Солнечная энергетическая установка


 


Владельцы патента RU 2476783:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказская государственная гуманитарно-технологическая академия" (RU)

Изобретение относится к солнечной энергетике и может найти применение как в солнечных электростанциях, так и в качестве энергетической установки индивидуального пользования. Солнечная энергетическая установка содержит солнечную батарею, набранную из концентраторных фотоэлектрических модулей, размещенных на механической системе ориентации на Солнце, содержащей приводы зенитального и азимутального вращения, снабженные шаговыми мотор-редукторами. Новым в установке является то, что фотоэлектрические модули содержат линейные фотоприемники, находящиеся в фокусах цилиндрических линз Френеля, а по бокам длинной стороны фотоприемников, вплотную к ним, под углом расположены отражатели, управление приводами осуществляется микропроцессором, содержащим информацию о географической широте местонахождения установки и электронные часы, снабженные календарем, по сигналам которых, через равные промежутки времени, включаются шаговые мотор-редукторы, поворачивающие солнечную батарею на зенитальные и азимутальные углы, в соответствии с уравнением движения Солнца на небосводе, при этом величины достигнутых зенитальных и азимутальных углов определяются с помощью соответствующих датчиков и их значения сравниваются со значениями, полученными из уравнения движения Солнца на текущий момент времени. Изобретение должно упростить систему слежения за Солнцем. 1 ил.

 

Изобретение относится к солнечной энергетике и может найти применение как в солнечных электростанциях, так и в качестве энергетической установки индивидуального пользования.

Известна солнечная установка (см. патент России №2028558 от 22.01.92), содержащая солнечную панель, опорную плиту и телескопические штанги, соединенные с солнечной панелью с помощью шаровых шарниров, а с опорной плитой с помощью цилиндрических шарниров. В солнечной панели выполнено круглое отверстие, центр которого равноудален от осей шаровых шарниров, а внутренняя полость телескопических штанг заполнена жидкостью с большим коэффициентом объемного расширения, внешняя поверхность телескопических штанг имеет светопоглощающее покрытие, а каждая штанга снабжена светоотражающим экраном, раструбом, ориентированным в сторону отверстия солнечной панели.

Известная установка имеет такой недостаток, как невысокая точность ориентации солнечной панели на Солнце.

Известна солнечная энергетическая установка, принятая за прототип (см. патент России №2377472 от 14.11.2008), включающая солнечную батарею из концентраторных фотоэлектрических модулей, размещенных на механической системе ориентации концентраторных фотоэлектрических модулей на Солнце в виде горизонтальной рамной конструкции, содержащей привод азимутального вращения и приводы зенитального вращения, устройство контроля положения Солнца, имеющее каналы зенитального и азимутального слежения, концентраторные фотоэлектрические модули расположены на упомянутой механической системе параллельными рядами вплотную друг к другу в каждом ряду, при этом горизонтальное расстояние между соседними рядами концентраторных фотоэлектрических модулей удовлетворяет некоторому соотношению.

Известная установка имеет такой недостаток, как повышенная сложность системы слежения за Солнцем.

Целью изобретения является упрощение системы слежения за Солнцем.

Указанный недостаток устраняется тем, что в солнечной энергетической установке, содержащей солнечную батарею, набранную из концентраторных фотоэлектрических модулей, размещенных на механической системе ориентации на Солнце, содержащей приводы зенитального и азимутального вращения, снабженные шаговыми мотор-редукторами, фотоэлектрические модули содержат линейные фотоприемники, находящиеся в фокусах цилиндрических линз Френеля, а по бокам длинной стороны фотоприемников, вплотную к ним, под углом расположены отражатели, управление приводами осуществляется микропроцессором, содержащим информацию о географической широте местонахождения установки и электронные часы, снабженные календарем, по сигналам которых, через равные промежутки времени, включаются шаговые мотор-редукторы, поворачивающие солнечную батарею на зенитальные и азимутальные углы, в соответствии с уравнением движения Солнца на небосводе, при этом величины достигнутых зенитальных и азимутальных углов определяются с помощью соответствующих датчиков и их значения сравниваются со значениями, полученными из уравнения движения Солнца на текущий момент времени.

Сущность заявляемого изобретения иллюстрируется графическими материалами, где на фигуре 1 изображен общий вид солнечной энергетической установки в разрезе.

Солнечная энергетическая установка содержит солнечную батарею 1, снабженную линейными фотоприемниками 2, находящимися в фокусах цилиндрических линз Френеля 3, по бокам длинной стороны фотоприемников, вплотную к ним, под углом расположены отражатели 4, управление приводами осуществляется мотор-редуктором зенитального вращения 5 и мотор-редуктором азимутального вращения 6. Датчики 7 и 8 определяют соответственно достигнутые зенитальные и азимутальные углы поворота солнечной батареи 1 и их значения сравниваются в микропроцессоре (на фигуре 1 не показан) со значениями, полученными из уравнения движения Солнца на текущий момент времени. Солнечная энергетическая установка смонтирована на основании 9.

Солнечная энергетическая установка работает следующим образом. Перед началом эксплуатации ее основание необходимо установить горизонтально и сориентировать по направлению север-юг. В микропроцессор вводятся данные о географической широте местонахождения установки, текущее время и дата, после чего система слежения ориентирует солнечную батарею 1 на Солнце, сравнивая значения величин достигнутых зенитальных и азимутальных углов, которые определяются с помощью датчиков 7 и 8, со значениями, полученными из уравнения движения Солнца на текущий момент времени. Такое сравнение осуществляется периодически, через равные промежутки времени, которые определяются допустимой погрешностью ориентирования солнечной батареи на Солнце. В случае несоответствия показаний датчиков 7 и 8 со значениями углов, полученных микропроцессором, система предпринимает действия по устранению ошибок в работе установки. В случае невозможности устранения ошибок выдается информацию о сбое в работе системы.

