Устройство и способ автоматизированной очистки солнечной панели


H01L21/024 - Способы и устройства для изготовления или обработки полупроводниковых приборов или приборов на твердом теле или их частей (способы и устройства, специально предназначенные для изготовления и обработки приборов, относящихся к группам H01L 31/00- H01L 49/00, или их частей, см. эти группы; одноступенчатые способы изготовления, содержащиеся в других подклассах, см. соответствующие подклассы, например C23C,C30B; фотомеханическое изготовление текстурированных поверхностей или поверхностей с рисунком, материалы или оригиналы для этой цели; устройства, специально предназначенные для этой цели вообще G03F)[2]

Владельцы патента RU 2645444:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" (RU)

Изобретение относится к системам автоматической очистки солнечных панелей. Устройство очистки солнечной панели, содержащее источник питания, соединенный с солнечной панелью, датчики контроля загрязнения и провода, расположенные на поверхности солнечной панели, отличающееся тем, что провода выполнены с возможностью колебания и переплетены друг с другом в виде решетки, установленной на поверхность солнечной панели, при этом в качестве источника питания используют источник переменного тока, а датчики контроля загрязнения выполнены в виде датчиков натяжения проводов, расположенных по всей внешней грани решетки из проводов. Также предложен способ автоматизированной очистки солнечных панелей. Изобретение обеспечивает эффективную очистку поверхности солнечной панели от снега, льда, мусора и других объектов, мешающих преобразованию солнечной энергии. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к системам очистки, в частности к системам автоматической очистки солнечных панелей.

В настоящее время ресурсы Земли истощаются, экология с каждым годом ухудшается, и современные источники энергии способствуют этому. Солнечная энергия является эффективной альтернативой современным способам добычи электроэнергии, в условиях постоянного роста цен на традиционные виды энергоносителей. Расположение солнечных панелей в горных местностях на высотах в несколько километров от уровня земли позволит увеличить, получаемый поток солнечного излучения, но усложнит обслуживание и очистку солнечных панелей. Поэтому разработка автоматизированной системы очистки солнечных панелей является актуальной задачей.

Известна система очистки солнечных панелей [патент US №8323421 F24J 2/40, 4.12.2012], содержащая защитную панель, которая устанавливается на солнечную батарею, приводное устройство, которое обеспечивает движение вдоль панели чистящей щетки, при этом щетка располагается между шкивами. Кроме того, на панели устанавливаются резервуары с чистящей жидкостью и датчики, которые обнаруживают загрязнение на защитной панели. В результате обнаружения загрязнения щетка приводится в движение приводным механизмом, одновременно распыляется спрей с чистящей жидкостью.

Недостатками данной системы являются большие габариты и невозможность использования в зимнее время из-за низких температур и возможных оледенений. Кроме того, использование защитной панели создает препятствие для прохождения солнечного потока, тем самым уменьшается КПД всей системы. Также недостатком данного устройства является наличие дополнительных конструкций, на которых должно устанавливаться данное устройство, а также не автономность и зависимость от чистящих средств.

Известна система очистки солнечных панелей [патент US №20090288691 В08В 3/00, 26.11.2009], включающая в себя линию подачи жидкости, первый конец которой подключен к источнику водоснабжения, а второй конец имеет множество сопел, из которых распыляется чистящая жидкость под давлением, и очищает поверхность панелей. Кроме того, система включает в себя насос - нагнетатель давления и корпус, внутри которого находится отсек с химическим веществом. Когда химическое вещество поступает в линию подачи жидкости, оно смешивается с водой, и создается чистящая жидкость, позволяющая растворять пыль и грязь с поверхности.

Недостатками данной системы являются невозможность использования в зимнее время из-за низких температур и возможных оледенений линий подачи жидкости. Также недостатком данного устройства является наличие дополнительных насосов, которые нуждаются в мощных источниках энергии, а также необходимость использовать чистящие средства.

Известно устройство для очистки солнечных панелей [патент US №9130502 В08В 11/04, 8.09.2015], состоящее из нагнетателя воздуха (компрессора), двух валиков, один из которых очищает механическим образом поверхность солнечной панели, второй валик статическим образом притягивает остатки частиц пыли. Движение устройства осуществляется по направляющим, устанавливаемым по всему линейному массиву панелей. Устройство приводится в движение за счет энергии от аккумуляторной батареи.

Недостатками данной системы являются большие габариты и невозможность использования в зимнее время из-за низких температур и возможных оледенение конструкций. Также недостатком данного устройства является наличие дополнительных конструкций, по которым передвигается данное устройство.

Известно устройство для очистки солнечных панелей [патент US №8984704 В08В 1/00, 24.03.2015], представляющее из себя каретку, на которой установлены датчики контроля загрязнения, щетки для чистки панелей и устройство распыления моющего средства. Каретка передвигается по рельсам, которые установлены вдоль солнечных панелей; с помощью датчиков визуально происходит определение степени загрязненности, и при обнаружении загрязнения на панелях каретка проводит процедуру очистки, используя моечные средства и щетки.

Недостатками данной системы являются большие габариты и невозможность использования в зимнее время из-за низких температур и возможных оледенений чистящих средств. Также недостатком данного устройства является наличие рельс, по которым передвигается устройство, а также не автономность, из-за необходимости использовать чистящие средства.

Известна интеллектуальная самоочищающаяся солнечная панель [патент US №20120285516, В08В 6/00, 15.11.2012], состоящая из солнечной панели, высокопрозрачного полимера, датчиков загрязнения и генераторов ультразвуковых волн, устанавливаемых на саму панель. В случае обнаружения загрязнения в виде снега или песка, ультразвуковые волны генерируются генератором и очищают поверхность панели.

Недостатком данной системы является необходимость заводской сборки данной системы и невозможность установки ее в полевых условиях.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является автономная зимняя солнечная панель [заявка WO №2014022914 H04W 24/00, 15.11.2012], состоящая из источника питания, соединенного с солнечной панелью, датчиков контроля загрязнения, проводов расположенных на поверхности солнечной панели, и четырех вибрационных блоков, два из которых расположены на верхней грани поверхности панели, и по одному на боковых гранях панели. При обнаружении снега или льда на провода поступает электрический ток, в результате чего провода нагреваются, за счет этого происходит таяние снега и льда, после чего активируется вибрационные блоки для очищения панели от загрязнения.

Недостатком ближайшего аналога является необходимость заводской сборки данной системы и невозможность установки ее в полевых условиях, сложность конструкции, из-за использования множества различных элементов очистки: четырех вибрационных блоков, нагревательных проводов, и как следствие увеличение расхода мощности и снижение КПД всей системы в целом.

Задача изобретения - автоматизация процесса очистки солнечных панелей независимо от температурных и погодных условий и при отсутствии обслуживающего персонала, также возможность установки и использования данной системы на уже существующих солнечных панелях.

Технический результат - эффективная очистка поверхности солнечной панели от снега, льда, мусора и других объектов, мешающих преобразованию солнечной энергии.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в устройстве очистки солнечной панели, содержащем источник питания, соединенный с солнечной панелью, датчики контроля загрязнения и провода, расположенные на поверхности солнечной панели, согласно изобретению, провода выполнены с возможностью колебания и переплетены друг с другом в виде решетки, установленной на поверхность солнечной панели, при этом в качестве источника питания используют источник переменного тока, а датчики контроля загрязнения выполнены в виде датчиков натяжения проводов, расположенных по всей внешней грани решетки из проводов.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается также способом очистки солнечной панели, по которому загрязнение поверхности обнаруживают за счет увеличения силы натяжения проводов, при этом активируют очистку, при которой на провода подают переменный ток, обеспечивая одинаковые значения собственной частоты колебания проводов, при колебании провода соприкасаются друг с другом при максимальном значении амплитуды колебания, достигая механического резонанса, за счет которого обеспечивают вибрацию, необходимую для дробления льда и нагрев, необходимый для таяния снега и очистки панели.

Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена система очистки солнечной панели. На фиг. 2 изображен общий вид солнечной панели с установленной системой очистки.

Устройство автоматизированной очистки солнечной панели (фиг. 1) содержит провода 1, переплетенные друг с другом и установленные на солнечную панель 2 (фиг. 2), на которой установлены датчики натяжения проводов 3 (фиг. 1). Источник переменного тока 4 установлен в корпусе и расположен под панелью (фиг. 2).

Устройство автоматизированной очистки солнечной панели работает следующим образом: при обнаружении зимних осадков датчиками натяжения проводов 3 на провода 1 подают переменный ток таким образом, чтобы провода (горизонтальные и вертикальные) имели одинаковую собственную частоту колебаний, при данных условиях возникает явление механического резонанса, при котором вибрация проводов раскалывает лед и очищает солнечную панель, также за счет нагрева проводов, растаявший снег стекает вниз по склону солнечной панели.

Пример конкретной реализации способа

Для очистки солнечной панели «Hevel Solar» на нее монтируется решетка из проводов, при оледенении поверхности солнечной панели датчики фиксируют натяжение проводов и активируют систему очистки. Переменный ток силой в 0,3 А, протекающий по проводам, создает вибрацию в них, за счет того, что провода имеют одинаковую собственную частоту колебаний. При колебании провода соприкасаются друг с другом при максимальном значении амплитуды колебания, таким образом, возникает явление механического резонанса, при котором вибрация проводов раскалывает лед и за счет этого осколки льда скатываются с панели и очищают ее, также за счет нагрева проводов растаявший снег стекает вниз по склону солнечной панели

Итак, заявляемое изобретение автоматизирует процесс очистки солнечных панелей независимо от температурных и погодных условий и при отсутствии обслуживающего персонала, также позволяет устанавливать и использовать данную систему на уже существующих солнечных панелях.

В результате повышается эффективность очистки поверхности солнечной панели от снега, льда, мусора и других объектов, мешающих преобразованию солнечной энергии.

1. Устройство очистки солнечной панели, содержащее источник питания, соединенный с солнечной панелью, датчики контроля загрязнения и провода, расположенные на поверхности солнечной панели, отличающееся тем, что провода выполнены с возможностью колебания и переплетены друг с другом в виде решетки, установленной на поверхность солнечной панели, при этом в качестве источника питания используют источник переменного тока, а датчики контроля загрязнения выполнены в виде датчиков натяжения проводов, расположенных по всей внешней грани решетки из проводов.

2. Способ очистки солнечной панели, по которому загрязнение поверхности обнаруживают за счет увеличения силы натяжения проводов, при этом активируют очистку, при которой на провода подают переменный ток, обеспечивая одинаковые значения собственной частоты колебания проводов, при колебании провода соприкасаются друг с другом при максимальном значении амплитуды колебания, достигая механического резонанса, за счет которого обеспечивают вибрацию, необходимую для дробления льда и нагрев, необходимый для таяния снега и очистки панели.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для генерирования электрической энергии путем преобразования энергии светового излучения в электрическую энергию.В солнечной батарее согласно изобретению несущая панель состоит из лицевой и тыльной обшивок, изготовленных из листов упругого материала, перфорированного для облегчения, и соединенных между собой ребрами жесткости, изготовленными из упругого материала; солнечные элементы с наклеенной на каждый из них тс лицевой стороны оптически прозрачной защитной пластиной и защитной пластиной с тыльной стороны, приклеены к лицевой обшивке панели, причем окна перфорации выполнены, а ребра жесткости расставлены в соответствии с габаритами солнечных элементов, с шагом, соответствующим шагу расстановки солнечных элементов.

Изобретение относится к приемникам инфракрасного излучения оптоэлектронных контрольно-измерительных приборов, таких как пирометры спектрального отношения и детекторы пламени.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается двухканального инфракрасного приемника излучения. Приемник излучения включает в себя выполненную на подложке тонкопленочную матричную структуру снабженных оптическими фильтрами фотогальванических элементов на основе селенида свинца.

Изобретение относится к области солнечной фотоэнергетики. Тандемный металлооксидный солнечный элемент содержит два расположенных один под другим по ходу светового потока металлооксидных солнечных элемента (МО СЭ) на основе мезоскопических слоев сенсибилизированного металлооксида, имеющих общий промежуточный токосъемный контакт, при этом согласно изобретению общий промежуточный токосъемный контакт размещен на стеклянной подложке, расположенной между верхним и нижним по ходу светового потока МО СЭ, на которую со стороны, обращенной к верхнему по ходу светового потока МО СЭ, нанесен проводящий слой платины, являющийся для верхнего МО СЭ противоэлектродом, а с противоположной стороны стеклянной подложки, обращенной к нижнему по ходу светового потока МО СЭ, нанесено проводящее покрытие из оксида олова, допированного фтором или индием, служащее для нижнего МО СЭ проводящим электродом, при этом верхний по ходу светового потока МО СЭ сенсибилизирован органическим красителем, поглощающим солнечный свет в диапазоне длин волн 400-650 нм, а нижний по ходу светового потока МО СЭ сенсибилизирован органическим красителем, поглощающим солнечный свет в диапазоне длин волн 650-1000 нм.

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано для утилизации возобновляемых, вторичных тепловых энергоресурсов и тепловой энергии природных источников.

Изобретение относится к области солнечной фотоэнергетики, в частности к устройствам для прямого преобразования солнечной энергии в электрическую с использованием концентраторов солнечного излучения, и может быть использовано в солнечных энергоустановках для работы в условиях как высокой, так и низкой освещенности.

Изобретение относится к области преобразования солнечной энергии в электрическую и тепловую, в первую очередь к конструкции солнечных электростанций с концентраторами.

Изобретение относится к солнечной панели, используемой в хронометре стрелочного типа, таком как наручные часы, или в измерительном устройстве стрелочного типа, таком как счетчик, и к хронометру, включающему в себя солнечную панель.

Изобретение относится к солнечной энергетике, в частности касается концентраторов для солнечных батарей. Концентратор солнечных лучей для солнечной батареи выполнен в форме полуцилиндра с веерным расположением зеркальных отражающих электродов и прозрачных полупроводниковых солнечных батарей.

Изобретение относится к области преобразования солнечной энергии в электрическую и тепловую, к конструкции солнечных электростанций с концентраторами. Солнечная электростанция содержит концентраторы, систему слежения и фотоприемники в фокальной области каждого концентратора, установленные в прозрачной для солнечного излучения оболочке и снабженные устройством для отвода теплоты, прозрачная оболочка содержит гомогенизатор концентрированного солнечного излучения из набора плоских тонких пластин из оптически прозрачного материала, размеры поперечного сечения гомогенизатора соизмеримы с размерами рабочей поверхности фотоприемника, ширина каждой пластины равна расстоянию между токоотводами, произведение толщины пластин на их количество определяет размер гомогенизатора вдоль плоскости р-n переходов диодных структур, длина гомогенизатора в 2-10 раз больше размеров рабочей поверхности фотоприемника, плоскости диодных структур параллельны двум из четырех граней гомогенизатора, а устройство отвода тепла выполнено в виде тонких пластин из теплопроводящего материала, присоединенных к токоподводам каждой секции твердотельной матрицы путем пайки или сварки параллельно плоскости р-n переходов диодных структур, размер секций между пластинами теплообменника составляет 4-20 мм, а суммарная их площадь при естественном охлаждении равна площади миделя концентратора.

Изобретение относится к солнечной энергетике, в частности к конструкции и составу слоев фотоэлектрических преобразователей с несколькими переходами. Задачей заявляемого изобретения является создание фотоэлектрического преобразователя с несколькими р-n-переходами, отличающегося повышенным КПД за счет введения в состав фотопреобразователя близких по параметру решетки с кремнием слоев на основе многокомпонентных полупроводниковых соединений А2В4С52.

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.

Изобретение относится к конструктивным узлам регистрирующей техники, а именно к узлам конструкции фоточувствительных приборов, предназначенных для регистрации инфракрасного излучения, в частности, к криостатам для охлаждаемых многоэлементных фотоприемников.

Изобретение относится к области материаловедения, преимущественно электронного, в частности к солнечной энергетике. .

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

Изобретение относится к фоточувствительным приборам, предназначенным для обнаружения электромагнитного излучения, в частности к охлаждаемым полупроводниковым приемникам инфракрасного излучения.

Изобретение относится к фоточувствительным приборам, предназначенным для обнаружения теплового излучения, в частности к охлаждаемым полупроводниковым приемникам инфракрасного (ИК) излучения.

Изобретение относится к фоточувствительным приборам, предназначенным для обнаружения теплового излучения, в частности, к охлаждаемым полупроводниковым приемникам инфракрасного (ИК) излучения.

Изобретение относится к технологии монтажа микроэлектронных компонентов в модули с встроенными в плату компонентами. Технический результат - упрощение процесса изготовления микроэлектронных узлов, увеличение плотности упаковки компонентов, улучшение массогабаритных характеристик сборочного узла.

Изобретение относится к системам автоматической очистки солнечных панелей. Устройство очистки солнечной панели, содержащее источник питания, соединенный с солнечной панелью, датчики контроля загрязнения и провода, расположенные на поверхности солнечной панели, отличающееся тем, что провода выполнены с возможностью колебания и переплетены друг с другом в виде решетки, установленной на поверхность солнечной панели, при этом в качестве источника питания используют источник переменного тока, а датчики контроля загрязнения выполнены в виде датчиков натяжения проводов, расположенных по всей внешней грани решетки из проводов. Также предложен способ автоматизированной очистки солнечных панелей. Изобретение обеспечивает эффективную очистку поверхности солнечной панели от снега, льда, мусора и других объектов, мешающих преобразованию солнечной энергии. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх