Устройство ориентации гелиоустановки

Авторы патента:

Семенова Юлия Владимировна (RU)

Литвиненко Александр Михайлович (RU)

F24J2/54 - специально предназначенные для вращательного движения

Владельцы патента RU 2561227:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)

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. Устройство ориентации гелиоустановки дополнительно снабжено плоским сегментом, расположенным под опорной стойкой, на которой установлен солнечный коллектор, опорная стойка расположена на ориентирующей раме, при этом последняя снабженная двигателем с редуктором с ведущей шестерней, плоский сегмент прикреплен верхним шарниром к опорной стойке, причем окружность сегмента снабжена зубчатой дугообразной рейкой, на конце которой установлен фиксатор, который нужен для фиксации сегмента в крайнем положении. К преимуществам данного устройства относится то, что оно позволяет экономить энергию аккумулятора и использовать бесплатную энергию ветра для поворота устройства ориентации. 4 ил.

В технике и литературе существует значительное число аналогов, содержащих разнообразные механизмы реагирования за перемещением Солнца [Авторское свидетельство №1322037, кл. F24J 2/38, 07.07.87, бюл. №25. Белорусский филиал Государственного научно-исследовательского энергетического института им. Г.М.Кржижановского. Н.И.Юргель, Е.Ф.Зарецкий, С.В.Исаев. Устройство ориентации гелиоустановки], [Патент №2105936, кл. F24J 2/38, 27.02.98, бюл. №6. Б.Беграмбеков, С.В.Вергазов, A.M.Захаров. Гидромеханическое устройство для поворота гелиопоглощающей системы], [Авторское свидетельство №1449786, кл. F24J 2/38, 01.01.89, бюл. №1. Западный филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф.Э.Джержинского. Е.Ф.Зарецкий, С.В.Исаев, Н.И.Юргель. Система управления гелиостатом].

Все упомянутые аналоги состоят из опорной стойки, на которой расположена гелиоустановка, основания, электроприводов, светочувствительных датчиков. Аналоги имеют общие недостатки, состоящие в большой сложности устройств, некорректной работе при интенсивной облачности из-за применения светочувствительных датчиков, высокой стоимости потребления вырабатываемых видов энергии (прежде всего электрической).

В качестве ближайшего аналога изобретения служит устройство для ориентации гелиоустановки [2043583, 10.09.95, бюл. №25. Ставропольский сельскохозяйственный институт. В.В.Кузьменко, Ю.С.Долик, И.П.Кузьменко], имеющее в своем составе солнечный коллектор, опорную стойку, связанное с ней при помощи сферического шарнира ориентируемое основание и упругие тяги, связанные со стойкой и деформируемые элементами, размещенными в прорезях основания. Такими образом, устройство содержит солнечный коллектор, расположенный на опорной стойке, основание, ориентирующую раму гелиоустановки, привод ориентации, систему азимутального слежения.

Недостатком данного устройства является относительно большое потребление энергии.

Изобретение направлено на устранение этого недостатка.

Это достигается тем, что устройство ориентации гелиоустановки дополнительно снабжено плоским сегментом, расположенным под опорной стойкой, на которой установлен солнечный коллектор, опорная стойка расположена на ориентирующей раме, при этом последняя снабженная двигателем с редуктором с ведущей шестерней, плоский сегмент прикреплен верхним шарниром к опорной стойке, причем окружность сегмента снабжена зубчатой дугообразной рейкой.

На фиг.1 показан вид сбоку, на фиг.2 - вид сверху данного устройства, на фиг.3 - сегмент с приводом, фиг.4 - функциональная схема системы управления.

Устройство ориентации гелиоустановки состоит из опорной стойки 1, к которой шарниром 2 прикреплен плоский сегмент 3 с фиксатором, ориентирующей рамы 4, снабженной двигателем 5 с редуктором с ведущей шестерней, датчиков ветра 6, солнечного коллектора 7, системы азимутального слежения 8, системы управления. Между верхней плоскость дома и ориентирующей рамой установлен еще один привод, который поворачивает эту раму 2.

Устройство действует следующим образом:

Получая информацию от датчиков ветра 6, что направление и сила ветра «благоприятные», система управления сопоставляет с данными от системы азимутального слежения 8 и посылает сигнал на двигатель 5 привода, который приводит в движение редуктор с ведущей шестерней. Плоский сегмент 3 прикреплен верхним шарниром 2 к опорной стойке 1, снабженной зубчатой дугообразной рейкой, выдвигающейся на максимально возможный угол, пока свободный угол сегмента 3 не зацепится за ведущую шестерню, это необходимо для фиксации сегмента. Затем, по силе ветра, направление которого перпендикулярно плоскости сегмента, опорная стойка 1 с солнечным коллектором 7 поворачивается на определенный угол. После достижения необходимого положения солнечного коллектора 7 система управления посылает сигнал на тот же двигатель 5 привода, который тем же образом возвращает плоский сегмент 3 в исходное положение. При отсутствии необходимого направления и силы ветра, но при необходимости повернуть солнечный коллектор 7 на определенный угол, система управления посылает сигнал на привод под ориентирующей рамой 4, который поворачивает саму ориентирующую раму 4 с опорной стойкой 1, используя питание электросети.

К технико-экономическим преимуществам данного устройства относится то, что оно позволяет экономить энергию аккумулятора и использовать бесплатную энергию ветра для поворота устройства ориентации.

Устройство ориентации гелиоустановки, содержащее солнечный коллектор, установленный на опорной стройке, а сама стойка расположена на ориентирующей раме, отличающееся тем, что ориентирующая рама дополнительно снабжена редуктором с ведущей шестерней, которая связана с зубчатой рейкой, установленной на плоском сегменте, а сам сегмент прикреплен верхним шарниром к опорной стойке.

Система слежения за солнцем // 2558665

Изобретение относится к гелиоэнергетике и может найти применение при конструировании и изготовлении установок, требующих слежения за солнцем. Система слежения за солнцем содержит датчик угла поворота, платформу, раму с тягой и электрические двигатели, кинематически связанные с рамой и установленные с возможностью перемещать раму вокруг ее горизонтальной и вертикальной геометрических осей.

Устройство ориентации гелиоустановки // 2554701

Изобретение относится к области гелиотехники, а именно к приводным устройствам для ориентации гелиоустановки, и может быть использовано для ориентации любого коллектора лучевой энергии, облучаемого перемещаемым источником тепловой радиации.

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.

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.

Устройство ориентации гелиоустановки // 2542707

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.

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.

Автоматический гелиоконцентратор с неподвижным приемником излучения // 2491483

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.

Солнечный нагреватель с защитой от атмосферных осадков // 2569423

Изобретение относится к энергетике, в частности к использованию энергии солнечного излучения в системах теплоснабжения таких объектов, как индивидуальное жилье, мелкие сельскохозяйственные производства, промыслы, отдаленные оздоровительные учреждения или объекты экологического назначения и туризма. Данный солнечный нагреватель имеет коллектор в прозрачной теплоизолирующей оболочке с параболическим рефлектором, оснащенным устройством самоориентации на Солнце. Отличительные особенности данного устройства заключаются в том, что его коллектор выполнен в виде коаксиальной трубной конструкции с длиной ее абсорбера, превышающей продольный размер параболического рефлектора, что позволяет ограничиться его ориентацией в одной плоскости, а его привод обеспечивает наряду с автоматическим поддержанием ориентации на Солнце в рабочем режиме также автоматический поворот параболического рефлектора на время отсутствия солнечного облучения в верхнее положение. Изобретение обеспечивает защиту всех рабочих поверхностей нагревателя от атмосферных осадков. 3 ил.