В принципе работы солнечной энергетической установки используется тот факт, что путь Солнца на небосводе в любой день года и на любой широте нам известен с высокой точностью и один раз правильно сориентированная в пространстве и времени солнечная энергетическая установка будет исправно ориентировать солнечную батарею перпендикулярно солнечным лучам, что максимально повысит эффективность использования концентраторных фотоэлектрических модулей. Отсутствие в системе ориентации устройства контроля положения Солнца, имеющего каналы зенитального и азимутального слежения, позволяет значительно упростить и удешевить саму систему слежения за Солнцем и удешевить солнечную энергетическую установку в целом. Наличие в конструкции солнечной батареи отражателей, расположенных по бокам фотоприемников, вплотную к ним под углом позволяет избежать потерь солнечной энергии, вызванных неточностью ориентации.

Солнечная энергетическая установка, содержащая солнечную батарею, набранную из концентраторных фотоэлектрических модулей, размещенных на механической системе ориентации на Солнце, содержащей приводы зенитального и азимутального вращения, снабженные шаговыми мотор-редукторами, отличающаяся тем, что фотоэлектрические модули содержат линейные фотоприемники, находящиеся в фокусах цилиндрических линз Френеля, а по бокам длинной стороны фотоприемников, вплотную к ним под углом, расположены отражатели, управление приводами осуществляется микропроцессором, содержащим информацию о географической широте местонахождения установки и электронные часы, снабженные календарем, по сигналам которых, через равные промежутки времени, включаются шаговые мотор-редукторы, поворачивающие солнечную батарею на зенитальные и азимутальные углы, в соответствии с уравнением движения Солнца на небосводе, при этом величины достигнутых зенитальных и азимутальных углов определяются с помощью соответствующих датчиков и их значения сравниваются со значениями, полученными из уравнения движения Солнца на текущий момент времени.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области фотоэлектроники и предназначено для преобразования потока солнечного излучения в электроэнергию. .

Изобретение относится к гелиотехнике, может быть использовано для преобразования солнечной энергии в электрическую и тепловую энергию и касается солнечного модуля, включающего концентратор, в фокусе которого расположен фотовольтаический преобразователь солнечной энергии, с контактами подключения батарей накопителей электрической и тепловой энергии и системой жидкостно-проточного теплосъема, при этом фотовольтаический преобразователь выполнен в виде полой трубки из теплопроводящего материала, на внешней поверхности которой нанесена полупроводниковая структура и внутри которой циркулирует теплоноситель, а также комбинированной солнечно-энергетической установки, включающей указанные выше солнечные модули.

Изобретение относится к области альтернативной энергетики, использует возобновляемый источник энергии - солнце для образования восходящего потока воздуха. .

Изобретение относится к солнечным батареям, служащим для преобразования солнечной энергии в электрическую. .

Изобретение относится к области электроэнергетики, точнее к возобновляемым источникам энергии, и предназначено для преобразования солнечной энергии в электрическую.

Изобретение относится к области энергетики. .

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для теплоснабжения и горячего водоснабжения децентрализованных объектов малой мощности с использованием возобновляемых источников энергии (ВИЭ).

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным концентраторным модулям для получения электрической и тепловой энергии. .

Изобретение относится к области гелиотехники и конструкции создания солнечных модулей с фотоэлектрическими или тепловыми приемниками излучения и стационарными концентраторами, допускающими эксплуатировать модули в неподвижном режиме круглый год.

Изобретение относится к области гелиотехники, в частности касается создания солнечных установок с концентраторами солнечного излучения для выработки электричества и тепла.

Изобретение относится к солнечным теплоэлектростанциям. .

Изобретение относится к области солнечных теплоэлектростанций. .

Изобретение относится к области гелиоэнергетики и может быть использовано в гелиоустановках специального назначения для обеззараживания питьевой воды. .

Изобретение относится к солнечной энергетике и может найти применение в гелиоустановках специального назначения, например в установках для обеззараживания воды, использующих для уничтожения патогенной микрофлоры ультрафиолетовую часть солнечного излучения.

Изобретение относится к области гелиотехники, в частности касается создания солнечных модулей с концентраторами солнечного излучения для выработки электричества и тепла.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для выращивания растений с меньшим потреблением извне электрической и тепловой энергии за счет расширенного использования энергии солнечных лучей для обогрева и освещения внутреннего пространства тепличного комплекса при одновременной интенсификации роста растений, а в некоторых вариантах комплекса - вообще без такого потребления.

Изобретение относится к гелиотехнике, а именно к устройству для улавливания солнечной энергии и ее передачи к подлежащей нагреву приемной среде, расположенной на земле или в космосе, а также к передаче сконцентрированной солнечной энергии на большое расстояние на земле с использованием передатчиков солнечной энергии.

Изобретение может быть использовано в концентраторах солнечного излучения и радиоволн, устройствах по изменению светового потока. Зеркало содержит гибкое зеркальное полотно, размещенное на пневмосистеме, состоящей из газонаполняемых пневмокамер, пневматически связанных между собой. Пневмокамеры имеют форму, близкую к сферической, все пневмокамеры уложены во внешнюю газонаполняемую оболочку, пневмокамеры пневматически связаны между собой через клапаны, обеспечивающие доступ газа от источника газа во внутренние полости пневмокамер и препятствующие выходу газа из внутренней полости пневмокамер. Технический результат - упрощение конструкции зеркала с заданной кривизной, упрощение регулировки кривизны зеркала, повышение надежности работы, увеличение площади зеркала. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх