Eng Ru
Отправить письмо

Солнечная фотоэлектрическая станция. Фотоэлектрическая станция


Солнечная фотоэлектрическая станция

 

Использование: в технике прямого фотоэлектрического преобразования солнечного излучения в электроэнергию с инверсией постоянного напряжения солнечных батарей в переменное напряжение, при сооружении мощных солнечных энергетических установок. Сущность изобретения: в фотоэлектрической станции, содержащей последовательно включенные в контур постоянного тока поля солнечных фотоэлектрических модулей и инверторные преобразователи, имеющие трансформаторную связь с сетью переменного тока, включены поочередно поля солнечных фотоэлектрических модулей и инверторные преобразователи , причем номинальные напряжения полей выбираются одинаковыми, а оба полюса каждого поля модулей соединены с землей через резистивные элементы, имеющие одинаковое сопротивление. 2 ил.

Изобретение относится к технике прямого фотоэлектрического преобразования солнечного излучения в электроэнергию с инверсией постоянного напряжения солнечных батарей в переменное напряжение для питания нагрузки и может быть использовано при сооружении мощных солнечных энергетических установок.

Целью изобретения является повышение надежности и экономичности солнечной фотоэлектрической станции путем снижения уровня электрического потенциала относительно земли и устранения возможности возникновения токов короткого замыкания на стороне постоянного тока. На фиг. 1 изображена схема предложенной солнечной фотоэлектрической станции, содержащей четыре поля фотоэлектрических модулей; на фиг. 2 диаграмма распределения электрических потенциалов относительно земли в контуре постоянного тока станции. Станция содержит четыре поля солнечных фотоэлектрических модулей 1 с полюсами П1, П2, П8, инверторы 2, связанные через преобразовательные трансформаторы 3 с электрической системой 4 переменного тока. Оба полюса каждого поля модулей 1 соединены через резистивные элементы 5, имеющие одинаковое сопротивление, с заземляющим элементом 6. При работе станции в контуре постоянного тока, образованном полями фотоэлектрических модулей 1 и инверторами 2, поля включены по полярности поочередно попарно-встречно с инверторами. При одинаковых номинальных напряжениях полей модулей одинаковое возрастание электрического потенциала относительно земли после каждого поля модулей компенсируется одинаковым напряжением встречно включенного этому полю инвертора. Таким образом, в предлагаемой схеме соединения солнечной фотоэлектрической станции электрический потенциал во всем контуре постоянного тока изменяется только на величину номинального напряжения одного поля фотоэлектрических модулей или одного инвертора, и не происходит сложения напряжений при последовательном включении любого количества таких полей и соответственно инверторов. При работе станции соединение полюсов модулей 1, обозначенных на фиг. 1 как П1 и П2, П3 и П4, П5 и П6, П7 и П8, через резистивные элементы 5 с одинаковым сопротивлением с заземляющими элементами 6 позволяет не только фиксировать потенциалы в контуре постоянного тока относительно земли, но кроме того, возможные при эксплуатации станции замыкания на землю в контуре постоянного тока не вызовут в этом контуре токов короткого замыкания. Распределение потенциалов при работе станции, иллюстрируемое потенциальной диаграммой для стороны постоянного тока этой станции на фиг. 2, показывает, что благодаря симметрированию полюсов П1, П2, П8 полей модулей 1 относительно земли с помощью резистивных элементов 5 потенциал относительно земли в любой точке контура постоянного тока не превышает половины величины напряжения Uм одного поля модулей. В качестве примера реализации предложенной схемы может быть представлена солнечная станция мощностью 1 МВт, содержащая четыре поля фотоэлектрических модулей каждое с номинальным напряжением 625 В. Поскольку допустимое сопротивление изоляции Rн относительно земли в установках такого класса напряжения должно быть не менее 500 кОм, то дополнительные резисторы R, обозначенные на фиг. 1 позицией 5, должны иметь величину сопротивления не более 5 кОм для того, чтобы выполнялось соотношение R н. При этом полюса П1, П2, П8 четырех полей модулей 1 и инвертора 2 и подключенное к ним оборудование находятся относительно земли под потенциалом, равным половине величины номинального напряжения одного поля модулей, т.е. под напряжением 312,5 В, что иллюстрируется потенциальной диаграммой на фиг. 2. Мощность резисторов составляет согласно расчетной формуле WR UM2/R 312,52/5
103 19,5 Вт. Соединение обоих полюсов каждого поля фотоэлектрических модулей 1 с заземляющим элементом 6 через введенные резистивные элементы 5 дает дополнительный эффект позволяет создать в середине (электрической) каждого поля модулей нулевой потенциал относительно земли (фиг. 2), что существенно облегчает требования к изоляции полей модулей относительно земли, например к изоляции опорной конструкции полей модулей, которую непосредственно заземлить нельзя из-за возможности появления токов короткого замыкания при возникновении на землю в контуре постоянного тока электростанции. Схема электростанции позволяет каждое поле фотоэлектрических модулей для удобства производства, транспортировки и эксплуатации разделить на две симметричные последовательно соединенные половины, при этом один из пары электрических выводов каждой половины поля модулей находится под нулевым потенциалом относительно земли. При наличии в схеме солнечной электростанции четырех инверторов на вентильных обмотках преобразовательных трансформаторов 3 можно образовать 24-фазную систему ЭДС, что позволит компенсировать возникающие при работе инверторов гармоники сетевого тока кратностью 6К
1 и 12К 1.