Солнечная установка // 2570483

Изобретение относится к гелиоэнергетике, в частности к солнечным энергетическим установкам с датчиками слежения за Солнцем, и может быть использовано в солнечных электростанциях для преобразования солнечной энергии в электрическую, а также в качестве энергетической установки индивидуального пользования. Солнечная установка содержит систему автоматики азимутального поворота слежения за Солнцем, которая соединена с силовым преобразователем, подключенным к электродвигателю, вал которого соединен с редуктором, на выходном валу которого расположена платформа, на которой под углом в 45° к ее плоскости установлена солнечная фотобатарея, на которой закреплен датчик освещенности, соединенный с системой автоматики азимутального поворота слежения за Солнцем. К солнечной фотобатарее подключен накопитель энергии, соединенный с силовым преобразователем и нагрузкой. К выходному валу редуктора подключены два концевых выключателя. Технический результат: возможно использование любого типа солнечных фотобатарей. 1 ил.

Автоматический привод гелиоконцентратора для поддержания отраженного солнечного пятна в неподвижной зоне // 2582387

Автоматический привод гелиоконцентратора для поддержания отраженного солнечного пятна в неподвижной зоне предназначен для постоянного слежения за Солнцем в азимутальном направлении, обеспечивая стабилизацию пятна за 12 часов дневного времени и возврат в исходное состояние к утру. Временные импульсы от датчика времени 1 поступают на блок сигнала «старт-стоп» 2, запуская через блок управления электродвигателем 4 электродвигатель 6. Кулачковый диск 16 через датчик сигнала «стоп» 3 дает сигнал «стоп» на блок сигнала «старт-стоп» 2. Гайка 8 перемещается по валу с резьбой 7 и перемещает рейку 9, которая через тросы 10 и 11 вращает сектор 90° 12 и гелиоконцентратор 13. Изобретение должно обеспечить возможность автономного, многосуточного слежения за Солнцем. 2 ил.

Система слежения за солнцем концентраторной энергоустановки // 2625604

Изобретение относится к области солнечной энергетики и может найти применение, например, при создании установок с фотоэлектрическими модулями. Система слежения за Солнцем концентраторной энергоустановки включает подсистему (1) азимутального вращения и подсистему (2) зенитального вращения. Подсистема (1) азимутального вращения выполнена в виде неподвижной стойки (3), по центру которой закреплен горизонтальный диск (4) с рифленой поверхностью (5), являющийся ведомой шестерней первого привода (6). На торец стойки (3) надета с возможностью вращения вертикальная труба (7). На верхнем конце вертикальной трубы (7) закреплена горизонтальная труба (9), на которой с возможностью вращения установлена подсистема (2) зенитального вращения. Подсистема (2) зенитального вращения выполнена в виде пространственной рамы (10) и двух вертикальных секторов (11) с рифлеными круговыми торцовыми поверхностями (12), являющимися ведомыми шестернями второго редуктора, вращаемого валом (13) второго привода (14). Пространственная рама (10) содержит по меньшей мере две (на чертеже показано четыре) опоры (15), имеющие -образный профиль, прикрепленные к поперечным балкам (16) пространственной рамы (10). Система более проста и менее трудоемка при монтаже и не требует использования при ее сборке специальных приспособлений. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Следящий концентратор солнечной энергии // 2628257

Настоящее изобретение относится к следящему концентратору солнечной энергии, который включает: средства слежения в направлении с востока на запад для слежения за движением солнца в направлении с востока на запад, расположенные на верхней части основания, опору, установленную вертикально на средствах слежения в направлении с востока на запад, параболическую систему концентраторного типа, расположенную так, что ее вал поддерживается опорой, и имеющую второй параболический концентратор, расположенный на небольшом расстоянии за фокальной точкой первого параболического концентратора, имеющего большую площадь, так что свет высокой плотности концентрируется в центре первого параболического концентратора, средства слежения за высотой, расположенные на опоре так, чтобы параболическая система концентраторного типа следила за высотой солнца, при этом концентратор дополнительно включает корпус призмы, расположенный так, чтобы находиться сзади отверстия для прохождения света в центре первого параболического концентратора, и так, чтобы двигаться вокруг оси посредством приводного усилия двигателя для слежения за высотой, и средства направления света, соединяющие прямую призму полного внутреннего отражения с корпусом призмы. Указанные средства направления света поворачиваются на половину угла поворота средств слежения за высотой, благодаря чему свет высокой плотности всегда направляется и приходит в одно и то же место. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.