Способ и устройство для вращения панелей солнечных батарей

Авторы патента:

F24J2/54 - специально предназначенные для вращательного движения

Владельцы патента RU 2474768:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет (RU)

Изобретение относится к области использования солнечной энергии и может быть применено в устройствах солнечных батарей и предназначено для теплоснабжения домов, коттеджей, предприятий, зданий сельскохозяйственного и другого назначения. Способ для вращения панелей солнечных батарей включает поступление воды из резервуара в рабочую емкость, давящую на устройство с ограничителями, которое регулирует равномерное понижение емкости, при этом барабан вращается и разворачивает панели солнечных батарей вокруг своей оси. Устройство для вращения панелей солнечных батарей содержит резервуар с водой со стоком, рабочую емкость, установленную на устройстве с ограничителями, которая связана при помощи троса с барабаном и панелями солнечных батарей. Изобретение должно обеспечить улучшение теплофикационных свойств, снижение энергетических затрат, экономичность и простоту изготовления. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Это перспективное направление новых технологических решений и приоритетное направление развития науки и техники РФ.

Известен способ ориентации солнечной батареи на искусственных спутниках Земли (ИСЗ) (Патент №2350522 от 27.03.2009 г.). Способ ориентации солнечной батареи ИСЗ, выполненной в виде панелей и снабженной приводом вращения, включает совмещение нормали освещенной рабочей поверхности панелей с плоскостью, образуемой осью вращения панелей и направлением на Солнце, при этом рассчитывают угол между направлением на Солнце и нормалью, так чтобы увеличить выходную мощность солнечной батареи при установленном угле.

Известен также способ размещения панелей солнечных батарей (Патент №2285209 от 16.10.2006). Способ размещения панелей солнечных батарей состоит из установки панелей таким образом, что ряды размещают параллельно друг другу, а плоскостями перпендикулярно с максимально большим углом так, чтобы тень от предыдущего ряда панелей при оптимальной высоте солнца не накрывала следующего ряда, а технологический интервал устанавливают в зависимости от длины и высоты панели с учетом роста обслуживающего персонала.

Недостатком вышеуказанных аналогов является высокая энергозатратность для разворота панелей солнечных батарей.

При проведении поиска заявитель не обнаружил источники, содержащие информацию, относящуюся к изобретению, раскрытую в предлагаемой заявке, с помощью которых возможно осуществление изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в каждом из пунктов формулы изобретения.

Также отсутствуют сведения о том, что упомянутые способ и устройство для вращения панелей солнечных батарей были описаны в источнике, ставшем общедоступным до даты приоритета изобретения.

Задачей изобретения является улучшение теплофикационных свойств, отсутствие энергетических затрат, экономичность и простота изготовления.

Технический результат состоит в расширении функциональных свойств панелей солнечных батарей.

Сущность изобретения состоит в том, что способ для вращения панелей солнечных батарей включает поступление воды из резервуара в рабочую емкость, которая давит на устройство с ограничителями, регулирующее равномерное понижение емкости, при этом барабан вращается и разворачивает панели солнечных батарей вокруг своей оси, а устройство для вращения панелей солнечных батарей содержит резервуар с водой со стоком, рабочую емкость, установленную на устройстве с ограничителями, которая связана при помощи троса с барабаном и панелями солнечных батарей.

Сущность изобретения поясняется схемой устройства для разворота солнечных панелей.

Чертеж содержит:

резервуар с водой - 1,

сток - 2,

рабочая емкость - 3,

устройство с ограничителями - 4,

трос - 5,

барабан вращения - 6,

панели солнечных батарей - 7,

стойки для панелей - 8.

Способ осуществляется следующим образом: из резервуара (1) вода поступает по стоку (2) в рабочую емкость (3). По мере поступления воды рабочая емкость давит на устройство с ограничителями (4), постепенно опускаясь на низшую точку, при этом с помощью троса (5) вращающийся барабан (6) разворачивает солнечные панели (7) вокруг своей оси (8).

Устройство с ограничителями представляет собой столбовые опоры в виде «4-угольного стакана», куда помещается рабочая емкость. Ограничители установлены по бокам опоры с 2-х сторон с возможностью отклонения в момент давления рабочей емкости, при этом понижение емкости зависит от объема воды. При весе рабочей емкости 100 кг срабатывают первые ограничители, с увеличением веса происходит понижение емкости. Например, в качестве ограничителя используют горизонтальный двутавровый швеллер, установленный шарнирно по отношению к вертикальному двутавровому швеллеру, являющемуся опорой. При давлении рабочей емкости ограничители отклоняются и рабочая емкость опускается все ниже в зависимости от объема воды.

При опускании рабочей емкости трос натягивается, барабан совершает вращение, при этом барабан служит для регулирования вращения катушек со стойкой, что в свою очередь вызывает вращение панелей.

Устройство для вращения панелей состоит из стояка, к которому неподвижно прикреплены катушки, один конец стояка установлен с возможностью вращения на бетонном основании, на другом конце стояка прикреплена панель.

Каждая ступень устройства с ограничителями рассчитана так, чтобы рабочая емкость с водой равномерно опускалась в течение светового дня, что позволит разворачивать панели солнечной батареи по направлению к источнику света - солнцу. Вечером обслуживающий персонал освобождает рабочую емкость, поднимает воду в резервуар, чтобы утром опять запустить систему и повторить цикл.

Таким образом, панели солнечных батарей накапливают энергию весь световой отрезок времени.

Установление устройства для вращения панелей солнечных батарей не требует больших энергетических затрат, является экономически выгодным, легко осуществимым и доступным.

1. Способ для вращения панелей солнечных батарей, включающий поступление воды из резервуара в рабочую емкость, давящую на устройство с ограничителями, которое регулирует равномерное понижение емкости, при этом барабан вращается и разворачивает панели солнечных батарей вокруг своей оси.

2. Устройство для вращения панелей солнечных батарей, содержащее резервуар с водой со стоком, рабочую емкость, установленную на устройстве с ограничителями, которая связана при помощи троса с барабаном и панелями солнечных батарей.

Изобретение относится к установке для выработки электроэнергии, а именно к установке для выработки электрической энергии с использованием солнечной энергии. .

Установка для подогрева воды с использованием солнечной энергии // 2440540

Изобретение относится к водонагревателям, в частности к установке для подогрева воды с использованием солнечной энергии. .

Модуль солнечной электростанции // 2437036

Изобретение относится к гелиоэнергетике и может быть использовано в солнечных электростанциях на основе фотоэлектрических преобразователей. .

Автоматическое устройство для концентрации солнечных лучей на неподвижном объекте // 2435112

Устройство для преобразования солнечной энергии // 2434184

Изобретение относится к устройствам для преобразования солнечной энергии. .

Поворотное устройство для солнечного энергомодуля // 2381426

Установка для ориентации фотоэлектрической батареи на солнце // 2377474

Изобретение относится к области солнечной энергетики, и в частности к фотоэнергетическим установкам, и может найти применение в солнечных электростанциях для преобразования солнечной энергии в электрическую, а также может быть использовано в качестве энергетической установки индивидуального пользования.

Модуль солнечной электростанции // 2331822

Изобретение относится к автономным солнечным электростанциям на основе фотоэлектрических преобразователей. .

Солнечная электростанция // 2298860

Изобретение относится к солнечным электростанциям, предназначенным для преобразования солнечной лучистой энергии в электричество. .

Солнечная электростанция // 2280918

Изобретение относится к солнечным электростанциям для преобразования солнечной лучистой энергии в электрическую. .

Аппарат, использующий солнечную энергию для подогрева и выработки электроэнергии // 2476782

Изобретение относится к солнечным установкам с функциями подогрева и выработки электроэнергии, включающим в себя, по меньшей мере, солнечный концентратор, приспособленный к приведению в действие механизмов, способных ориентировать себя к солнцу в течение дня таким образом, чтобы получать максимальное количество солнечной энергии для нагревания и аккумулирования жидкостей для различных применений и для выработки электрической энергии с высокими энергетическими КПД

Солнечная концентраторная фотоэлектрическая установка // 2476956

Установка автоматического слежения приемной панели за солнцем // 2482401

Изобретение относится к области гелиотехники, в частности к устройствам, которые используются для ориентации рабочей поверхности солнечных модулей, водонагревателей (гелиосистем) и т.д

Система слежения за солнцем фотоэнергоустановки // 2488046

Изобретение относится к устройствам солнечной энергетики и может найти применение при конструировании и изготовлении установок с фотоэлектрическими модулями, требующими как одноосного, так и двухосного слежения за солнцем

Автоматический гелиоконцентратор с неподвижным приемником излучения // 2491483

Устройство для ориентации приемника солнечной энергии // 2516595

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано в качестве устройства поворота приемников солнечной энергии (следящей системы) в установках, преобразующих энергию излучения Солнца в другие виды энергии. Устройство для ориентации приемника солнечной энергии содержит механизм ориентации по зениту и механизм ориентации по азимуту, включающий резервуар с рабочей жидкостью, согласно решению резервуар выполнен цилиндрическим и снабжен азимутальным копиром, представляющим собой, по крайней мере, один винтовой паз, выполненный на внутренней поверхности резервуара, механизм ориентации по азимуту содержит вал со шлицами, расположенный по оси симметрии резервуара, поплавок, закрепленный на валу с возможностью перемещения вдоль шлицов, сильфон с постоянной разностью уровней входного и выходного отверстий, закрепленный на поплавке, при этом входное отверстие погружено в рабочую жидкость, а выходное отверстие выведено за пределы резервуара, на боковой поверхности поплавка закреплена по крайней мере одна траверса азимутального копира с роликом на конце, расположенным в винтовом пазе резервуара; устройство дополнительно включает механизм ориентации по зениту содержит шток, кинематически скрепленный с валом, толкатель, выполненный с возможностью поступательного перемещения, при этом концы штока и толкателя соединены шарнирно с приемником солнечной энергии. Технический результат заключается в повышении надежности устройства за счет упрощения конструкции и точности ориентации гелиоприемника на Солнце за счет использования сифонного часового механизма, обеспечивающего плавный равномерный поворот. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Солнечный самонаводящийся коллектор-нагнетатель // 2535193

Изобретение относится к солнечным теплоустановкам и может быть использовано в целях теплоснабжения жилых и производственных помещений и других объектов, а также для иных бытовых и технологических нужд. Коллектор имеет в качестве абсорбера упругую панель, создающую в замкнутой полости при своей деформации избыточное давление, как в диафрагменном насосе. Деформация панели в циклическом режиме обеспечивается нагреваемыми солнечным излучением теплочувствительными элементами. Такая конструкция коллектора с системой клапанов обеспечивает циркуляцию теплоносителя в системе солнечного теплоснабжения без электроприводных нагнетателей даже при наиболее распространенном расположении коллектора выше теплоснабжаемых объектов. Кроме того, коллектор-нагнетатель снабжен энергонезависимым устройством самоориентации на источник излучения в виде, например, воспринимающей солнечное излучение теплочувствительной трехслойной пластины, кинематически связанной с поворотным основанием коллектора. Таким образом, солнечный самонаводящийся коллектор-нагнетатель обеспечивает эффективное преобразование солнечной энергии практически в любых условиях ее использования без применения известных электроприводных систем подачи теплоносителя и систем ориентации солнечных коллекторов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Устройство ориентации гелиоустановки // 2542707

Изобретение относится к гелиотехнике, а именно к приводным устройствам для ориентации гелиоустановки, и может быть использовано для ориентации любого коллектора лучевой энергии, облучаемого перемещаемым источником тепловой радиации. В устройстве ориентации гелиоустановки, содержащем основание с опорной стойкой, ориентирующую раму гелиоустановки, привод ориентации, систему азимутального слежения, согласно изобретению рама дополнительно снабжена установленными перпендикулярно ее плоскости передними и задними управляемыми шторками с приводами, датчиками ветра, которые через систему управления подключены к приводам шторок. Изобретение позволяет экономить энергию аккумулятора и использовать бесплатную энергию ветра для поворота устройства ориентации. 3 ил.

Солнечная энергоустановка // 2548244

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к конструкциям солнечных энергетических установок с фотоэлектрическим датчиком слежения за Солнцем и системами азимутального и зенитального поворотов плоскости солнечной энергоустановки. Энергоустановка содержит принимающую солнечную энергию плоскость, систему управления приводами азимутального и зенитального поворотов плоскости и разворота ее с запада на восток, валы приводов, систему слежения за Солнцем. Система слежения включает в себя два фотоэлектрических модуля, закрепленных на выносной платформе, которая установлена параллельно принимающей солнечную энергию плоскости энергоустановки. Первый фотоэлектрический модуль представляет собой датчик положения Солнца по азимуту, в конструкции которого размещены два фотоэлемента слежения за Солнцем и командный фотоэлемент разворота принимающей солнечную энергию плоскости солнечной энергоустановки с запада на восток. Второй фотоэлектрический модуль представляет собой датчик положения Солнца по зениту, содержащий два фотоэлемента слежения за Солнцем. Конструкция каждого фотоэлектрического модуля содержит монтажную площадку, на верхней стороне которой размещены два фотоэлемента, разделенные перегородкой, служащей в свою очередь разделителем направлений освещенности последних и опорой для крепления зеркального цилиндра. Командный фотоэлемент разворота плоскости энергоустановки с запада на восток находится на нижней стороне монтажной площадки фотоэлектрического модуля, следящего за положением Солнца по азимуту. Применение данного изобретения обеспечивает высокую точность слежения по азимуту и зениту за положением Солнца и повышенную надежность работы энергоустановки. 3 ил.

Способ получения тепловой и электрической энергии и устройство для его осуществления // 2554168

Группа изобретений относится к области энергетики и может быть использована для выработки электроэнергии, горячей воды и пара. Способ получения тепловой и электрической энергии включает фокусирование солнечных лучей концентратором на неподвижную тепловоспринимающую поверхность и последующее передвижение по ней фокуса в соответствии с перемещением солнца, нагрев через тепловоспринимающую поверхность теплоносителя и преобразование полученной тепловой энергии в электрическую. В качестве концентратора используют вогнутое зеркало, которое перемещают путем слежения за солнцем, при этом тепловоспринимающую поверхность размещают на пересечении вертикальной и горизонтальных осей, вокруг которых осуществляют поворот концентратора при слежении. Для поворота концентратора вокруг вертикальной оси включают первый электродвигатель, в результате чего червяк 5 начинает вращаться и поворачивать зубчатое колесо 2 вместе с платформой 1. При достижении концентратором нужного положения (азимута) выключают первый электродвигатель. Для поворота концентратора вокруг горизонтальной оси включают второй электродвигатель, благодаря чему начинают вращаться вал 14 с червяком 13, который посредством зубчатого колеса 12 и связанного с ним червяка 10 поворачивает зубчатый сектор 9 с осью 6 и колесом 7. При этом за счет цепной передачи 8 происходит поворот ведомого колеса 15 с горизонтальной осью 17 и концентратором до требуемого положения, после чего производят его фиксирование путем выключения двигателя. При этом на нижней части тепловоспринимающей поверхности сферы 19 формируется световое пятно сконцентрированных солнечных лучей, которое перемещается по этой поверхности в процессе слежения за солнцем в течение светового дня. Изобретение должно обеспечить повышение стабильности параметров энергоносителей, повышение КПД, а также улучшение эксплуатационных характеристик. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.