ten s ity .   T o   en h an ce   th e  d etec tio n   p r o ce s s ,   th e  im ag e  is   co n v er ted   f r o m   th e  R GB   co lo r   s p ac e  to   th e  C I E L AB   c o lo r   s p ac e,   as  d ef in ed   b y   th e  I n ter n atio n al  C o m m is s io n   o n   I llu m in atio n   ( C I E )   [ 2 6 ] .   T h e  C I E L AB   co lo r   s p ac e  is   a  co lo r - o p p o n en t  s p ac e  with   th r ee   co m p o n en ts :  lig h tn ess   ( L ) ,   g r ee n - r ed   ( a ) ,   an d   b lu e - y ello w  ( b ) ,   a n d   is   wid ely   r ec o g n ized   f o r   its   p er ce p tu al  u n if o r m ity   i n   co lo r   r ep r esen tatio n .   T h is   co n v er s io n ,   as  s h o wn   in   Fig u r e  3 ( b ) ,   allo ws  f o r   a  m o r e  ac cu r ate  an aly s is   o f   co lo r   an d   b r ig h tn ess .   I n   th is   r esear ch ,   o n ly   th e   lig h tn ess   co m p o n en t  ( L )   is   u s ed ,   as  i t  o f f er s   a   clea r er   r ep r esen tat io n   o f   b r ig h tn ess   v ar iatio n s ,   wh ich   is   ess en tial f o r   ac cu r ately   d etec tin g   th e   s u n .   Step   2 : L u m in an ce   th r esh o ld   c alcu latio n   I n   th is   s tep ,   a  th r esh o ld   v alu e   is   d eter m in ed   to   co n v er t  th e   im ag e  in to   a  b i n ar y   f o r m at  ( b lack   an d   w h i t e ) .   T h i s   i n v o l v e s   c a l c u l a t i n g   t h e   m e a n   ( μ )   a n d   s t a n d a r d   d e v i a t i o n   ( σ )   o f   t h e   l i g h t n e s s   ( L )   v a l u e s   i n   t h e   i m a g e .   T h e  b r ig h tn ess   lev el  ex p ec ted   to   co r r esp o n d   to   th e  s u n   ( B )   is   ca lcu lated   in   ( 1 ) .     = +    ( 1 )     B   is   th e  th r esh o ld   v alu e  ex p ec ted   to   co r r esp o n d   to   th e  s u n ' s   b r ig h tn ess   an d   A   is   a  co n s tan t.   Step   3 : Bi n ar y   im ag e  cr ea ti o n   Usi n g   th e  ca lcu lated   th r esh o ld ,   th e  lig h tn ess   co m p o n en t  o f   th e  im ag e  is   co n v er ted   to   a  b in ar y   f o r m at.   I n   th e  r esu ltin g   b in a r y   im ag e,   ar ea s   with   b r ig h tn ess   v alu es  b elo w  th e  th r esh o ld   ar e  s et  to   b lack ,   an d   ar ea s   with   b r ig h tn ess   v alu es  ab o v e  th e   th r esh o l d   ar e  s et  t o   wh ite.   T h is   tr an s f o r m atio n   is o lates  th e  b r ig h t   r eg io n s ,   wh ich   in cl u d e  th e  s u n ,   f r o m   th e  d ar k er   b ac k g r o u n d ,   as  s h o wn   in   Fig u r e  3 ( c) .   T h is   s tep   is   cr u cial  f o r   d is tin g u is h in g   th e  s u n   f r o m   o t h er   elem en ts   in   th e  s k y ,   s u ch   a s   clo u d s   o r   th e  s k y   its elf .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 25 :   1 2 5 1 - 1 2 6 1   1254   Step   4 : E d g e  r ef in em en t   T o   en h a n ce   th e  ac c u r ac y   o f   s u n   d etec tio n ,   th e  e d g es  o f   th e   d etec ted   b r i g h t  r e g io n   a r e  r ef in ed .   T h is   in v o lv es  m o r p h o lo g ical  o p er a tio n s   s u ch   as  er o s io n   an d   d ila tio n   o n   th e  b in ar y   im ag e.   E r o s io n   r em o v es  s m all  wh ite  n o is e,   wh ile  d ilatio n   r es to r es  th e  er o d e d   p ar ts   o f   t h e  s u n ,   s m o o th i n g   th e  e d g es  an d   m ak in g   th e  d etec ted   r eg io n   m o r e  co n s is ten t  with   t h e  ac tu al  s h ap e  o f   th e  s u n .   T h is   r ef in em en t  p r o ce s s   en s u r es  th at  th e  d etec ted   r eg io n   is   clea n   a n d   ac cu r ately   r ep r esen ts   th e  s u n ' s   p o s itio n .   Step   5 : Reg io n   an aly s is   an d   s u n   id en tific atio n   I n   th e  f in al  s tep ,   th e  s y s tem   an aly ze s   th e  b in ar y   im ag e  to   id en tify   an d   co u n t  th e  r eg i o n s   lik ely   to   b e   th e  s u n .   T h e  s ize  o f   ea c h   b r ig h t  r eg i o n   is   ca lcu lated   t o   d e ter m in e  th eir   ce n tr o id s .   T h e  r eg io n   th at  cl o s ely   m atch es  th e  m ed ian   s ize  o f   th e  s u n ,   b ased   o n   p r io r   d ata   f r o m   t h e  p h o to g r a p h s   u s ed   in   th is   r esear ch ,   is   s elec ted .   T h e  ce n tr o id   o f   th is   s elec ted   r eg io n   is   th en   u s ed   to   d r aw  a  cir cle,   in d icatin g   th e   d etec ted   p o s itio n   o f   th e  s u n ,   as sh o wn   in   Fig u r e  3 ( d ) .               ( a)   ( b )   ( c)   ( d )     Fig u r e  3 .   I m ag e   p r o ce s s in g   s tep s   in   s u n   d etec tio n :  ( a)   o r ig in a l im ag e,   ( b )   im ag e  in   C I E L AB ,     ( c)   b in ar y   im ag e,   an d   ( d )   s u n   p o s itio n   d etec tio n       T h e  ev alu atio n   o f   t h e  s u n   p o s itio n   d etec tio n   s y s tem   u tili ze d   a  d ataset  co m p r is in g   1 3 0   im ag es,   ca p tu r in g   d i v er s e  s u n   p o s itio n s   th r o u g h o u t  th e  d ay .   T h e  im ag es  wer e  s eg m en ted   in to   f o u r   d is tin ct  tim e   in ter v als  as  p r esen ted   in   T ab le   1   to   ac co u n t   f o r   th e  s u n ' s   tr aj ec to r y   an d   co r r esp o n d in g   ch a n g es  in   illu m in atio n   th r o u g h o u t   th e  d ay .   Ad d itio n a lly ,   th e  d ataset  was  ca teg o r ize d   b ased   o n   clo u d   co v er ag e   an d   o th e r   o b s tr u ctiv e   f ac to r s ,   en ab lin g   a n   an aly s is   o f   s u n   lu m in o s ity   r elativ e  to   th e  tr an s p ar en cy   o f   th ese  o b s tr u ctio n s .   T ab le  2   p r esen ts   th e  ca teg o r izatio n   s ch em a  an d   co r r esp o n d in g   im ag e  co u n ts ,   d is tin g u is h in g   b etwe en   clea r   s k y   co n d itio n s ,   p a r tially   clo u d y   c o n d itio n s ,   o v er ca s t  co n d itio n s ,   an d   o th e r   o b s tr u ctio n s .   T h is   s y s tem   aim s   to   p r o v id e   ac cu r ate  a n d   r eliab le   s u n   d etec tio n   in   v a r io u s   s k y   co n d itio n s   a n d   tim es  o f   th e  d ay ,   en h an cin g   th e   p o ten tial a p p licatio n s   in   s o lar   en er g y ,   clim ate  s tu d ies,  an d   e n v ir o n m en tal  m o n ito r in g .       T ab le  1 .   