Способ автоматизированной очистки солнечных панелей

Авторы патента:

H02S40/12 - Производство, преобразование и распределение электрической энергии

Владельцы патента RU 2679771:

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

Изобретение относится к области электроэнергетики, энергосбережения и может быть использовано для очистки солнечных панелей от снега и льда в зимнее время. Технический результат: повышение эффективности работы солнечных панелей и увеличение их кпд, а также возможность постоянного использования энергии солнца вне зависимости от погодных условий. Согласно способу автоматизированной очистки солнечных панелей на параллельно расположенные провода над поверхностью солнечной панели в первоначальный момент времени подают электрический ток. Сначала в течение первых трех секунд подают электрический ток, в три раза превышающий ток резонанса, а затем уменьшают его до значения электрического тока, создающего силу Ампера, способную привести провода к резонансу, с помощью которого обеспечивают стряхивание снега с поверхности солнечной панели. 1 ил.

Изобретение относится к области электроэнергетики, энергосбережения и может быть использовано для очистки солнечных панелей от снега и льда в зимнее время.

Известен способ очистки солнечных панелей [патент ЕР №2048455 А2 F24J 2/461, 15.04.2009], реализуемый благодаря продольному рельсу, который устанавливается на солнечную батарею, приводному устройству, которое обеспечивает движение рельса, чистящим щеткам расположенным перпендикулярно относительно рельса. Кроме того, на панели установлен электрический пульт управления и датчик дождя. При наличии дождя срабатывает датчик дождя и передает сигнал на пульт управления, который в свою очередь запускает привод, который задействует продольный рельс с щетками и очищает поверхность панели.

Недостатками данного способа является зависимость от погодных условий и невозможность использования в зимнее время. Также недостатком данного способа является наличие рельса, который передвигается вдоль солнечной панели и частично мешает преобразованию энергии.

Известен способ автоматизированной очистки солнечных панелей [заявка US №20100043851 F24J 2/461, 25.02.2010], реализуется с помощью линии подачи жидкости, оснащенной форсунками. Через форсунки распыляется чистящая жидкость под давлением и очищает поверхность панелей. Кроме того, система включает в себя, насос - нагнетатель давления и механизм управления процессом очистки.

Недостатками данного способа является 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.

Известен способ очистки солнечных панелей [заявка WO №2010107491 F24J 2/461, 23.09.2010], основанный на нагревании образовавшегося снежного покрова на поверхности солнечной панели. Достигается это благодаря установке поверх фотоэлектрической панели, прозрачной панели с множеством встроенных нитей нагрева. Нити нагрева соединены с источником питания и при обнаружении снега или льда происходит нагрев прозрачной панели и таяние осадков.

Недостатками данного способа является наличие дополнительной конструкции, препятствующей полному преобразованию энергии.

Известен способ очистки солнечных панелей [заявка US №20140041713 H02S 40/12, 13.02.2014], реализуемый с помощью дополнительной установки стеклянного покрытия поверх солнечной панели, который содержит датчики температуры и осадков. При возникновении осадков на поверхности панели датчики передают информацию на контроллер, который запускает вибрацию стеклянной панели. Также есть возможность теплового нагрева поверхности стеклянной панели, которая также может растопить образовавшийся снежный покров и лед.

Недостатками данного способа очистки является наличие дополнительного стеклянного покрытия, которое не обеспечивает полное преобразование энергии. Также недостатком данного способа является ненадежность и недолговечность конструкции, так как панель со временем может разрушиться от вибраций и нагрева.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки зимней солнечной панели [заявка WO №2014022914 F24J 2/461, 13.02.2014], реализуемый с помощью 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 активируются 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 - увеличение коэффициента полезного действия солнечной панели благодаря возможности своевременной автоматизированной очистки без значительного усложнения конструкции и удорожания всего устройства.

Техническим результатом является повышение эффективности работы солнечных панелей и увеличение их КПД, а также возможность постоянного использования энергии солнца вне зависимости от погодных условий.

Указанный результат достигается тем, что на параллельно расположенные провода над поверхностью солнечной панели в первоначальный момент времени подают электрический ток, согласно изобретению сначала в течение первых трех секунд подают электрический ток, в три раза превышающий ток резонанса, а затем уменьшают его до значения тока, создающего силу Ампера, способную привести провода к резонансу, с помощью которого обеспечивают стряхивание снега с поверхности солнечной панели.

Существо изобретения поясняется чертежом, на котором изображена конструкция солнечной панели, с расположенными на ней проводами. Пример конкретной реализации способа.

Для реализации способа предложено устройство, содержащее солнечную панель 1, с установленными на ней проводами 2, контроллер 3, осуществляющий контроль подачи импульсов тока, 4 датчики натяжения проводов, которые позволяют контролировать налипание снега на поверхности панели, 5 аккумуляторный блок, отвечающий за накопление выработанной энергии, инвертор 6, преобразующий постоянный ток в переменный.

Устройство работает следующим образом. Для очистки солнечной панели компании Hevel (микроаморфный модуль площадью 1,43 м², номинальной мощностью 125 Вт) на нее монтируют параллельно расположенные провода 2, расстояние между проводами составляет 5 см. При возникновении снежного покрова на поверхности солнечной панели датчики натяжения проводов 4 фиксируют нагрузку на провода и активируют систему очистки. Подают импульс постоянного тока в 1000 А, в 3 раза превышающий ток резонанса, благодаря резкому увеличению тока происходит колебание проводов в течение трех секунд, а затем по мере уменьшения тока происходит соударение проводов друг о друга, тем самым возникает явление резонанса. Это способствует стряхиванию снега с поверхности солнечной панели и наиболее эффективному режиму работы солнечной панели в зимнее время.

Итак, заявляемое изобретение позволяет эффективно работать солнечным панелям в зимнее время, благодаря своевременной, быстродействующей и автоматизированной очистки солнечных панелей.

Заявляемый способ автоматизированной очистки солнечных панелей позволит повысить эффективность работы и увеличить КПД, при малых затратах на оборудование, обслуживание и высокий потенциал работы в любых погодных условиях.

Способ автоматизированной очистки солнечных панелей, по которому на параллельно расположенные провода над поверхностью солнечной панели в первоначальный момент времени подают электрический ток, отличающийся тем, что сначала в течение первых трех секунд подают электрический ток, в три раза превышающий ток резонанса, а затем уменьшают его до значения электрического тока, создающего силу Ампера, способную привести провода к резонансу, с помощью которого обеспечивают стряхивание снега с поверхности солнечной панели.

Изобретение относится к области солнечной энергетики и касается слоистого модуля на фотоэлектрических элементах с отводом теплоты для гибридного солнечного коллектора на фотоэлектрических элементах с отводом теплоты.

Оптоволоконное осветительное устройство с оптическим способом слежения неподвижного концентратора за солнцем // 2676819

Солнечное оптоволоконное осветительное устройство содержит концентратор, оптоволоконный жгут, рассеивающую линзу. Концентратор выполнен неподвижным с оптическим способом наведения светового потока на вход оптоволоконного жгута и содержит цилиндрическую сужающую линзу Френеля на внутренней поверхности прозрачного куполообразного корпуса, в фокусе которой расположен второй прозрачный купол с цилиндрической расширяющей линзой Френеля, на третьем внутреннем прозрачном куполе имеются несимметричные цилиндрические полосковые линзы Френеля, плоскость фокусировки которых перпендикулярна плоскости фокусировки двух предыдущих линз.

Система преобразования энергии и способ преобразования энергии // 2676676

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для преобразования энергии постоянного тока в энергию переменного тока. Техническим результатом является повышение качества преобразования энергии.

Комбинированная гелиоколлекторная установка // 2675640

Изобретение относится к солнечной энергетике и может быть использовано для снабжения потребителей электроэнергией и горячей водой. Комбинированная гелиоколлекторная установка содержит корпус с крышкой, прозрачное покрытие, теплоизолирующий слой, защитный кожух.

Панель для монтажа модулей солнечных батарей // 2674451

Изобретение относится к панели для монтажа модуля солнечной батареи. Технический результат заключается в облегчении монтажа модуля солнечной батареи и обеспечении высокой эффективности генерирования энергии солнечной батареей.

Преобразователь солнечной энергии // 2673035

Изобретение относится к возобновляемой энергетике, в частности, может быть применено в солнечной энергетике для придания дополнительных функций устройствам, преобразующим солнечное излучение в тепловую или электрическую энергию.

Способ изготовления фотопреобразователя со встроенным диодом на германиевой подложке // 2672760

Изобретение относится к области конструкции и технологии изготовления оптоэлектронных приборов, а именно к способам изготовления фотопреобразователей на германиевой подложке.

Способ энергетического обеспечения летательного аппарата при помощи солнечных батарей, использующих рассеянный и отраженный от подстилающей поверхности свет, и летательный аппарат, реализующий данный способ // 2672310

Группа изобретений относится к области воздухоплавательной техники. Способ энергетического обеспечения летательного аппарата основан на использовании солнечных батарей, использующих рассеянный и отраженный от подстилающей поверхности свет для летательного аппарата тяжелее или легче воздуха, предназначенного для движения в тропосфере и/или стратосфере при помощи двигателей, приводимых в действие электрической энергией, включающий винтомоторные и турбореактивные двигатели.

Многофункциональная солнечная энергетическая система // 2671254

Изобретение относится к области экологически чистой энергии и, в частности, к многофункциональной солнечной энергетической системе, в которой используется солнечная энергия.

Неподвижный каскадный линзовый концентратор солнечного излучения с оптическим способом наведения // 2670360

Неподвижный каскадный линзовый концентратор солнечного излучения с оптическим способом наведения светового потока содержит три плоские радиальные линзы Френеля.

Устройство электрического соединения фотогальванической установки // 2680375

Изобретение относится к наружной обшивочной панели здания, содержащей верхний поперечный край, содержащий верхнюю зону перекрывания, предназначенную для перекрывания смежной панелью, нижний поперечный край, содержащий нижнюю зону перекрывания, предназначенную для перекрывания смежной панели, центральную часть, закрываемую по меньшей мере одним фотогальваническим модулем, проем, который находится в верхней зоне перекрывания и в котором установлена электрическая соединительная коробка. Технический результат - облегчение сборки панелей и соединения проводами фотогальванических модулей. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 11 ил.