Солнечная фотоэлектрическая станция
Владельцы патента RU 2530959:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Красноярский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение относится к устройствам преобразования солнечной энергии в электрическую, в частности к конструкциям солнечных энергетических установок, которые могут использоваться в быту, например, в усадьбах индивидуальных жилых домов (коттеджей, сельских жилых домов), на садовых участках, в парках, городских скверах, остановках транспорта (особенно загородом, где нет централизованного электроснабжения) и т.д. Солнечная фотоэлектрическая станция состоит из опорной конструкции с подвесными качелями и гибким каркасом для установки тента над качелями с устройством для регулирования угла наклона каркаса к горизонту, при этом в качестве тента использована изогнутая солнечная батарея, приближающая по форме к фрагменту цилиндрической поверхности, которая состоит, по крайней мере, из одного одностороннего фотоэлектрического модуля, обращенного выпуклой поверхностью к солнцу, при этом на вогнутой поверхности установлены светодиоды и она покрыта светоотражающим материалом. В результате использования изобретения уменьшается материалоемкость солнечной фотоэлектрической станции, так как не требуется отдельной конструкции для размещения солнечной батареи и светодиодного светильника, а также расширяются функциональные возможности совместного использования фотоэлектрических модулей и светодиодного светильника. 4 з.п.ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к устройствам преобразования солнечной энергии в электрическую, в частности к конструкциям солнечных энергетических установок, которые могут использоваться в быту, например, в усадьбах индивидуальных жилых домов (коттеджей, сельских жилых домов), на садовых участках, в парках, городских скверах, остановках транспорта (особенно загородом, где нет централизованного электроснабжения) и т.д.
Известен кремниевый монокристаллический модуль на гибкой основе с защитной пленкой на лицевой стороне. В модуле применены солнечные элементы SunPower с высоким КПД (21%) [1].
Недостатком известного устройства является необходимость использования специальной изогнутой опорной конструкции, близкой к цилиндрической форме.
Известна конструкция, принятая нами в качестве прототипа, представляющая собой качели, состоящие из опорной конструкции с подвесными качелями и гибким каркасом для установки тента над качелями с устройством для регулирования угла наклона каркаса [2]. Благодаря тому, что каркас для тента выполнен гибким, изогнутым и оснащен устройством для регулирования угла наклона, известная конструкция может без переделки использоваться как опорная конструкция для солнечной батареи (модуля) и светильника на светодиодах.
Технический результат - простота конструкции для установки солнечной батареи солнечной фотоэлектрической станции, позволяющая регулировать угол наклона солнечной батареи относительно положения солнца над горизонтом, изменять кривизну каркаса и использовать обратную сторону изогнутого солнечного модуля как отражающую поверхность светодиодного светильника.
Технический результат достигается тем, что солнечная фотоэлектрическая станция состоит из опорной конструкции с подвесными качелями и гибким каркасом для установки тента над качелями с устройством для регулирования угла наклона каркаса к горизонту, при этом в качестве тента использована изогнутая солнечная батарея, приближающаяся по форме к фрагменту цилиндрической поверхности, которая состоит, по крайней мере, из одного одностороннего фотоэлектрического модуля, обращенного выпуклой поверхностью к солнцу, при этом на вогнутой поверхности установлены светодиоды и она покрыта светоотражающим материалом.
Фотоэлектрический модуль выполнен из монокристаллического кремния на гибкой основе.
Фотоэлектрический модуль выполнен из аморфного кремния на гибкой основе.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 приведен общий вид качелей с солнечной фотоэлектрической станцией и светодиодами.
На фиг.2 показан общий вид фотоэлектрического модуля из монокристаллического кремния на гибкой основе.
На фиг.3 показан общий вид фотоэлектрического модуля из аморфного кремния на гибкой твердой основе.
На фиг.4 показан общий вид фотоэлектрического модуля из аморфного кремния на гибкой мягкой основе.
На фиг.5 показан общий вид фотоэлектрического модуля, выполненного из гибких рулонных солнечных элементов на органической основе.
Солнечная фотоэлектрическая станция состоит из опорной конструкции 1 с подвесными качелями 2 и гибким каркасом для установки тента над качелями 3 с устройством для регулирования угла наклона каркаса 4 к горизонту. В качестве тента использована изогнутая солнечная батарея 5, приближающаяся по форме к фрагменту цилиндрической поверхности и состоящая, по крайней мере, из одного одностороннего фотоэлектрического модуля 6, обращенного выпуклой поверхностью к солнцу, при этом на вогнутой поверхности установлены светодиоды 7 и она покрыта светоотражающим материалом 8. За счет того, что каркас 3 для установки тента над качелями 2 выполнен гибким, изменяют радиус кривизны каркаса 3, тем самым изменяют площадь поверхности, освещаемую светодиодами 7, при одном и том же угле наклона каркаса 4 к горизонту.
Фотоэлектрический модуль 6 может быть выполнен из монокристаллического кремния на гибкой твердой основе.