T im e  i n ter v als o f   t h e  p h o to g r ap h s   u s ed   in   ex p er im e n t   Ti me   i n t e r v a l   N u mb e r   o f   i m a g e s   6 : 0 1   A M   t o   9 : 0 0   A M   19   9 . 0 1   A M   t o   1 2 . 0 0   P M   21   1 2 . 0 1   P M   t o   3 . 0 0   P M   26   3 . 0 1   P M   t o   6 . 0 0   P M   64       T ab le  2 .   C lo u d   o r   o b s tr u ctio n   ty p es a f f ec tin g   s u n   v is ib ilit y   S k y   c o n d i t i o n   D e scri p t i o n   N u mb e r   o f   i m a g e s   C l e a r   s k y   S u n   f u l l y   v i s i b l e   w i t h   l i t t l e   t o   n o   c l o u d   c o v e r   29   P a r t i a l l y   c l o u d y   S u n   p a r t i a l l y   o b s c u r e d   b y   c l o u d s   38   O v e r c a st   O t h e r   o b st r u c t i o n s   S u n   c o mp l e t e l y   o b sc u r e d   b y   c l o u d s   S u n   p a r t i a l l y   o b s c u r e d   b y   o b j e c t s   l i k e   t r e e s  o r   b u i l d i n g s   50   13       2 . 3 .     Co ncept   o f   s o la r  pa nel  m o v e m ent   co ntr o l   T o   co n tr o l  th e  m o v em e n t  o f   s o lar   p an els,  two   DC   m o to r s   ar e  em p lo y ed   to   m an ag e  th e   r o tatio n al  ax is   an d   tilt   ax is .   T h e  o b ject iv e  is   to   alig n   th e  s u n ' s   p o s i tio n   in   th e  ca p tu r ed   im ag e,   d eter m in ed   f r o m   a   web ca m   im ag e,   p r ec is ely   at  th e  ce n ter   o f   th e  im ag e  f r am e.   T h e  s eq u en tial step s   in v o lv e d   ar e  as f o llo ws:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       C o mp u ter visi o n - b a s ed   s u n   tr a ck in g   co n tr o l fo r   o p timiz in g   . . .   ( N o p a d o l U ch a ip ic h a t)   1255   Step   1 : Calcu latin g   th e  d is tan c e  b etwe en   th e  s u n ' s   p o s itio n   a n d   th e  ce n ter   o f   th e  f r a m e   I n   th is   in itial st ep ,   p r ev io u s ly   ex p lain ed   p r in cip les o f   s u n   im ag e  d etec tio n   ar e  em p l o y ed   to   d eter m in e   th e  p ix el   p o s itio n   o f   th e   s u n   with in   th e   im ag e.   Su b s eq u e n tly ,   th e  d is tan ce   b etwe en   th e   ce n t er   o f   th e   f r a m e  a n d   t h e   d e t e c t e d   p i x e l   c o o r d i n a t e s   o f   t h e   s u n ' s   p o s i t i o n   a l o n g   t h e   X   a n d   Y   a x e s   i s   c a l c u l a t e d ,   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   4 .   T h i s   ca lcu latio n   is   cr u cial  as it f o r m s   th e  b asis   f o r   th e  s u b s eq u en t m o to r   co n tr o l a d ju s tm en ts .   Step   2 : M o to r   r o tatio n   co n tr o l   T o   ac h iev e  p r ec is e  co n tr o l  o f   th e  s o lar   p an el' s   m o v em en t,   a  two - ax is   DC   m o to r   co n tr o l   s y s tem   is   im p lem en ted   to   p o s itio n   th e  s u n   at  th e  ce n ter   o f   th e  im ag e .   T h is   co n tr o l  m ec h an is m   is   b ased   o n   p r o p o r tio n al   co n tr o l  tech n iq u e,   d etailed   in   th e  b lo ck   d iag r am   in   Fig u r e   5 .   T h e  m o t o r   o p er atio n   tim e  ( )   r eq u ir ed   f o r   ea ch   ax is   is   ca lcu lated ,   wi th   ad ju s t m en ts   m ad e  to   th e  X - ax is   p o s itio n   f ir s t,  f o llo wed   b y   th e  Y - ax is   p o s itio n .   T h e   tim e    ca n   b e  d eter m in ed   u s in g   ( 2 ) :     = ,   ( 2 )     w h er e   T   r ep r esen ts   th e  m o to r   m o v em e n t  tim e  ( in   s ec o n d s ) ,   ,   d en o tes  th e  d is tan ce   b etwe e n   th e  ce n ter   o f   th e  f r am e  a n d   th e  s u n ' s   p o s itio n   in   ea ch   a x is   ( in   p ix els),   a n d     is   th e  p r o p o r tio n al  g ai n   co n s ta n t.   T h e  p r o p o r tio n al  c o n tr o l  m e th o d   g u ar a n tees  th at  m o to r   m o v em en t   co r r esp o n d s   d ir ec tly   to   th e   d etec ted   p o s itio n al  er r o r ,   f ac i litatin g   p r ec is e  ad ju s tm en ts .   T h e  co n tr o l  s eq u en ce   c o n clu d es  wh en   th e  s u n ' s   p o s itio n   is   ce n ter ed   with in   a  s p ec if ied   r ec tan g u lar   ar ea ,   as  s h o wn   in   Fig u r e  6 ,   e n s u r in g   o p tim al  alig n m en t  f o r   m ax im u m   s o lar   en er g y   ca p tu r e.   T h is   p r ec is e  alig n m en t   m in im izes  en er g y   lo s s   d u e  t o   m is alig n m en t  an d   im p r o v es  o v er all  s y s tem   e f f i cien cy .   B y   e m p lo y i n g   t h is   m eth o d ,   th e  s y s tem   ac h iev es  a  b ala n ce   b etwe en   r esp o n s iv en ess   an d   s tab ilit y ,   e n h an cin g   its   ab ilit y   to   ad ap t t o   ch an g in g   s o lar   an g les th r o u g h o u t th e  d a y .             Fig u r e  4 .   Dis tan ce   u tili ze d   f o r   m o to r   co n tr o l     Fig u r e  5 .   B lo ck   d iag r am   o f   m o to r   r o tatio n   co n tr o l           Fig u r e  6 .   Su n   p o s itio n   ce n ter i n g   with in   s p ec if ied   r ec tan g u la r   ar ea   u s in g   p r o p o r tio n al  co n tr o l m eth o d       2 . 4 .     E x perim ent a l   des ig n  f o r  co m pa ring   po wer   o utput   f ro m   f ix ed  s o la r   pa nels   a nd   s un - t ra ck ing   s o la r   pa nels   T h is   s ec tio n   d etails  th e  ex p er im en tal  m eth o d o lo g y   d ev is ed   to   r ig o r o u s ly   ass ess   th e  elec tr icity   g en er atio n   ef f icien c y   o f   s o lar   p an els  e q u ip p e d   with   an d   wi th o u t  s u n - tr ac k in g   ca p ab ilit ies.  T h e  s o lar   p a n els  u tili ze d   in   th is   in v esti g atio n   ar e  m o n o cr y s tallin e  s ilico n   s o lar   ce lls ,   ea ch   r ated   at  2 0   W ,   ch o s en   f o r   th eir   co m m o n   u s e  an d   r eliab le  p er f o r m an ce   in   s o lar   en e r g y   a p p li ca tio n s .   T h e  ex p er im e n t  co m p r is es  two   d is tin c t   s etu p s :  a  f ix ed   s o lar   p an el   an d   a  s u n - tr ac k in g   s o lar   p an el.   T h e  f ix e d   s o lar   p an el  is   s tr ateg ically   o r ien te d   in   a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 25 :   1 2 5 1 - 1 2 6 1   1256   s o u th war d   d ir ec tio n   with   a  til t  an g le  o f   1 5   f r o m   th e  h o r iz o n tal  p lan e.   T h is   o r ien tatio n   i s   ca r ef u lly   s elec ted   b ased   o n   s ite - s p ec if ic  co n s id e r atio n s   to   o p tim ize  elec tr icity   g en er atio n ,   as  d e p icted   in   Fig u r e  7 .   I n   co n tr ast,  th e  s u n - tr ac k in g   s o lar   p a n el  in co r p o r ates  a  s in g le - p o le  tr ac k in g   m ec h an is m   an d   is   s u p p lem en ted   with   a   web ca m   p o s itio n ed   ab o v e  to   m o n ito r   s o lar   m o v e m en t  th r o u g h o u t  th e  d ay ,   as  illu s tr ated   in   Fig u r e  7 .   T h is   d y n am ic  tr ac k in g   m ec h an is m   allo ws  th e  s o lar   p an el  to   co n tin u o u s ly   ad ju s t  its   o r ien tatio n   to   f ac e  th e  s u n ,   m ax im izin g   in ci d en t  s o lar   r ad iatio n   an d   th er e b y   p o ten ti ally   en h an ci n g   e n er g y   ca p t u r e  ef f icien c y .   T h e  m ea s u r em en t  o f   p o wer   o u tp u t  is   co n d u cted   m eticu lo u s ly   b y   r ec o r d in g   th e  o p en - cir c u it  v o ltag e  an d   s h o r t - cir cu it  cu r r en t  at  h o u r ly   in te r v als  f r o m   8 :0 0   AM   to   4 :0 0   PM  o v er   a  p er i o d   o f   1 0   co n s ec u tiv e  d ay s .   T h e  m ain   g o al  o f   t h is   s tu d y   is   to   c o m p ar e  t h e  p o wer   o u tp u t  o f   f ix ed   a n d   s u n - tr ac k in g   s o lar   p an els.   T h r o u g h   a   s y s tem atic  ev alu atio n   o f   th eir   p er f o r m an ce   u n d er   r ea l - wo r ld   co n d itio n s ,   th e  r esear ch   s ee k s   to   d eter m in e  h o w   ef f ec tiv e  s u n - tr ac k i n g   tech n o lo g y   is   in   im p r o v in g   s o lar   e n er g y   ca p tu r e  ef f icien cy   an d   o v er all  elec tr ical  o u tp u t.  T h is   co m p ar ativ e  a n a ly s is   o f f er s   v alu ab le  in s ig h ts   in to   th e  p r ac tical  ad v a n tag es  an d   lim itatio n s   o f   s u n - tr ac k in g   s y s tem s   in   o p ti m izin g   s o lar   p an el  p er f o r m an ce   ac r o s s   d if f er e n t  en v ir o n m e n tal  co n d itio n s   an d   g eo g r a p h ic  lo ca tio n s .           Fig u r e  7 .   E x p er im e n t in s tallatio n       3.   E XP E R I M E N T A L   RE SUL T S   T h is   s ec tio n   r ep o r ts   th e  f in d i n g s   f r o m   t h e  ex p e r im en tatio n   o n   th e  d ev elo p m en t  o f   a  s u n - tr ac k in g   s y s tem   f o r   s o lar   p an els,  as   o u tlin ed   in   th e  p r ec ed in g   s ec ti o n s .   T h e   r esu lts   ar e  d iv id ed   in to   two   p ar ts :  th e  ac cu r ac y   o f   s u n   p o s itio n   d etec tio n   an d   th e   co m p ar ativ e   an al y s is   o f   elec tr ical  p o wer   o u tp u t   f r o m   s o lar   p a n els.  T h e  f ir s t  p ar t  f o cu s es  o n   e v alu atin g   h o w  p r ec is ely   th e  s y s tem   ca n   d etec t  an d   alig n   with   th e  s u n ' s   p o s itio n   u n d er   v ar y in g   en v ir o n m e n tal  co n d itio n s .   T h e  s ec o n d   p ar t   h ig h lig h ts   th e  p e r f o r m an ce   d if f er en ce   b etwe en     s u n - tr ac k in g   an d   f ix ed   s o lar   p an els,  em p h asizin g   t h e  p o ten tial  f o r   in c r ea s ed   en er g y   ef f icien cy .   T o g eth er ,   th ese  f in d in g s   p r o v id e  in s ig h ts   in to   th e  ef f ec tiv en ess   o f   th e  p r o p o s ed   s y s tem   an d   its   im p licatio n s   f o r   en h an cin g   s o lar   en er g y   u tili za tio n .     3 . 1 .     Su n po s it io n det ec t io n r esu lt s   T h e  s u n   p o s itio n   d etec tio n   e x p er im en t   is   s u b d iv i d ed   i n to   two   asp ec ts :  th e   ef f ec tiv en e s s   d u r in g   d if f er en t   tim e  in ter v als  an d   t h e  im p ac t   o f   clo u d   co v er   a n d   o th e r   o b s tr u ctio n s .   T h e  e v alu atio n   o f   th e   s u n   p o s itio n   d etec tio n   s y s tem   d u r i n g   s p ec if ic  tim e   in ter v als  i n v o lv es  ass ess in g   its   ca p ab ilit y   b a s ed   o n   th e  n u m b e r   o f   ac cu r ately   d etec ted   s u n   p o s itio n s   co m p ar ed   to   th e  to tal  n u m b er   o f   im a g es  ca p tu r e d   d u r in g   ea c h   p er i o d ,     as  s h o wn   in   T ab le  3   a n d   Fig u r e  8 .   T h e  ex a m p le  illu s tr ates  s u n   d etec tio n   d u r in g   d i f f e r en t  tim e  in ter v als:     6 :0 0 - 8 : 5 9   AM ,   9 :0 0 - 1 1 : 5 9   A M,   1 2 :0 0 - 2 :5 9   PM,   an d   3 :0 0 - 6 :0 0   PM,   s h o win g   h o w  th e  s y s tem   tr ac k s   th e  s u n 's   p o s itio n   th r o u g h o u t  th e  d a y   a s   s h o wn   in   Fig u r es  8 ( a) - ( d ) .   T h e  s u n   p o s itio n   d etec tio n   s y s tem   d em o n s tr ates   h ig h   ac cu r ac y   d u r in g   th e  p er io d s   f r o m   6 :0 1   AM   to   1 2 :0 0   PM  wh en   th e  s u n   i s   lo wer   in   th e  s k y   an d   th e  illu m in atio n   is   m o r e  u n if o r m ,   en h a n cin g   im ag e  clar it y .   Du r in g   th ese  tim es,  t h e  s y s tem   s u cc ess f u lly   d etec ted   1 6   o u t  o f   1 9   im ag es  b etwe en   6 :0 1   AM   an d   9 : 0 0   AM ,   a n d   2 4   o u t  o f   2 6   im ag es  b etwe en   1 2 :0 1   PM  an d     3 :0 0   PM.   Ho we v er ,   i n   th e   late  af ter n o o n   p er io d   f r o m   3 :0 1   PM  to   6 :0 0   PM,   th e   s y s tem ' s   p er f o r m a n ce   d ec lin es   as  th e  s u n   ap p r o ac h es  th e  h o r izo n ,   ca u s in g   in cr ea s ed   s ca tter in g   o f   lig h t  an d   r ed u ce d   im ag e  clar ity .   C o n s eq u en tly ,   d u r in g   th is   p er io d ,   th e  s y s tem   d etec ted   4 4   o u t  o f   6 4   im ag es,  r e f lectin g   a  lo wer   ac cu r ac y   r at e   d u e  to   ch allen g i n g   lig h tin g   c o n d itio n s   a n d   p o ten tial  o b s tr u ctio n s   s u ch   as  cl o u d s   a n d   b u ild in g s .   T h e  s u n   p o s itio n   d etec tio n   s y s tem   ef f e ctiv ely   id en tifie s   th e  s u n ' s   lo ca tio n   d u r in g   th e   m o r n in g   a n d   m id d ay   h o u r s   wh e n     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       C o mp u ter visi o n - b a s ed   s u n   tr a ck in g   co n tr o l fo r   o p timiz in g   . . .   ( N o p a d o l U ch a ip ic h a t)   1257   s o lar   an g les  ar e   o p tim al,   e n a b lin g   p r ec is e  tr ac k in g .   Desp ite  f ac in g   ch allen g es  in   th e  lat e  af ter n o o n ,   s u ch   as   o b s tr u ctio n s   f r o m   tall  b u ild i n g s   an d   tr ee s   th at  h in d er   d i r ec t  s u n   v is ib ilit y ,   th e  s y s tem   m ain tain s   r o b u s t  p er f o r m an ce   u n d e r   f av o r a b le  co n d itio n s ,   e n h an ci n g   its   u tili ty   in   s o lar   tr ac k i n g   a p p licatio n s .   As  a  r esu lt  o f   th ese  o b s tacle s ,   th e  s y s tem   d etec ts   f ewe r   im ag es  in   th e  late  af ter n o o n ,   lea d in g   to   lo wer   ac cu r ac y   r ates   co m p ar ed   to   th e  m o r n i n g   a n d   m id d ay   p er io d s   wh en   s u n lig h t  is   m o r e  u n if o r m l y   d is tr ib u t ed   an d   o b s tr u ctio n s   ar e  m in im al.       T ab le  3 .   T im e  i n ter v als an d   s u n   p o s itio n   d etec tio n   ac cu r ac y   Ti me   i n t e r v a l   N u mb e r   o f   i m a g e s   D e t e c t e d   s u n   p o si t i o n   i m a g e s   A c c u r a c y   ( %)   6 : 0 1   A M   t o   9 : 0 0   A M   19   16   8 4 . 2 1   9 . 0 1   A M   t o   1 2 . 0 0   P M   21   18   8 5 . 7 0   1 2 . 0 1   P M   t o   3 . 0 0   P M   26   24   9 2 . 3 1   3 . 0 1   P M   t o   6 . 0 0   P M   64   44   6 8 . 7 5         ( a)     ( b )     ( c)     ( d )     Fig u r e  8 .   E x am p le  o f   s u n   d ete ctio n   in   ea ch   tim e  i n ter v al :   ( a)   6 :0 0 - 8 . 5 9   AM ,   ( b )   9 :0 0 - 1 1 . 5 9   AM ,     ( c)   12 :0 0 - 2 . 5 9   PM,   a n d   ( d )   3 : 0 0 - 6 . 0 0   PM       T h e  ex p er im en t   o n   th e   s u n   p o s itio n   d etec tio n   s y s tem ,   co n s id er in g   o cc l u s io n s   b y   clo u d s   o r   o th er   o b jects,  ev alu ates  th e  s y s tem 's  ab ilit y   b y   ex am in in g   th e  n u m b er   o f   s k y   im ag es  wh er e  th e  s u n ' s   p o s itio n   is   ac cu r ately   d etec ted   co m p ar e d   to   th e  to tal  n u m b er   o f   im ag es  f o r   ea ch   o cc lu s io n   p atter n .   T h e  ex p er im en tal  r esu lts   ar e  s h o wn   in   T ab le  4   an d   Fig u r e  9 .   Fig u r e  9 ( a)   t o   ( d )   illu s tr ates  ex am p les  o f   s u n   d etec tio n   u n d er   v ar y in g   s k y   co n d itio n s   an d   o b s tr u ctio n s :  clea r   s k y ,   p a r tially   clo u d y ,   m o s tly   clo u d y ,   an d   o th er   o b s tr u ctio n s ,   d em o n s tr atin g   t h e  s y s tem ' s   ad ap tab ilit y   to   d if f e r en t e n v ir o n m en tal  f ac to r s .       T ab le  4 .   E x p er im en tal  r esu lts   f o r   s u n   d etec tio n   d u e  to   s k y   co n d itio n s   S k y   C o n d i t i o n   N u mb e r   o f   I mag e   D e t e c t e d   S u n   P o si t i o n   I mag e s   A c c u r a c y   ( %)   C l e a r   s k y   29   24   8 2 . 7 6   P a r t i a l l y   c l o u d y   38   30   7 8 . 9 5   M o s t l y   c l o u d y   50   41   8 2 . 0 0   O t h e r   o b st r u c t i o n s   13   6   4 6 . 1 5         ( a)     ( b )     ( c)     ( d )     Fig u r e  9 .   E x am p les o f   s u n   d et ec tio n   u n d er   d if f er en t sk y   co n d itio n s   an d   o b s tr u ctio n s :   ( a)   cl ea r   s k y ,     ( b )   p a r tially   clo u d y ,   ( c)   m o s tly   clo u d y ,   an d   ( d )   o th e r   o b s tr u ctio n s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 25 :   1 2 5 1 - 1 2 6 1   1258   T h e  s y s tem   d em o n s tr ates  h i g h   ac cu r ac y   u n d er   clea r   s k y   co n d itio n s ,   s u cc ess f u lly   d etec tin g   th e  s u n   in   2 4   o u t  o f   2 9   im ag es  d u e   to   t h e  ab s en ce   o f   clo u d s   en a b lin g   p r ec is e  im ag e   an aly s is .   Un d er   p ar tially   clo u d y   co n d itio n s ,   th e  s y s tem ' s   ac cu r ac y   d ec r ea s es,  d etec tin g   th e   s u n   i n   3 0   o u t   o f   3 8   im ag e s .   C lo u d s   p ar tiall y   o b s cu r e  th e   s u n ,   ca u s in g   lig h t   d is p er s io n ,   wh ich   r esu lts   in   t h e  s y s tem ' s   s u n   p o s itio n   id en t if icatio n   d ev iatin g   f r o m   its   ac tu al  p o s itio n .   Un d er   m o s tly   clo u d y   co n d itio n s ,   th e  s y s tem   m ain tain s   ac cu r ac y   s im ilar   to   th at  in   p ar tially   clo u d y   c o n d itio n s ,   d etec tin g   th e  s u n   in   4 1   o u t  o f   5 0   im ag es.  T h e  s u n   is   co m p letely   o b s cu r ed ,   r esu ltin g   in   a  ca lcu lated   s u n   ar ea   s m aller   th an   th e  av e r ag e  u s ed   in   th is   r esear ch ,   lead i n g   to   u n d etec tab le   co n d itio n s .   W h en   th er e   ar e   o b s tr u ctio n s   lik e  tr e es  o r   b u ild i n g s ,   th e   ac cu r ac y   is   th e   lo west.   O b s tacle s   r ed u c e   th e  s u n ' s   ar ea   w ith in   th e  s k y   im ag es  s ig n if ican tly   b elo w  th e  s et  th r esh o ld ,   r esu ltin g   in   th e  s y s tem   d etec tin g   th e  s u n   in   o n ly   6   o u t  o f   1 3   i m ag es.  T h ese  r esu lts   u n d er s c o r e  th e  v a r y in g   le v els  o f   ef f e ctiv en ess   o f   th e  s u n   p o s itio n   d etec tio n   s y s tem   u n d er   d if f er e n t  s k y   c o n d itio n s ,   h i g h lig h tin g   its   r o b u s tn ess   in   a cc u r ately   d etec tin g   th e  s u n ' s   p o s itio n   in   clea r   s k ie s   an d   m o s tly   clo u d y   co n d itio n s ,   wh ile  also   p o in tin g   o u t  s ig n if ican t  ch allen g es  wh en   d ea lin g   with   o b s tr u ctio n s   s u ch   as tr ee s   o r   b u ild in g s ,   wh ich   s ev er ely   r ed u ce   th e  s y s tem ' s   ab ilit y   to   d etec t  th e  s u n   with in   s k y   im a g es.     3 . 2 .     Co m pa riso n o f   s o la r   pa nel per f o rm a nce  t hro ug ho ut   t he  da y   T h is   s tu d y   ex am i n es  th e  elec tr icity   g en er atio n   ca p a b ilit ies   o f   f i x ed   a n d   s u n - tr ac k in g   s o lar   p an els  in s talled   o n   th e  r o o f to p   o f   a   s ev en - s to r y   b u ild in g .   Me asu r em en ts   wer e  tak en   h o u r l y   f r o m   8 :0 0   AM   to     4 :0 0   PM  o v er   a  p er io d   o f   1 0   d ay s .   T h e   ex p e r im en t  was  c o n d u cted   in   d iv er s e  wea th er   co n d itio n s ,   in clu d in g   clea r   s k ies,  p ar tial  clo u d   co v er ,   an d   m o s tly   clo u d y   co n d itio n s .   R esu lt s   d etailin g   th e  s o lar   p an el  o u tp u ts   ar e   p r esen ted   in   T ab le   5   an d   Fig u r e  1 0 .   T h e   p r esen ted   d ata   co m p ar es  th e   p o wer   o u tp u t   f r o m   f ix e d   s o lar   p an els   an d   s u n - tr ac k in g   s o lar   p an el s   at  v ar io u s   tim es  th r o u g h o u t  th e  d ay ,   illu s tr atin g   clea r   d if f er en ce s   in   th eir   p er f o r m an ce .   Me asu r e m en ts   in clu d e  o p en - cir c u it  v o ltag e  ( V OC ) ,   s h o r t - cir cu it  cu r r en t  ( I SC ) ,   an d   th e   r esu ltan t  p o wer   o u tp u t   f o r   ea c h   p an el   ty p e.   At  ea ch   r ec o r d e d   tim e  in ter v al,   th e   s u n - tr ac k in g   p an els  co n s is ten tly   p r o d u ce   m o r e  p o wer   th an   th e   f ix ed   p an els.   Fo r   in s tan ce ,   a t  8 :0 0   AM ,   th e   f ix e d   p a n el  g en er ates  1 1 . 6 1   W ,   wh er ea s   th e  s u n - tr ac k in g   p a n e l  g en er ates  1 8 . 7 4   W ,   y ield in g   a  s u b s tan tial  im p r o v em en t  o f   6 1 . 4 1 %.  T h is   tr en d   o f   en h an ce d   p e r f o r m an ce   f o r   s u n - tr ac k in g   p an els  p er s is ts   th r o u g h o u t   th e  d ay   with   v ar y in g   d e g r ee s   o f   im p r o v em e n t.  T h e  m o s t  s ig n if ican t  im p r o v em en t   is   n o ted   at   4 :0 0   PM,   wh er e   th e   s u n - tr ac k in g   p a n el  ac h ie v es  an   8 4 . 9 % in cr ea s e  in   p o wer   o u tp u t c o m p ar ed   t o   th e  f i x ed   p a n el.       T ab le  5 .   R esu lt o f   s o lar   p an el  p er f o r m an ce   th r o u g h o u t th e  d ay   Ti me   F i x e d   P a n e l   S u n   Tr a c k i n g   P a n e l   I mp r o v e m e n t   ( %)   V OC   (V)   I SC   (A)   P o w e r   ( W )   V OC   (V)   I SC   (A)   P o w e r   ( W )   8 : 0 0   A M   2 2 . 7 7 ± 0 . 2 7   0 . 5 1 ± 0 . 0 7   1 1 . 6 1   2 3 . 1 3 ± 0 . 2 5   0 . 8 1 ± 0 . 1 1   1 8 . 7 4   6 1 . 4 1   9 : 0 0   A M   2 2 . 6 6 ± 0 . 2 4   0 . 6 3 ± 0 . 0 9   1 4 . 2 8   2 2 . 8 2 ± 0 . 2 4   0 . 9 ± 0 . 0 8   2 0 . 5 4   4 3 . 8 4   1 0 : 0 0   A M   2 2 . 5 6 ± 0 . 2 0   0 . 8 3 ± 0 . 1 4   1 8 . 7 2   2 2 . 7 5 ± 0 . 1 4   0 . 9 7 ± 0 . 1 6   2 2 . 0 7   1 7 . 9   1 1 : 0 0   A M   2 2 . 1 9 ± 0 . 3 6   0 . 8 9 ± 0 . 2 2   1 9 . 7 5   2 2 . 5 0 ± 0 . 3 1   0 . 9 6 ± 0 . 2 2   2 1 . 6   9 . 3 7   1 2 : 0 0   P M   2 2 . 6 2 ± 0 . 3 0   1 . 0 1 ± 0 . 2 1   2 2 . 8 5   2 2 . 7 7 ± 0 . 2 9   1 . 0 2 ± 0 . 2 0   2 3 . 2 2   1 . 6 2   1 : 0 0   P M   2 2 . 4 5 ± 0 . 3 8   0 . 9 8 ± 0 . 1 4   22   2 2 . 6 8 ± 0 . 3 4   1 . 0 3 ± 0 . 1 2   2 3 . 3 6   6 . 1 8   2 : 0 0   P M   2 2 . 4 3 ± 0 . 2 7   0 . 7 4 ± 0 . 2 1   1 6 . 6   2 2 . 6 6 ± 0 . 3 1   0 . 8 8 ± 0 . 2 6   1 9 . 9 4   2 0 . 1 2   3 : 0 0   P M   2 2 . 2 7 ± 0 . 3 1   0 . 6 1 ± 0 . 1 8   1 3 . 5 8   2 2 . 5 3 ± 0 . 2 9   0 . 7 9 ± 0 . 2 5   1 7 . 8   3 1 . 0 8   4 : 0 0   P M   2 2 . 1 9 ± 0 . 3 4   0 . 3 7 ± 0 . 1 6   8 . 2 1   2 2 . 6 5 ± 0 . 2 2   0 . 6 7 ± 0 . 2 1   1 5 . 1 8   8 4 . 9 0           Fig u r e  1 0 .   T h e  elec tr ical  p o wer   g en er ate d   b y   th e  s o lar   ce ll th r o u g h o u t th e   d ay   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       C o mp u ter visi o n - b a s ed   s u n   tr a ck in g   co n tr o l fo r   o p timiz in g   . . .   ( N o p a d o l U ch a ip ic h a t)   1259   T h ese  f in d in g s   u n d er s co r e   th e  ef f icien c y   ad v an tag es  o f   em p lo y i n g   s u n - tr ac k i n g   s o l ar   p an els,   p ar ticu lar ly   d u r in g   th e  ea r ly   m o r n in g   an d   late  af ter n o o n   w h en   th e  s u n ' s   an g le  is   lo wer   i n   th e  s k y .   W h ile  th e  f ix ed   p a n els  d em o n s tr ate  a  r e lativ ely   s tab le  in cr ea s e  in   p o wer   o u tp u t  d u r in g   m id d ay   wh en   th e  s u n   is   at  its   p ea k ,   th e  s u n - tr ac k in g   p a n els  s t ill  ex h ib it  s u p er io r   p er f o r m a n ce ,   th o u g h   with   s m aller   p er ce n tag e   im p r o v em e n ts .   Fo r   in s tan ce ,   at  1 2 :0 0   PM,   th e  im p r o v e m en t   is   o n ly   1 . 6 2 %,  b u t  as  th e  s u n   m o v es  awa y   f r o m   its   ze n ith ,   th e  s u n - tr ac k in g   p a n els  co n tin u e  to   m ain tain   h ig h er   p o wer   o u tp u t  lev els.  T h is   ca p ab ilit y   to   ca p tu r e   m o r e  s o lar   en e r g y   t h r o u g h o u t  th e  d ay   h i g h lig h ts   th e  p o ten tia l  o f   s u n - tr ac k in g   p an els  to   s ig n if ican tly   en h a n ce   th e  o v er all  ef f icien cy   a n d   r eli ab ilit y   o f   s o lar   p o wer   s y s tem s .   Su ch   im p r o v em e n ts   in   en er g y   ca p tu r e  ca n   b e   p ar ticu lar ly   b en ef icial  in   o p ti m izin g   th e  p er f o r m an ce   o f   s o lar   in s tallatio n s ,   th er eb y   co n tr ib u tin g   to   m o r e   ef f ec tiv e  an d   s u s tain ab le  en er g y .       4.   DIS CU SS I O N   T h e  ex p er im en tal  f in d in g s   clea r ly   d em o n s tr ate  th e  ef f ec ti v en ess   o f   s u n - tr ac k in g   s o lar   p an els  in   en h an cin g   e n er g y   ca p t u r e   ef f icien cy   r elativ e   to   f ix ed   p a n els  u n d er   d iv e r s e  en v ir o n m e n tal  co n d itio n s   an d   th r o u g h o u t  v a r io u s   tim es  o f   th e  d ay .   Ov er   a  ten - d a y   p er io d   f r o m   8 :0 0   AM   to   4 :0 0   PM,   s u n - tr ac k i n g   p an els  co n s is ten tly   s u r p ass ed   th eir   f ix ed   co u n te r p ar ts   in   p o wer   o u tp u t.  Fo r   in s tan ce ,   at  th e  o u ts et  o f   th e  d ay     ( 8 :0 0   AM ) ,   s u n - tr ac k in g   p an els  av er ag ed   1 8 . 7 4   W ,   r ep r e s en tin g   a  n o tab le  6 1 . 4 1 %  in cr ea s e  co m p ar ed   to   1 1 . 6 1   W   g en er ated   b y   f ix ed   p an els.  T h is   p er f o r m an ce   ad v an tag e  p er s is ted   th r o u g h o u t  th e  d ay ,   p ea k in g   a t   4 :0 0   PM  wh e n   s u n - t r ac k in g   p an els  ex h ib ited   a n   8 4 . 9 % h ig h er   p o wer   o u t p u t  th a n   f ix e d   p a n els.  T h ese  f in d i n g s   u n d er s co r e   th e  ca p ac ity   o f   s u n - tr ac k in g   s y s tem s   to   o p tim iz e  s o lar   p an el  alig n m e n t  with   th e  s u n ' s   p o s itio n ,   th er eb y   m a x im izin g   i n cid en t r ad iatio n   an d   o v er all  e n er g y   p r o d u ctio n .   Fu r th er m o r e ,   th e  co m p ar ativ e   an aly s is   u n d er s co r ed   th e  ad ap tab ilit y   o f   s u n - tr ac k in g   tech n o lo g y   to   v ar y in g   s o lar   a n g les  an d   e n v ir o n m e n tal  co n d itio n s .   W h ile  f ix ed   p an els  d em o n s tr ated   r elativ ely   s tab le  p er f o r m an ce   d u r in g   m id d a y ,   wh en   th e  s u n   was  at  its   ze n ith ,   s u n - tr ac k in g   p an els  m ain tai n ed   s u p er io r   en er g y   ca p tu r e  ca p ab ilit ies  ev en   d u r in g   lo w   s u n   an g le   p er io d s   lik e  ea r ly   m o r n in g   an d   la te  af ter n o o n .   T h is   ad ap tab ilit y   is   cr itical  f o r   m a in tain in g   s o lar   p an el   ef f icien cy   th r o u g h o u t   th e  d ay ,   en s u r in g   co n s is ten t  an d   r eliab le  en er g y   g e n er atio n   a m id s t  ch an g in g   s u n lig h t   co n d itio n s .   T h e  s tu d y ' s   r esu lts   h ig h lig h t  th e  p r ac tical  b en ef its   o f   in teg r atin g   s u n - t r ac k in g   m ec h an is m s   in to   s o la r   en er g y   s y s tem s ,   wh ich   co n tr ib u te  to   i n cr ea s ed   en er g y   y ield   a n d   en h an ce d   ec o n o m ic  v iab ilit y   o v er   th e   lo n g   ter m .   Ad d itio n ally ,   r e ce n t  r esear ch   h as  em p h asized   th e   im p o r tan ce   o f   ad v a n ce d   tec h n o l o g ies,  s u c h   as  ar tific ial  in tellig en ce   an d   d ee p   lear n i n g ,   i n   o p tim izin g   s o lar   tr ac k in g   s y s tem s   an d   im p r o v in g   en er g y   s y s tem   ef f icien cy ,   as  d em o n s tr ated   in   s tu d ies     [ 2 7 ] – [ 2 9 ] .       5.   CO NCLU SI O N   T h is   s tu d y   p r o v id es  em p ir ical   ev id en ce   s u p p o r tin g   th e  ad v a n tag es  o f   s u n - tr ac k in g   s o lar   p an els  in   en h an cin g   en er g y   ca p tu r e  ef f i cien cy   co m p ar ed   to   f i x ed   p an els.  B y   d y n am ically   a d ju s tin g   p an el  o r ie n tatio n   to   tr ac k   th e   s u n ' s   tr ajec to r y   th r o u g h o u t  t h e  d a y ,   s u n - tr ac k in g   s y s tem s   co n s is ten tly   o p tim ize  s o lar   r ad iatio n   ab s o r p tio n ,   r esu ltin g   in   h ig h e r   p o wer   o u tp u t  ac r o s s   v ar y in g   en v ir o n m en tal  co n tex ts .   T h e  f in d in g s   em p h asize   s ig n if ican t  im p r o v e m en ts   in   e n er g y   g en er atio n   f r o m   s u n - tr a ck in g   p an els,  p ar ticu lar ly   d u r i n g   p er io d s   o f   lo w  s u n   an g le  wh er e   f ix ed   p an el s   ty p ically   ex h ib it  d im i n is h ed   p er f o r m an ce .   T h is   ca p ab ili ty   u n d e r s co r es  th e   p o ten tial  o f   s u n - tr ac k i n g   tech n o lo g y   to   p la y   a  p iv o tal  r o le  in   ad v an ci n g   th e   ef f icien c y   a n d   s u s tain ab ilit y   o f   s o lar   en er g y   s y s tem s ,   o f f er in g   a  v iab le  p ath wa y   to war d   ac h i ev in g   g l o b al  r en ewa b le  en er g y   o b jectiv es.   Fu tu r e  wo r k   i n   th is   r esear ch   ar ea   s h o u ld   f o cu s   o n   s ev e r a l  k ey   asp ec ts .   First,  r ef i n in g   th e  s u n - tr ac k in g   alg o r it h m s   to   im p r o v e  th eir   ac cu r ac y   an d   r esp o n s iv en ess   u n d er   r ap id ly   ch a n g in g   wea th er   co n d itio n s   is   cr u cial.   E n h an ce d   alg o r ith m s   ca n   f u r th er   b o o s t  th e  e f f icien cy   an d   r eliab ilit y   o f   s u n - tr ac k in g   s y s tem s ,   en s u r in g   o p tim al  p e r f o r m an ce   ac r o s s   all  en v ir o n m en tal  s ce n ar io s .   Ad d itio n ally ,   in teg r atin g   ad v an ce d   s en s o r s   an d   r ea l - tim e   d ata  p r o ce s s in g   ca p ab ilit ies  ca n   en a b le  m o r e   p r ec is e  ad ju s tm en ts ,   th er eb y   m ax im izin g   e n er g y   ca p tu r e.   M o r eo v er ,   t h e  in c o r p o r atio n   o f   ar tific ial  in tellig en ce   ( AI )   in   s o lar   tr ac k i n g   co n tr o l  p r esen ts   a   p r o m is in g   av en u e  f o r   f u tu r e   d ev elo p m e n t.  AI - d r iv e n   m o d els,  s u ch   as  m ac h in e  lear n in g   an d   d ee p   lear n i n g   alg o r ith m s ,   ca n   an al y ze   lar g e  d atasets   f r o m   e n v ir o n m en tal  s en s o r s ,   p r e d ict  s o lar   tr ajec t o r i es,  an d   d y n a m ically   ad ju s t  th e  o r ien tatio n   o f   s o l ar   p an els  with   g r ea ter   p r ec i s io n .   R ec en t  s tu d ies  h av e   s h o wn   th at   AI   ca n   s ig n if ican tly   en h an ce   th e  a d ap tab ilit y   an d   ef f icien cy   o f   s o lar   tr ac k in g   s y s tem s ,   p ar ticu lar ly   u n d er   u n p r e d ictab le  wea th er   co n d itio n s   an d   v a r y in g   g e o g r ap h ic  l o ca tio n s .   B y   lev e r ag in g   AI ,   f u tu r e  s u n - tr ac k in g   s y s tem s   co u ld   ac h iev e   u n p r e ce d en ted   lev els  o f   o p tim izatio n ,   f u r th er   ad v a n cin g   th e  r o l e  o f   s o lar   en er g y   in   g lo b al  r en ewa b le  en er g y   s tr ate g ies.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 25 :   1 2 5 1 - 1 2 6 1   1260   RE F E R E NC E S   [ 1 ]   S .   F a n k h a u s e r   e t   a l . ,   “ T h e   me a n i n g   o f   n e t   z e r o   a n d   h o w   t o   g e t   i t   r i g h t , ”   N a t u re   C l i m a t e   C h a n g e ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 ,   p p .   1 5 – 2 1 ,   Ja n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s4 1 5 5 8 - 0 2 1 - 0 1 2 4 5 - w.   [ 2 ]   G .   M .   W i l s o n   e t   a l . ,   “ T h e   2 0 2 0   p h o t o v o l t a i c   t e c h n o l o g i e s  r o a d ma p , ”   J o u rn a l   o f   P h y si c s  D :   A p p l i e d   P h y s i c s ,   v o l .   5 3 ,   n o .   4 9 ,     p .   4 9 3 0 0 1 ,   D e c .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 3 6 1 - 6 4 6 3 / a b 9 c 6 a .   [ 3 ]   N .   A L - R o u sa n ,   N .   A .   M .   I sa,   a n d   M .   K .   M .   D e sa ,   “ A d v a n c e s   i n   s o l a r   p h o t o v o l t a i c   t r a c k i n g   s y st e ms:   a   r e v i e w , ”   Re n e w a b l e   a n d   S u s t a i n a b l e   E n e rg y   R e v i e w s ,   v o l .   8 2 ,   p p .   2 5 4 8 – 2 5 6 9 ,   F e b .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r ser. 2 0 1 7 . 0 9 . 0 7 7 .   [ 4 ]   R .   F .   F u e n t e s - M o r a l e s   e t   a l . ,   “ C o n t r o l   a l g o r i t h ms  a p p l i e d   t o   a c t i v e   s o l a r   t r a c k i n g   s y st e ms:   a   r e v i e w , ”   S o l a r  En e r g y ,   v o l .   2 1 2 ,     p p .   2 0 3 – 2 1 9 ,   D e c .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . s o l e n e r . 2 0 2 0 . 1 0 . 0 7 1 .   [ 5 ]   M .   S .   A z a m  e t   a l . ,   “ P e r f o r ma n c e   e n h a n c e me n t   o f   so l a r   P V   sy s t e m   i n t r o d u c i n g   s e mi - c o n t i n u o u s  t r a c k i n g   a l g o r i t h m  b a s e d   so l a r   t r a c k e r , ”   E n e r g y ,   v o l .   2 8 9 ,   p .   1 2 9 9 8 9 ,   F e b .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n e r g y . 2 0 2 3 . 1 2 9 9 8 9 .   [ 6 ]   C .   W e i   a n d   Y .   Z h i l i n g ,   “ A c t i v e   t r a c k i n g   o f   s o l a r   p o w e r   b a s e d   o n   f u z z y   c o n t r o l , ”   i n   1 2 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C l e a n   a n d   G ree n   E n e r g y   ( I C C G E   2 0 2 3 ) ,   2 0 2 3 ,   p p .   7 – 12 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / i c p . 2 0 2 3 . 1 5 9 4 .   [ 7 ]   M .   N a t a r a j a n   a n d   T .   S r i n i v a s,   “ Ex p e r i me n t a l   a n d   s i m u l a t i o n   st u d i e s   o n   a   n o v e l   g r a v i t y   b a s e d   p a ss i v e   t r a c k i n g   s y st e m   f o r   a   l i n e a r   so l a r   c o n c e n t r a t i n g   c o l l e c t o r , ”   R e n e w a b l e   En e r g y ,   v o l .   1 0 5 ,   p p .   3 1 2 – 3 2 3 ,   M a y   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r e n e n e . 2 0 1 6 . 1 2 . 0 6 0 .   [ 8 ]   R .   M c C l u n e y ,   “ P a s si v e   o p t i c a l   so l a r   t r a c k i n g   s y st e m, ”   A p p l i e d   O p t i c s ,   v o l .   2 2 ,   n o .   2 1 ,   p .   3 4 3 3 ,   N o v .   1 9 8 3 ,   d o i :   1 0 . 1 3 6 4 / A O . 2 2 . 0 0 3 4 3 3 .   [ 9 ]   A .   E l   H a mm o u m i ,   S .   M o t a h h i r ,   A .   El   G h z i z a l ,   A .   C h a l h ,   a n d   A .   D e r o u i c h ,   “ A   si mp l e   a n d   l o w ‐ c o s t   a c t i v e   d u a l ‐ a x i s   s o l a r   t r a c k e r , ”  En e r g y   S c i e n c e   & E n g i n e e ri n g ,   v o l .   6 ,   n o .   5 ,   p p .   6 0 7 – 6 2 0 ,   O c t .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / e se 3 . 2 3 6 .   [ 1 0 ]   G .   E.   G .   M u st a f a ,   B .   A .   M .   S i d a h m e d ,   a n d   M .   O .   N a w a r i ,   “ Th e   i mp r o v e m e n t   o f   L D R   b a s e d   so l a r   t r a c k e r ’ s   a c t i o n   u si n g   m a c h i n e   l e a r n i n g , ”   i n   2 0 1 9   I E EE   C o n f e re n c e   o n   En e rg y   C o n v e rs i o n   ( C EN C O N ) ,   O c t .   2 0 1 9 ,   p p .   2 3 0 – 235 ,   d o i :  1 0 . 1 1 0 9 / C E N C O N 4 7 1 6 0 . 2 0 1 9 . 8 9 7 4 8 3 4 .   [ 1 1 ]   M .   D .   K u mar,   T.   M .   K u mar,   K .   A k s h a y ,   S .   Y .   K u mar,   a n d   U .   V i k a s,   “ D u a l   a x i s  s o l a r   t r a c k i n g   s y st e m,”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   Ap p l i e d   P o w e r E n g i n e e ri n g ,   v o l .   1 2 ,   n o .   4 ,   p .   3 9 1 ,   D e c .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j a p e . v 1 2 . i 4 . p p 3 9 1 - 3 9 8 .   [ 1 2 ]   A .   K a r a b i b e r   a n d   Y .   G ü n e ş ,   “ S i n g l e - mo t o r   a n d   d u a l - a x i s  s o l a r   t r a c k i n g   sy st e m  f o r   m i c r o   p h o t o v o l t a i c   p o w e r   p l a n t s,”   J o u r n a l   o f   S o l a r E n e r g y   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   1 4 5 ,   n o .   5 ,   O c t .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 1 5 / 1 . 4 0 5 6 7 3 9 .   [ 1 3 ]   N .   H a d r o u g   e t   a l . ,   “ E n e r g y   e f f i c i e n c y   i m p r o v e me n t   i n   p h o t o v o l t a i c   i n s t a l l a t i o n   u s i n g   a   t w i n - a x i s  so l a r   t r a c k i n g   mec h a n i sm  w i t h   LD R   se n s o r s  c o m p a r e d   w i t h   n e u r o - f u z z y   a d a p t i v e   i n f e r e n c e   s t r u c t u r e , ”   J o u rn a l   o f   El e c t ri c a l   E n g i n e e r i n g   &  T e c h n o l o g y ,   v o l .   1 8 ,   n o .   4 ,   p p .   2 9 4 3 – 2 9 6 7 ,   J u l .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 4 2 8 3 5 - 0 2 3 - 0 1 4 1 1 - 4.   [ 1 4 ]   L.   P .   S a m p a t h ,   C .   S .   A b h i sh e k ,   S .   B .   S u r e s h ,   A .   R a j ,   a n d   F .   M .   M u h a mm a d ,   “ F a b r i c a t i o n   o f   a   so l a r   f l o w e r   a n d   c o m p a r i so n   o f   i t s   e n e r g y   o u t p u t   w i t h   a   f i x e d   a r r a y , ”   I n t e ra c t i o n s ,   v o l .   2 4 5 ,   n o .   1 ,   p .   1 8 4 ,   J u l .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 0 7 5 1 - 0 2 4 - 0 2 0 2 4 - 7.   [ 1 5 ]   N .   K u t t y b a y   e t   a l . ,   “ O p t i mi z e d   si n g l e - a x i s   sc h e d u l e   s o l a r   t r a c k e r   i n   d i f f e r e n t   w e a t h e r   c o n d i t i o n s, ”   E n e r g i e s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 9 ,     p .   5 2 2 6 ,   O c t .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 3 1 9 5 2 2 6 .   [ 1 6 ]   C .   J a mr o e n ,   C .   F o n g k e r d ,   W .   K r o n g p h a ,   P .   K o mk u m ,   A .   P i r a y a w a r a p o r n ,   a n d   N .   C h i n d a k h a m,  “ A   n o v e l   U V   se n so r - b a s e d   d u a l - a x i s  s o l a r   t r a c k i n g   s y st e m:   I mp l e m e n t a t i o n   a n d   p e r f o r ma n c e   a n a l y si s , ”   Ap p l i e d   E n e r g y ,   v o l .   2 9 9 ,   p .   1 1 7 2 9 5 ,   O c t .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a p e n e r g y . 2 0 2 1 . 1 1 7 2 9 5 .   [ 1 7 ]   M .   A .   A b a s,  M .   H .   F .   S . ,   S .   A .   K a d i r ,   a n d   A .   K .   A z i m ,   “ I mp r o v e d   s t r u c t u r e   o f   s o l a r   t r a c k e r   w i t h   mi c r o c o n t r o l l e r   b a s e d   c o n t r o l , ”   i n   2 0 1 0   S e c o n d   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   A d v a n c e s  i n   C o m p u t i n g ,   C o n t ro l ,   a n d   T e l e c o m m u n i c a t i o n   T e c h n o l o g i e s ,   D e c .   2 0 1 0 ,   p p .   5 5 – 59 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C T. 2 0 1 0 . 2 8 .   [ 1 8 ]   A .   R u e l a s ,   N .   V e l á z q u e z ,   C .   V i l l a - A n g u l o ,   A .   A c u ñ a ,   P .   R o sal e s,   a n d   J.   S u a st e g u i ,   “ A   s o l a r   p o s i t i o n   s e n so r   b a se d   o n   i ma g e   v i s i o n , ”   S e n s o rs ,   v o l .   1 7 ,   n o .   8 ,   p .   1 7 4 2 ,   J u l .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 1 7 0 8 1 7 4 2 .   [ 1 9 ]   C. - C .   W e i ,   Y . - C .   S o n g ,   C . - C .   C h a n g ,   a n d   C . - B .   Li n ,   “ D e s i g n   o f   a   so l a r   t r a c k i n g   sy s t e m   u s i n g   t h e   b r i g h t e s t   r e g i o n   i n   t h e   s k y   i m a g e   sen s o r , ”   S e n so rs ,   v o l .   1 6 ,   n o .   1 2 ,   p .   1 9 9 5 ,   N o v .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 1 6 1 2 1 9 9 5 .   [ 2 0 ]   H .   A .   S o h a g ,   M .   H a s a n ,   M .   K h a t u n ,   a n d   M .   A h ma d ,   “ A n   a c c u r a t e   a n d   e f f i c i e n t   s o l a r   t r a c k i n g   s y s t e m   u si n g   i ma g e   p r o c e ss i n g   a n d   LD R   se n s o r , ”   i n   2 0 1 5   2 n d   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   E l e c t ri c a l   I n f o rm a t i o n   a n d   C o m m u n i c a t i o n   T e c h n o l o g i e s  ( EI C T ) ,   D e c .   2 0 1 5 ,   p p .   5 2 2 – 5 2 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / EI C T. 2 0 1 5 . 7 3 9 2 0 0 8 .   [ 2 1 ]   K .   A z i z i   a n d   A .   G h a f f a r i ,   “ D e s i g n   a n d   m a n u f a c t u r i n g   o f   a   h i g h - p r e c i si o n   su n   t r a c k i n g   s y st e m  b a s e d   o n   i mag e   p r o c e ssi n g , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   P h o t o e n e r g y ,   v o l .   2 0 1 3 ,   p p .   1 – 7 ,   2 0 1 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 1 3 / 7 5 4 5 4 9 .   [ 2 2 ]   M .   V   R ,   K .   V ,   G .   R ,   D .   P ,   a n d   S .   G ,   “ S mart   se l f   o r i e n t i n g   so l a r   t r a c k e r   f o r   PV   p o w e r   g e n e r a t i o n   s y s t e m,”   i n   2 0 2 4   2 n d   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   M a c h i n e   L e a r n i n g   A p p l i c a t i o n s  T h e m e :   H e a l t h c a re   a n d   I n t e r n e t   o f   T h i n g s  ( AI MLA) ,   M a r .   2 0 2 4 ,   p p .   1 – 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A I M LA 5 9 6 0 6 . 2 0 2 4 . 1 0 5 3 1 4 0 4 .   [ 2 3 ]   A .   G e o r g e ,   M .   G i b i ,   A .   S .   J a c o b ,   M .   D i y a ,   a n d   M .   K a v y a   S u r e s h ,   “ D u a l   a x i s  so l a r   t r a c k i n g   s y st e m  ( D A S T) , ”   i n   2 0 2 4   I EE E   I n t e r n a t i o n a l   S t u d e n t s’   C o n f e re n c e   o n   El e c t ri c a l ,   E l e c t r o n i c s  a n d   C o m p u t e r  S c i e n c e   ( S C EE C S ) ,   F e b .   2 0 2 4 ,   p p .   1 – 5 ,   d o i :  1 0 . 1 1 0 9 / S C EEC S 6 1 4 0 2 . 2 0 2 4 . 1 0 4 8 1 8 6 7 .   [ 2 4 ]   S .   R u s t e m l i ,   Z .   İ l c i h a n ,   G .   S a h i n ,   a n d   W .   G .   J.   H .   M .   v a n   S a r k ,   “ A   n o v e l   d e si g n   a n d   s i m u l a t i o n   o f   a   me c h a n i c a l   c o o r d i n a t e   b a s e d   p h o t o v o l t a i c   s o l a r   t r a c k i n g   sy s t e m , ”   A I MS   En e rg y ,   v o l .   1 1 ,   n o .   5 ,   p p .   7 5 3 – 7 7 3 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 9 3 4 / e n e r g y . 2 0 2 3 0 3 7 .   [ 2 5 ]   Y .   R .   A l - S a a d i ,   M .   S .   Ta p o u ,   A .   A .   B a d i ,   S .   A b d u l l a ,   a n d   M .   D i y k h ,   “ D e v e l o p i n g   sm a r t   s e l f   o r i e n t i n g   s o l a r   t r a c k e r   f o r   m o b i l e   P V   p o w e r   g e n e r a t i o n   sy s t e m s,”   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   1 0 ,   p p .   7 9 0 9 0 – 7 9 0 9 9 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 2 . 3 1 9 4 0 2 6 .   [ 2 6 ]   G .   W y s z e c k i ,   V .   S .   S t i l e s,  a n d   K .   L .   K e l l y ,   “ C o l o r   s c i e n c e :   c o n c e p t s  a n d   m e t h o d s ,   q u a n t i t a t i v e   d a t a   a n d   f o r mu l a s,”   P h y s i c s   T o d a y ,   v o l .   2 1 ,   n o .   6 ,   p p .   8 3 – 8 4 ,   Ju n .   1 9 6 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 6 3 / 1 . 3 0 3 5 0 2 5 .   [ 2 7 ]   K .   U k o b a ,   K .   O .   O l a t u n j i ,   E.   A d e o y e ,   T. - C .   J e n ,   a n d   D .   M .   M a d y i r a ,   “ O p t i mi z i n g   r e n e w a b l e   e n e r g y   s y st e ms   t h r o u g h   a r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e :   r e v i e w   a n d   f u t u r e   p r o sp e c t s,”   E n e r g y   &   E n v i ro n m e n t ,   v o l .   3 5 ,   n o .   7 ,   p p .   3 8 3 3 – 3 8 7 9 ,   N o v .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 7 7 / 0 9 5 8 3 0 5 X 2 4 1 2 5 6 2 9 3 .   [ 2 8 ]   M .   P h i r i ,   M .   M u l e n g a ,   A .   Z i m b a ,   a n d   C .   I .   E k e ,   “ D e e p   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s  f o r   s o l a r   t r a c k i n g   sy s t e ms:   a   s y st e mat i c   l i t e r a t u r e   r e v i e w ,   r e se a r c h   c h a l l e n g e s,   a n d   o p e n   r e se a r c h   d i r e c t i o n s , ”   S o l a r   E n e r g y ,   v o l .   2 6 2 ,   p .   1 1 1 8 0 3 ,   S e p .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . so l e n e r . 2 0 2 3 . 1 1 1 8 0 3 .   [ 2 9 ]   M .   E l sar a i t i   a n d   A .   M e r a b e t ,   “ S o l a r   p o w e r   f o r e c a s t i n g   u s i n g   d e e p   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s, ”   I EEE  Ac c e ss ,   v o l .   1 0 ,   p p .   3 1 6 9 2 – 3 1 6 9 8 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 2 . 3 1 6 0 4 8 4 .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.