Способ ориентации гелиоустановки на солнце

 

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для дискретного перемещения объектов, преобразующих солнечную энергию. Цель - расширение диапазона работы гелиоустановки. Задают дискретный ряд географических направлений ориентации гелиоустановки и определяют для них моменты перевода ее из одного положения в другое из условия равенства прихода радиации на гелиоустановку при указанных положениях. Время поворота гелиоустановки с настоящей ориентации на заданную последующую вычисляют по формуле или определяют графически. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.Я0„„4 0398

А1 (gled 4 F 24 J 2/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4322290/24-06 (22) 02,11.87 (46) 30,06,89, Бюл, М 24 (71) Научно-исследовательский институт санитарной техники и оборудования зданий и сооруже1э1й (72) А.С.П!нерх (53) 662.997(088,8) (56) Гарф Б.Н, Механизмы вращения подвижных солнечных установок, Использование солнечной энергии, Сб,!—

М.: Наука, 1957, с,62-84. (54) СПОСОБ ОРИЕНТАЦИИ ГЕЛИОУСТАНОВКИ НА СОЛНЦЕ (57) Изобретение относится к гелиоИзобретение относится к гелиот ехни ке > в ча ст но сти к спо со бам ориентации гелиоустановки на Солнце, Целью изобретения является расширение диапазона работы гелиоустановки путем упрощенного перехода с одних рабочих параметров на другие в сочетании с сохранением максимального для данного режима работы приема солнечной радиации, На чертеже показаны графики суточного (t) прихода прямой солнечной радиации (q) при постоянной, дискретной и непрерывной ориентациях, где график I соответствует восточной, график 2 — юго-восточной, график 3юго-зададной, график 4 - западной ориентациям гелиоустановки, график 5 — постоянной в течение светового дня ориентации гелиоустановки на юг с наклоном к горизонту на угол

2 технике и может быть использовано для дискретного перемещения объектов, преобразующих солнечную энергию, Цель изобретения — расширение диапаэона работы гелноустановки. Задают дискретный ряд географических направлений ориентации гелиоустановки и определяют для них моменты перевода ее иэ одного положения в другое из условия равенства прихода радиации на гелиоустановку при укаэанных положениях, Время поворота гелиоустановки с настоящей ориентации на заданную последующую вычисляют по формуле или определяют графически. 1 s,ï. ëû, ил. O

9! = 25, а график 6 - непрерывной ориентации гелиоустановки на Солнце.

Способ ориентации гелиоустановки на Солнце заключается в том, что гелиоустановку в соответствии с rrpo граммой поворачивают на Солнце. При этом задают ей дискретный ряд географических направлений ориентации и определяют для них моменты перевода гелиоустановки иэ одного положения в другое из условия равенства прихода радиации на гелиоустановку при укаэанных положениях.

Момент перевода гелиоустановки из одного положения в другое (соседнее) может быть вычислен по формуле:

В + B t А С

i =2arctg

А э (1) где

А = coB (tg+(P) (cos 0(coso(<) + s 111(rl + д ) х

1490398

20 х (з1по/ cos y sin с1 y ), В cosc (s1ПЫ,sing,— э1пa(з1п +g );

С cos(p-д ) (cos 4, — соэс() +

5

+ sin(V — d ) х

z (sind cos g з1по1 cos 4 )1 географическая широта места расположения гелиоустанонки, град, 10 склонение Солнца, град; (, - угол наклона гелиоустановки к горизонту, град, а(— угол наклона гелиоустанонки

2 к горизонту в ее соседнем по- 15 лож енин, град, у — азимут гелиоустановки град! азимут гелиоустановки в ее

Я соседнем положении, град, Момент перевода гелиоустановки можно найти графическим методом по пересечению кривых почасового хода солнечной радиации н соседних ориентационных положениях гечиоустановки.

Способ ориентации гелиоустановки 25 на Солнце осуществляют следующим образом, Задают исходные данные: географическое местоположение, календарное время, в котором отклонение Солнца 30 вычисляют по известной формуле

d = 23,5 sin (0,9863 и), град, где

n - число дней, прошедших с момента весеннего равнодействия, Выбор порядка и числа поворотов (ориентаций) гелиоустановки производят на основао нии технико-экономических расчетов или иных технических соображений, Оптимальные углы наклона к горизонту определяют экспериментально, 40

Время поворота гелиоустановки с настоящей ориентации на заданную последующую (очередную) вычисляют по формуле Или определяют графически.

В поеледнем случае строят график прихода45 солнечной радиации на площадь приема для каждой из выбранных ориентаций, Точки пересечения линий графика, соответствующие равенству прихода солнечной энергии при настоящей и заданной последующей (очередной) ориентациях, указывают время поворота гелиоколлектора.

До восхода Солнца гелиоустановку выставляют в первом направлении принятой азимутальной,ориентации, В определенное по формуле или графику время,, соответствующее равенству прихода солнечной радиации при первом и втором положениях, гелиоустановку поворачивают по второму направлению,, Далее процесс повторяют, После захода Солнца гелиоустановку переводят в первое положение.

Пример 1, Необходимо произ4 вести дискретное ориентирование коллектора площадью 1 м в июле месяце (d 21,4 ) по направлениям: восток (ч, = -90 ) — юго-восток (q = 45 )о юго-запад (ч = 45 ) — запад ( о

9 о

90 ) . Место установки Ч = 50 с,ш, Принятые углы наклона коллектора к горизонту для восточной и западной ориентаций — с(,= o(+= 57, для юго о восточной и юго-западной-с(= < э = 33

Подставляя значения в формулу (1), вычисляют время первого поворота коллектора с востока на юго-восток. о — -43,5, что соответствует

9 ч 05 мин; время второго поворота с юго-востока на юго-запад э= О (12 ч 00 мин); время третьего поворота с юго-запада на западc = 43,5 (14 ч 55 мин), Искомые величины можно определить также графически. Расчет проводится по данным прямой солнечной радиации, Точка пересечения графиков 1 и 2 определяет время первого поворота коллектора (9 ч 05 мин), точка пересечения графиков 2 и 3 — второго (12 ч 00 мин), точка пересечения графиков 3 и 4 — третьего (14 ч 55 мин) поворотов, После захода Солнца коллектор поворачивают с западного направления на восточное.

Пример 2 ° Календарное время апрель (d = 9,8 ), Остальные исходные данные те же, что в примере 1, Определенное по формуле нремя первого понорота с востока на юго-восток

-47,2, что соответствует

8 ч 51 мин, время второго поворота с юго-востока на юго-запад - = О, или 12 ч 00 мин, третьего — с югозапада на запад c = 47,2, или

15 ч 09 мин, После захода Солнца коллектор выставляют в направлении на восток, Пример 3, Географическое местоположение — = 40 с.ш. Определяют дискретное ориентирование коллектора площадью 1 м, наклоненного под углом o(,= o(= 68 к горизонту, в январе месяце (сl = -21): с юго-востока (y, = -45 ) на югоs апад (= 45 ) . И скомо е вр емя по1490398 6 женин, что немал оняжно для оптимизации ее работы, уменьшения необходимого обьема аккумуляторон и др,.

5 формула изобретения ворота — 12 ч 00 мин (1. =0"), Пример 4, Коллектор располо жен на 1Р= 58 с,ш, под постоянным углом o(= 52 к горизонту, Определяют дискретное ориентирование 11 мая о (d l8 ) с направления восток-юговосток (y, =-67,5 ) на южное (= 0 ) и с кюкного на запад — югоо г о западное (y = 67,5 ) направление, lð

Подставляя в формулу значения, находят 2, = -23,8 (10 ч 25 мин) и

23,8 (13 ч 35 мин).

Анализ примера 1 показывает, что с помощью дискретной ориентации возможно на 65,27 увеличить количестно поступающей на коллектор энергии по сравнению с неподвижной южной ориентацией,По сравнению с максимально возможным приходом радиации (при непре- 2р рынной ориентации) дискретная ориентация обеспечивает 96,2Х использования энергии, В то же время реальное осуществление дискретной ориентации значи- 25 тельно упрощается по сравнению с непрерывной ориентацией, Технически осуществить способ можно при помощи простых устройств, например электромагнитного привода, включаемого 3р электроконтактными часами, Сравнение дискретной ориентации дпя июля месяца (пример 1) с дискретной ориентацией для апреля (пример 2) и сентября показывает, что перенос времени поворота не превышает 15 мин, т,е. перенастройку часов можно производить через длительные периоды времени, Для конкретных условий возможны и 4р . другие варианты дискретной оРиентации,кроме укаэанных н примерах 1-4, С помощью дискретной ориентации можно также обеспечить равномерное или заранее заданное другое поступ- 45 ление энергии в систему энергоснабI, Способ ориентации гелиоустановки на Солнце путем ее программного поворота, отличающийся тем, что, с целью расширения диапаэона работы гелиоустанонки, задают дискретный ряд географических направлений ориентации гелиоустановки и определяют для них моменты перевода гслиоустановки из одного положения н другое иэ условия равенства прихода радиации на гелиоустановку при указанных положениях.

2, Способ по п,1 о т л и ч а ю— шийся тем, что момент перевода гелиоустановки из одного положения в

t другое соседнее 7 вычисляют по формул е

В +

7 2arctg -- — — — — — — i

А где А cos(4+4(cosa(,-.соас ) +

+ s in ((p+ (Р ) (s in o(c os y, s i n < (х х созц );

В соа д (91пЫ, $1п ч, — slnd slng ) у

С сон(ч — d ) (cos4q cos c(g) +

+ н1п(- сР) (sing, cos ц — а1пс(,х х сову); географическая широта места расположения гелиоустановки > градэ со — склонение Солнца, град;

c(угол наклона гелиоустановки к горизонту, град;

a(— угол наклона гелиоустанонки к

1 горизонту в ее соседнем положении, гр ад; ц, — азимут гелиоустановки, град; азимут гелиоустановки в ее

2 соседнем положении, град, 1490398

Эб r 8Ó 6 0613 ЮФ Ю 171819Юф

Составитель П,Шендерович

Текред А. Кравчук, Корректор С. Черни

Редактор А,Маковская

Заказ 3733/41 Тирам 634 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, %-35, Рауиская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101