Фотоэлектрический модуль 6 может быть выполнен из аморфного кремния на гибкой твердой основе.
Фотоэлектрический модуль 6 может быть выполнен из аморфного кремния на гибкой мягкой основе.
Фотоэлектрический модуль 6 может быть выполнен из гибких рулонных солнечных элементов на органической основе.
Устройство работает следующим образом.
Солнечную батарею 5, состоящую, по крайней мере, из одного одностороннего фотоэлектрического модуля 6, размещают в изогнутый каркас 3. Фотоэлектрические модули 6 принимают форму, приближающуюся к фрагменту цилиндрической поверхности, обращенную выпуклой поверхностью к солнцу. За счет изогнутой поверхности солнечной батареи 5 солнечные лучи в меньшей степени отражаются от поверхности солнечной батареи 5, а использование устройства для регулирования угла наклона каркаса к горизонту 4 позволит не только эффективно укрыть человека от перемещающегося солнца, но и получить максимальное вырабатываемое солнечной фотоэлектрической станцией 5 количество электрической энергии. Направление солнечных лучей на поверхность фотоэлектрических модулей 6 изменяют также положением опорной конструкции 1 по сторонам света.
Фотоэлектрические модули 6 соединяют между собой электрически последовательно, параллельно или смешанно, в зависимости от требуемого напряжения и тока. При попадании солнечной радиации на поверхность солнечных фотоэлектрических элементов, составляющих фотоэлектрические модули 6, фотоэлектрическая станция вырабатывает напряжение постоянного тока, которое аккумулируют в электроаккумуляторе (не показан), например, в гелевом автомобильном аккумуляторе, а в ночное время используют для питания светодиодов 7, установленных на вогнутой поверхности фотоэлектрических модулей 6. За счет того, что вогнутая поверхность фотоэлектрических модулей 6 покрыта светоотражающим материалом 8, образуется светильник с фокусированием света в виде полосы. Регулируя угол наклона каркаса 6 к горизонту, изменяют освещаемую поверхность (ближе - дальше), управляя количеством включенных светодиодов 7, изменяют степень освещенности освещаемой поверхности. Направление освещения светодиодным светильником изменяют положением опорной конструкции 1 по сторонам света. Кроме того, на верхней части опорной конструкции 1 может быть укреплен дополнительный светодиодный светильник, например, в виде прожектора (не показан).
В результате использования изобретения уменьшается материалоемкость солнечной фотоэлектрической станции, т.к. не требуется отдельной конструкции для размещения солнечной батареи и светодиодного светильника.
Предлагаемая солнечная фотоэлектрическая станция может быть легко изготовлена с использованием имеющихся в продаже качелей, городских, парковых и садовых скамеек и использоваться в усадьбах индивидуальных жилых домов (коттеджей, сельских жилых домов), на садовых участках, в парках, городских скверах для автономного освещения прилегающей территории, придавая зоне отдыха оригинальный эстетический вид, и обеспечивая при этом автономность (можно устанавливать, где угодно) и электробезопасность (многие садоводы устанавливают светильники с лампами на 220 В прямо на конструкции каркаса для освещения в вечернее и ночное время территории садоводческого участка.
В качестве фотоэлектрического модуля может быть использован модуль TCM-105F из монокристаллического кремния на гибкой твердой основе с защитной пленкой, на лицевой стороне солнечные элементы SunPower.
В качестве фотоэлектрического модуля может быть использован гибкий модуль из аморфного кремния на основе гибкого фотогальванического элемента PVL 68 UNI-SOLAR.
В качестве фотоэлектрического модуля может быть использован модуль из аморфного кремния на гибкой мягкой основе (переносной) Acme Power FPS-33 W.
В качестве фотоэлектрического модуля может быть использована гибкая солнечная батарея Solar Roll фирмы BRUNTON.
1. Солнечная фотоэлектрическая станция, состоящая из опорной конструкции с подвесными качелями и гибким каркасом для установки тента над качелями с устройством для регулирования угла наклона каркаса к горизонту, отличающаяся тем, что в качестве тента используется изогнутая солнечная батарея, приближающаяся по форме к фрагменту цилиндрической поверхности и состоящая, по крайней мере, из одного одностороннего фотоэлектрического модуля, обращенного выпуклой поверхностью к солнцу, при этом на вогнутой поверхности установлены светодиоды и она покрыта светоотражающим материалом.
2. Солнечная фотоэлектрическая станция по п.1, отличающаяся тем, что фотоэлектрический модуль выполнен из монокристаллического кремния на гибкой твердой основе.
3. Солнечная фотоэлектрическая станция по п.1, отличающаяся тем, что фотоэлектрический модуль выполнен из аморфного кремния на гибкой твердой основе.
4. Солнечная фотоэлектрическая станция по п.1, отличающаяся тем, что фотоэлектрический модуль выполнен из аморфного кремния на гибкой мягкой основе.
5. Солнечная фотоэлектрическая станция по п.1, отличающаяся тем, что фотоэлектрический модуль выполнен из гибких рулонных солнечных элементов на органической основе.