Формула изобретения

СОЛНЕЧНАЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ, содержащая последовательно включенные в контур постоянного тока поля солнечных фотоэлектрических модулей и инверторы, имеющие связь с сетью переменного тока, а также заземляющий элемент, связанный с контуром постоянного тока, отличающаяся тем, что поля солнечных фотоэлектрических модулей и инверторы включены поочередно, причем номинальные напряжения полей выбраны одинаковыми, а оба полюса каждого поля модулей соединены с заземляющим элементом через дополнительно введенные резистивные элементы, имеющие одинаковое сопротивление.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

www.findpatent.ru

Мобильная фотоэлектрическая станция | ФГБНУ ФНАЦ ВИМ

 

Мобильная фотоэлектрическая станция

   
 

Мобильная фотоэлектрическая станция (МФС) является автономным источником электропитания.

МФС может быть использована как в полевых условиях, так и для электроснабжения стационарных потребителей.

МФС предназначена для зарядки аккумуляторов, питающих нагрузку. (Контроллеры заряда, обеспечивающие защиту аккумуляторов от перезаряда и глубокого разряда, в комплект поставки не входят).

В некоторых случаях возможно применение МФС без аккумуляторов, например, для питания водоподъемного оборудования (при использовании соответствующего согласующего устройства).

Принцип действия МФС основан на прямом преобразовании солнечного излучения в электричество при помощи солнечных элементов (СЭ) из монокристаллического кремния.

 МФС состоит из 4х модулей солнечных батарей (СБ), сборно-разборной опорной конструкции и кабеля для межмодульной электрической коммутации.

 

Модули СБ представляют собой складную конструкцию, обеспечивающую удобство транспортирования и хранения. Используемые в модулях СЭ защищены от воздействия окружающей среды и механических повреждений с лицевой стороны прозрачной светостойкой пленкой, а с тыльной стороны — жесткой подложкой.

Электрические характеристики модулей рассчитаны на заряд аккумуляторов, питающих нагрузку номинальным напряжением 12В.

Такие модули могут быть использованы в качестве самостоятельных источников электроэнергии.

Опорная конструкция состоит из рамы, в которой с помощью натяжных устройств устанавливаются модули СБ, и двух пар опор, которые позволяют регулировать угол наклона рабочей поверхности МФС к горизонту.

С помощью кабеля возможна коммутация всех модулей параллельно для зарядки аккумуляторов номинальным напряжением 12В или последовательно — параллельно — для напряжения 24 В.

Для обеспечения напряжения 48 В все модули соединяют собственными токовыводами в последовательную цепь.

 

 Технические характеристики.

1. Электрические параметры*

Параметр

Единицы измерения

Исполнение

МФС- 12

МФС-24  

МФС-48

Номинальная мощность

Вт

150-200**

Номинальное напряжение

В

16

32

64

Напряжение разомкнутой цепи

В

20

40

80

* — Электрические параметры указаны для стандартных условий измерений.

** — Диапазон номинальных мощностей указан в зависимости от эффективности использованных СЭ.

 

 

2.            

 Геометрические данные, мм

Максимальная высота МФС

2100

 

Габариты рамы

Габариты модуля

1690x1620x30

 

В рабочем положении

1480x345x4

 

В транспортном положении

360x345x18

3.   

Диапазон изменения углов наклона рабочей поверхности МФС

40° — 75°

4.   

Масса в зависимости от материала опорной конструкции, кг

12-19

5.   

Средняя продолжительность подготовки к работе, мин

30

6.      

МФС работоспособна в условиях умеренно — холодного климата

притемпературе не ниже минус 30 °С.

7.   

Срок службы, лет—

не менее 7.

 

 

viesh.ru

СОЛНЕЧНАЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ

Изобретение относится к устройствам преобразования солнечной энергии в электрическую, в частности к конструкциям солнечных фотоэлектрических станций, размещенных на строительных конструкциях зданий (козырьки или навесы над крыльцом, балконом, террасой и т.д.).

Известна солнечная фотоэлектрическая станция, принятая нами в качестве прототипа, включающая солнечную батарею и опорную конструкцию, закрепленную на стене над входом в 2-этажный индивидуальный жилой дом. Солнечная батарея состоит из отдельных модулей и, по сути, выполняет роль крыши над крыльцом дома.

К недостаткам прототипа следует отнести то, что солнечная батарея установлена на несущей конструкции постоянно под одним углом, что снижает выработку электроэнергии на 20% и более, по сравнению с установкой солнечной батареи каждый раз на новый угол относительно горизонта, хотя бы один раз в месяц.

Технический результат - простота и надежность конструкции для установки солнечной батареи солнечной фотоэлектрической станции, позволяющая регулировать угол наклона солнечной батареи относительно изменяющегося в течение года положения солнца над горизонтом.

Технический результат достигается тем, что солнечная фотоэлектрическая станция состоит из солнечной батареи и опорной конструкции, закрепленной на стене здания, опорная конструкция выполнена из нескольких дугообразных профилей, по крайней мере двух, причем верхние концы профилей соединены между собой горизонтальным профилем и прикреплены к стене, нижние концы профилей выполнены упирающимися в вертикальные опоры, при этом опорная конструкция по всей площади покрыта гибким кровельным материалом, а над каждым профилем на бобышках жестко установлены дугообразные трубы с отверстиями, выполненными с равным шагом, причем дугообразные трубы являются направляющими для передвижного каркаса солнечной батареи, представляющего собой соединенные между собой отдельные прямоугольные каркасы для отдельных солнечных модулей, а коаксиально на каждую дугообразную трубу установлена с небольшим зазором разрезанная вдоль дугообразная труба, являющаяся частью передвижного каркаса, большего сечения и меньшей длины, с отверстиями того же диаметра, что и на внутренней трубе, и тем же шагом, с возможностью перемещения наружной трубы относительно внутренней и фиксацией ее положения относительно горизонтальной плоскости путем жесткого соединения труб через совпавшие отверстия.

Жесткое соединение труб через совпавшие отверстия выполнено болтовым соединением.

Гибкий кровельный материал выполнен поликарбонатом.

На фиг. 1 приведен общий вид индивидуального жилого дома с размещением солнечной батареи на навесе над крыльцом.

Фиг. 2 - вид на дом справа.

Фиг. 3 - вид на навес справа.

Фиг.4 - каркас солнечной батареи в сборе.

Фиг.5 - передвижная часть каркаса солнечной батареи.

Фиг.6 - каркас солнечного модуля.

Фиг.7 - направляющая каркаса солнечной батареи.

Фиг.8 - направляющая солнечной батареи.

Солнечная фотоэлектрическая станция 1 состоит из солнечной батареи 2 и опорной конструкции 3, закрепленной на стене 4 здания 5. Опорная конструкция 3 выполнена из нескольких дугообразных профилей 6, по крайней мере двух. Верхние концы 7 профилей 6 соединены между собой горизонтальным профилем и прикреплены к стене 4, нижние концы 8 профилей 6 выполнены упирающимися в вертикальные опоры 9. Опорная конструкция 3 по всей площади покрыта гибким кровельным материалом 10. Над каждым профилем 6 на бобышках 11 жестко установлены дугообразные трубы 12 с отверстиями 13, выполненными с равным шагом. Дугообразные трубы 12 являются направляющими для передвижного каркаса 14 солнечной батареи 2. Передвижной каркас 14 представляет соединенные между собой отдельные прямоугольные каркасы 15 для отдельных солнечных модулей 16. Коаксиально на каждую дугообразную трубу 12 установлена с небольшим зазором разрезанная вдоль дугообразная труба 17, являющаяся частью передвижного каркаса 14, большего сечения и меньшей длины, с отверстиями 18 того же диаметра, что и на внутренней трубе, и тем же шагом, с возможностью перемещения наружной трубы 17 относительно внутренней 12 и фиксацией ее положения относительно горизонтальной плоскости путем жесткого соединения труб через совпавшие отверстия 13 и 18.

Жесткое соединение труб через совпавшие отверстия выполнено болтовым соединением 19.

Гибкий кровельный материал 10 выполнен поликарбонатом.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В текущем месяце (декаде, дне) определяют оптимальный угол установки солнечной батареи 2 относительно горизонта. Открутив болты 19, перемещают передвижной каркас 14 относительно горизонта, добившись требуемого угла установки солнечной батареи 2 относительно горизонта, ищут ближайшего совпадения отверстий во внутренней трубе 12 и наружной трубе 17, вставляют болт 19 и закручивают гайку. Так крепят передвижной каркас 14 болтами 19 несколько раз с каждой стороны.

В результате использования предлагаемого технического решения увеличивается выработка электрической энергии (до 20%), по сравнению с установкой солнечной батареи постоянно под одним углом.

Предлагаемая солнечная фотоэлектрическая станция может быть легко изготовлена с использованием имеющихся в продаже навесов над крыльцом для усадебных индивидуальных жилых домов (коттеджей, сельских жилых домов), на террасах садовых участков, в парках, городских скверах, например 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 со светодиодами прямо на конструкции навеса для освещения входа в дом в вечернее и ночное время).

Солнечная батарея, исходя из потребности в электроэнергии и площади навеса, например, над крыльцом, может быть выполнена с использованием фотоэлектрических модулей ТСМ-25 мощностью 25 Вт из монокристаллического кремния.

СОЛНЕЧНАЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯСОЛНЕЧНАЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯСОЛНЕЧНАЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯСОЛНЕЧНАЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯСОЛНЕЧНАЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯСОЛНЕЧНАЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯСОЛНЕЧНАЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯСОЛНЕЧНАЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯСОЛНЕЧНАЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ

edrid.ru

СОЛНЕЧНАЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ

Изобретение относится к устройствам преобразования солнечной энергии в электрическую, в частности к конструкциям солнечных фотоэлектрических станций, размещенных на строительных конструкциях зданий (козырьки или навесы над крыльцом, балконом, террасой и т.д.).

Известна солнечная фотоэлектрическая станция, принятая нами в качестве прототипа, включающая солнечную батарею и опорную конструкцию, закрепленную на стене над входом в 2-х этажный индивидуальный жилой дом [1]. Солнечная батарея состоит из отдельных модулей и, по сути, выполняет роль крыши над крыльцом дома.

К недостаткам прототипа следует отнести то, что солнечная батарея установлена на несущей конструкции постоянно под одним углом, что снижает выработку электроэнергии на 20% и более, по сравнению с установкой солнечной батареи каждый раз на новый угол относительно горизонта, хотя бы один раз в месяц.

Технический результат - простота и надежность конструкции для установки солнечной батареи солнечной фотоэлектрической станции, позволяющая регулировать угол наклона солнечной батареи относительно изменяющегося в течение года положения солнца над горизонтом.

Технический результат достигается тем, что солнечная фотоэлектрическая станция состоит из солнечной батареи и опорной конструкции, закрепленной на стене здания, на которой размещена солнечная батарея, опорная конструкция выполнена из нескольких дугообразных труб, по крайней мере двух, с отверстиями одного диаметра, выполненными с равным шагом, причем верхние концы труб соединены между собой горизонтально стержнем и прикреплены к стене, нижние концы труб также соединены между собой горизонтально стержнем, при этом к каждому нижнему концу трубы прикреплены стержни, упирающиеся в стену и соединенные также между собой горизонтальным стержнем, при этом коаксиально на каждую дугообразную трубу установлена с небольшим зазором дугообразная труба большего сечения и меньшей длины, с отверстиями того же диаметра, что и на внутренней трубе, и тем же шагом, с возможностью перемещения наружной трубы относительно внутренней и фиксацией ее положения относительно горизонтальной плоскости путем жесткого соединения труб через совпавшие отверстия, при этом верхние и нижние концы наружных труб соединены горизонтально между собой стержнями, образуя раму для размещения солнечной батареи, к которой в верхней и нижней горизонтальных частях прикреплены гофры, противоположные концы которых соединены со стержнями, закрепленными на стене.

Жесткое соединение труб через совпавшие отверстия выполнено болтовым соединением.

Стержень имеет сечение в виде уголка.

На фиг. 1 приведен общий вид солнечной фотоэлектрической станции.

Солнечная фотоэлектрическая станция состоит из солнечной батареи 1 и опорной конструкции 2, закрепленной на стене здания 3. Опорная конструкция 2 выполнена из нескольких дугообразных труб 4, по крайней мере двух, с отверстиями 5 одного диаметра, выполненными с равным шагом. Верхние концы труб 4 соединены между собой горизонтально стержнем 6, например уголком, и прикреплены к стене 3. Нижние концы труб 4 также соединены между собой горизонтально стержнем 7, например уголком, при этом к каждому нижнему концу трубы 4 прикреплены стержни 8, упирающиеся в стену 3 и соединенные также между собой горизонтальным стержнем 9. Коаксиально на каждую дугообразную трубу 4 установлена с небольшим зазором дугообразная труба 10 большего сечения и меньшей длины, с отверстиями 11 того же диаметра, что и на внутренней трубе 4 и тем же шагом, с возможностью перемещения наружной трубы 10 относительно внутренней 4 и фиксацией ее положения относительно горизонтальной плоскости путем жесткого соединения 12 труб через совпавшие отверстия 5 и 11. Верхние и нижние концы наружных труб 10 соединены горизонтально между собой стержнями 13, например уголками, образуя раму 14 для размещения солнечной батареи 1, к которой в верхней и нижней горизонтальных частях прикреплены гофры 15, противоположные концы которых соединены со стержнями 6 и 7, закрепленными на стене 3.

Жесткое соединение труб через совпавшие отверстия выполнено болтовым соединением 12.

Стержни 6, 7, 9, 13 имеют сечение в виде уголка.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В текущем месяце (декаде, дне) определяют оптимальный угол установки солнечной батареи 1 относительно горизонта. Открутив болты 12, перемещают раму 14 относительно горизонта, добившись требуемого угла установки солнечной батареи относительно горизонта, ищут ближайшего совпадения отверстий во внутренней трубе 4 и наружной трубе 10, вставляют болт и закручивают гайку. Так крепят раму 14 болтами 12 несколько раз с каждой стороны. Гофры 15 перекрывают по-прежнему всю площадь, например крыльца здания (не показано), над которым расположено предлагаемое устройство.

В результате использования предлагаемого технического решения увеличивается выработка электрической энергии (до 20%) по сравнению с установкой солнечной батареи постоянно под одним углом.

Предлагаемая солнечная фотоэлектрическая станция может быть легко изготовлена с использованием имеющихся в продаже навесов над крыльцом для усадебных индивидуальных жилых домов (коттеджей, сельских жилых домов), на террасах садовых участков, в парках, городских скверах, например 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 со светодиодами прямо на конструкции навеса для освещения входа в дом в вечернее и ночное время).

Солнечная батарея, исходя из потребности в электроэнергии и площади навеса, например, над крыльцом, может быть выполнена с использованием фотоэлектрических модулей ТСМ-50 мощностью 50 Вт из монокристаллического кремния.

Источники информации

1. Руководство по проектированию систем теплоснабжения. К 10-ти летию ООО «Виссманн» в Украине. - Киев: ООО «Рекламное агентство «Злато-граф»», 2010. - 195 с. (стр. 53, рис. В1.7-2). (Прототип).

СОЛНЕЧНАЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯСОЛНЕЧНАЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ

edrid.ru

Солнечная фотоэлектрическая станция

Изобретение относится к устройствам преобразования солнечной энергии в электрическую, в частности к конструкциям солнечных фотоэлектрических станций, размещенных на строительных конструкциях зданий (козырьки или навесы над крыльцом, балконом, террасой и т.д.). Солнечная фотоэлектрическая станция состоит из солнечной батареи и закрепленной на стене здания опорной конструкции, выполненной, например, из двух дугообразных труб с отверстиями одного диаметра, выполненными с равным шагом, верхние концы труб соединены горизонтально стержнем и прикреплены к стене, нижние концы труб соединены горизонтально стержнем, к каждому нижнему концу трубы прикреплены стержни, упирающиеся в стену и соединенные между собой горизонтальным стержнем, коаксиально на каждую дугообразную трубу установлена с небольшим зазором дугообразная труба большего сечения и меньшей длины с отверстиями того же диаметра, что и на внутренней трубе, и тем же шагом, с возможностью ее перемещения и фиксации путем жесткого соединения труб через совпавшие отверстия, верхние и нижние концы наружных труб соединены горизонтально между собой стержнями, образуя раму для размещения солнечной батареи, к которой в верхней и нижней горизонтальных частях прикреплены гофры, противоположные концы которых соединены со стержнями, закрепленными на стене. Технический результат - простота и надежность конструкции для установки и регулировки солнечной батареи относительно положения солнца над горизонтом. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам преобразования солнечной энергии в электрическую, в частности к конструкциям солнечных фотоэлектрических станций, размещенных на строительных конструкциях зданий (козырьки или навесы над крыльцом, балконом, террасой и т.д.).

Известна солнечная фотоэлектрическая станция, принятая нами в качестве прототипа, включающая солнечную батарею и опорную конструкцию, закрепленную на стене над входом в 2-х этажный индивидуальный жилой дом [1]. Солнечная батарея состоит из отдельных модулей и, по сути, выполняет роль крыши над крыльцом дома.

К недостаткам прототипа следует отнести то, что солнечная батарея установлена на несущей конструкции постоянно под одним углом, что снижает выработку электроэнергии на 20% и более, по сравнению с установкой солнечной батареи каждый раз на новый угол относительно горизонта, хотя бы один раз в месяц.

Технический результат - простота и надежность конструкции для установки солнечной батареи солнечной фотоэлектрической станции, позволяющая регулировать угол наклона солнечной батареи относительно изменяющегося в течение года положения солнца над горизонтом.

Технический результат достигается тем, что солнечная фотоэлектрическая станция состоит из солнечной батареи и опорной конструкции, закрепленной на стене здания, на которой размещена солнечная батарея, опорная конструкция выполнена из нескольких дугообразных труб, по крайней мере двух, с отверстиями одного диаметра, выполненными с равным шагом, причем верхние концы труб соединены между собой горизонтально стержнем и прикреплены к стене, нижние концы труб также соединены между собой горизонтально стержнем, при этом к каждому нижнему концу трубы прикреплены стержни, упирающиеся в стену и соединенные также между собой горизонтальным стержнем, при этом коаксиально на каждую дугообразную трубу установлена с небольшим зазором дугообразная труба большего сечения и меньшей длины, с отверстиями того же диаметра, что и на внутренней трубе, и тем же шагом, с возможностью перемещения наружной трубы относительно внутренней и фиксацией ее положения относительно горизонтальной плоскости путем жесткого соединения труб через совпавшие отверстия, при этом верхние и нижние концы наружных труб соединены горизонтально между собой стержнями, образуя раму для размещения солнечной батареи, к которой в верхней и нижней горизонтальных частях прикреплены гофры, противоположные концы которых соединены со стержнями, закрепленными на стене.

Жесткое соединение труб через совпавшие отверстия выполнено болтовым соединением.

Стержень имеет сечение в виде уголка.

На фиг. 1 приведен общий вид солнечной фотоэлектрической станции.

Солнечная фотоэлектрическая станция состоит из солнечной батареи 1 и опорной конструкции 2, закрепленной на стене здания 3. Опорная конструкция 2 выполнена из нескольких дугообразных труб 4, по крайней мере двух, с отверстиями 5 одного диаметра, выполненными с равным шагом. Верхние концы труб 4 соединены между собой горизонтально стержнем 6, например уголком, и прикреплены к стене 3. Нижние концы труб 4 также соединены между собой горизонтально стержнем 7, например уголком, при этом к каждому нижнему концу трубы 4 прикреплены стержни 8, упирающиеся в стену 3 и соединенные также между собой горизонтальным стержнем 9. Коаксиально на каждую дугообразную трубу 4 установлена с небольшим зазором дугообразная труба 10 большего сечения и меньшей длины, с отверстиями 11 того же диаметра, что и на внутренней трубе 4 и тем же шагом, с возможностью перемещения наружной трубы 10 относительно внутренней 4 и фиксацией ее положения относительно горизонтальной плоскости путем жесткого соединения 12 труб через совпавшие отверстия 5 и 11. Верхние и нижние концы наружных труб 10 соединены горизонтально между собой стержнями 13, например уголками, образуя раму 14 для размещения солнечной батареи 1, к которой в верхней и нижней горизонтальных частях прикреплены гофры 15, противоположные концы которых соединены со стержнями 6 и 7, закрепленными на стене 3.

Жесткое соединение труб через совпавшие отверстия выполнено болтовым соединением 12.

Стержни 6, 7, 9, 13 имеют сечение в виде уголка.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В текущем месяце (декаде, дне) определяют оптимальный угол установки солнечной батареи 1 относительно горизонта. Открутив болты 12, перемещают раму 14 относительно горизонта, добившись требуемого угла установки солнечной батареи относительно горизонта, ищут ближайшего совпадения отверстий во внутренней трубе 4 и наружной трубе 10, вставляют болт и закручивают гайку. Так крепят раму 14 болтами 12 несколько раз с каждой стороны. Гофры 15 перекрывают по-прежнему всю площадь, например крыльца здания (не показано), над которым расположено предлагаемое устройство.

В результате использования предлагаемого технического решения увеличивается выработка электрической энергии (до 20%) по сравнению с установкой солнечной батареи постоянно под одним углом.

Предлагаемая солнечная фотоэлектрическая станция может быть легко изготовлена с использованием имеющихся в продаже навесов над крыльцом для усадебных индивидуальных жилых домов (коттеджей, сельских жилых домов), на террасах садовых участков, в парках, городских скверах, например 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 со светодиодами прямо на конструкции навеса для освещения входа в дом в вечернее и ночное время).

Солнечная батарея, исходя из потребности в электроэнергии и площади навеса, например, над крыльцом, может быть выполнена с использованием фотоэлектрических модулей ТСМ-50 мощностью 50 Вт из монокристаллического кремния.

Источники информации

1. Руководство по проектированию систем теплоснабжения. К 10-ти летию ООО «Виссманн» в Украине. - Киев: ООО «Рекламное агентство «Злато-граф»», 2010. - 195 с. (стр. 53, рис. В1.7-2). (Прототип).

1. Солнечная фотоэлектрическая станция, состоящая из солнечной батареи и опорной конструкции, закрепленной на стене здания, на которой размещена солнечная батарея, отличающаяся тем, что опорная конструкция выполнена из нескольких дугообразных труб, по крайней мере двух, с отверстиями одного диаметра, выполненными с равным шагом, причем верхние концы труб соединены между собой горизонтально стержнем и прикреплены к стене, нижние концы труб также соединены между собой горизонтально стержнем, при этом к каждому нижнему концу трубы прикреплены стержни, упирающиеся в стену и соединенные также между собой горизонтальным стержнем, при этом коаксиально на каждую дугообразную трубу установлена с небольшим зазором дугообразная труба большего сечения и меньшей длины, с отверстиями того же диаметра, что и на внутренней трубе, и тем же шагом, с возможностью перемещения наружной трубы относительно внутренней и фиксацией ее положения относительно горизонтальной плоскости путем жесткого соединения труб через совпавшие отверстия, при этом верхние и нижние концы наружных труб соединены горизонтально между собой стержнями, образуя раму для размещения солнечной батареи, к которой в верхней и нижней горизонтальных частях прикреплены гофры, противоположные концы которых соединены со стержнями, закрепленными на стене.

2. Солнечная фотоэлектрическая станция по п. 1, отличающаяся тем, что жесткое соединение труб через совпавшие отверстия выполнено болтовым соединением.

3. Солнечная фотоэлектрическая станция по п. 1, отличающаяся тем, что стержень имеет сечение в виде уголка.

www.findpatent.ru

Солнечная фотоэлектрическая станция

Изобретение относится к устройствам преобразования солнечной энергии в электрическую, в частности к конструкциям солнечных фотоэлектрических станций, размещенных на строительных конструкциях зданий (козырьки или навесы над крыльцом, балконом, террасой и т.д.). Солнечная фотоэлектрическая станция выполнена из нескольких дугообразных труб, по крайней мере, двух. Верхние концы труб соединены между собой горизонтально стержнем и прикреплены к стене. Нижние концы труб также соединены между собой горизонтально стержнем, при этом к каждому нижнему концу трубы прикреплены стержни, упирающиеся в стену и соединенные также между собой горизонтальным стержнем, на трубы установлены рельсы из с-профиля, на каждую рельсу установлено по два колеса, соединенных между собой вертикальными и горизонтальными стержнями, образуя раму для установки на нее солнечной батареи, к горизонтальным стержням прикреплена тяговая цепь, проходящая через блоки, установленные на стержнях опорной конструкции, и регулирующая движение солнечной батареи звездочка, под направляющими трубами установлена кровля из поликарбоната. Технический результат - простота конструкции для установки солнечной батареи солнечной фотоэлектрической станции, при этом конструкция позволяет регулировать угол наклона солнечной батареи относительно горизонта в течение года. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам преобразования солнечной энергии в электрическую, в частности к конструкциям солнечных фотоэлектрических станций, размещенных на строительных конструкциях зданий (козырьки (навесы) над крыльцом, балконом, террасой и т.д.).

Известна солнечная фотоэлектрическая станция, принятая нами в качестве прототипа, включающая солнечную батарею и опорную конструкцию, закрепленную на стене над входом в 2-этажный индивидуальный жилой дом [1]. Солнечная батарея состоит из отдельных модулей, по сути выполняющих роль крыши над крыльцом дома.

К недостаткам прототипа следует отнести то, что солнечная батарея установлена на несущей конструкции постоянно под одним углом, что снижает выработку электроэнергии на 20% и более, по сравнению с установкой солнечной батареи каждый раз на новый угол относительно горизонта, хотя бы один раз в месяц.

Технический результат - простота конструкции для установки солнечной батареи солнечной фотоэлектрической станции, позволяющая регулировать угол наклона солнечной батареи относительно положения солнца над горизонтом в течении года.

Технический результат достигается тем, что солнечная фотоэлектрическая станция состоит из солнечной батареи и опорной конструкции, закрепленной на стене здания, на которой размещена солнечная батарея, опорная конструкция выполнена из нескольких дугообразных труб, по крайней мере, двух, с установленными на них рельсами, причем верхние концы труб соединены между собой горизонтально стержнем и прикреплены к стене, нижние концы труб также соединены между собой горизонтально стержнем, при этом к каждому нижнему концу рейки прикреплены стержни, упирающиеся в стену и соединенные также между собой горизонтальным стержнем, при этом на каждую рельсу установлено по два соединенных между собой стержнями колеса, образуя раму для размещения солнечной батареи, к которой в верхней и нижней частях прикреплена тяговая цепь, проходящая через блоки, установленные на стержнях опорной конструкции, и регулирующая движение солнечной батареи звездочка, под направляющими трубами установлена кровля из поликарбоната.

Стержень имеет сечение в виде уголка.

На фиг. 1 приведен общий вид солнечной фотоэлектрической станции.

Солнечная фотоэлектрическая станция состоит из солнечной батареи 1 и опорной конструкции 2, закрепленной на стене здания 3. Опорная конструкция выполнена из нескольких дугообразных труб 4, по крайней мере, двух. Верхние концы труб 4 соединены между собой горизонтально стержнем 5 и прикреплены к стене 3. Нижние концы труб 4 также соединены между собой горизонтально стержнем 6, при этом к каждому нижнему концу трубы 4 прикреплены стержни 7, упирающиеся в стену 3 и соединенные также между собой горизонтальным стержнем 8, на трубы 4 установлены рельсы 9 из с-профиля, на каждую рельсу установлено по два колеса 10, соединенных между собой вертикальными стержнями 11 и горизонтальными стержнями 12, образуя раму для установки на нее солнечной батареи 1, к горизонтальным стержням 12 прикреплена тяговая цепь 13, проходящая через блоки 14 и 15, установленные на стержнях 6 и 5, и регулирующая движение солнечной батареи звездочка 16, закрепленные на стене 3, под направляющими трубами 4 установлена кровля из поликарбоната 17.

Стержни 5, 6, 7, 8, 11, 12 имеют сечение в виде уголка.

Угол наклона солнечной батареи 1 относительно горизонта регулируется тяговой цепью 13 и звездочкой 16, образуя замкнутую систему.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В текущем месяце (декаде, дне) определяют оптимальный угол установки солнечной батареи 1 относительно горизонта. Вращая звездочку 16, приводят в движение тяговую цепь 13, перемещая по рельсам 9 солнечную батарею 1 относительно горизонта. Добившись требуемого угла установки солнечной батареи 1 относительно горизонта, прекращают вращать звездочку 16.

В результате использования предлагаемого технического решения увеличивается выработка электрической энергии (до 20%) по сравнению с установкой солнечной батареи постоянно под одним углом.

Предлагаемая солнечная фотоэлектрическая станция может быть легко изготовлена с использованием имеющихся в продаже навесов над крыльцом для усадебных индивидуальных жилых домов (коттеджей, сельских жилых домов), на террасах садовых участков, в парках, городских скверах, например 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 со светодиодами прямо на конструкции навеса для освещения входа в дом в вечернее и ночное время).

Солнечная батарея, исходя из потребности в электроэнергии и площади навеса, например, над крыльцом, может быть выполнена с использованием фотоэлектрических модулей ТСМ-50 мощностью 50 Вт из монокристаллического кремния.

1. Солнечная фотоэлектрическая станция, состоящая из солнечной батареи и опорной конструкции, закрепленной на стене здания, на которой размещена солнечная батарея, отличающаяся тем, что опорная конструкция выполнена из нескольких дугообразных труб, по крайней мере двух, верхние концы труб соединены между собой горизонтально стержнем и прикреплены к стене, нижние концы труб также соединены между собой горизонтально стержнем, при этом к каждому нижнему концу трубы прикреплены стержни, упирающиеся в стену и соединенные также между собой горизонтальным стержнем, на трубы установлены рельсы из с-профиля, на каждую рельсу установлено по два колеса, соединенных между собой вертикальными и горизонтальными стержнями, образуя раму для установки на нее солнечной батареи, к горизонтальным стержням прикреплена тяговая цепь, проходящая через блоки, установленные на стержнях опорной конструкции, и регулирующая движение солнечной батареи звездочка, под направляющими трубами установлена кровля из поликарбоната.

2. Солнечная фотоэлектрическая станция по п. 1, отличающаяся тем, что стержень имеет сечение в виде уголка.

3. Солнечная фотоэлектрическая станция по п. 1, отличающаяся тем, что угол наклона солнечной батареи относительно солнца регулируется тяговой цепью и звездочкой, образуя замкнутую систему.

www.findpatent.ru

В Аризоне заработала в полную силу самая большая в мире фотоэлектрическая станция

Электростанция Aqua Caliente, расположенная в округе Юма в штате Аризона в апреле этого года вышла на проектную мощность в 290 мегаватт. В год она производит порядка 650 гигаватт-часов электроэнергии. Строительство станции обошлось в 1,8 миллиарда долларов. Площадь, занимаемая станцией — 971 гектар. Электричества, которое она вырабатывает, хватит, чтобы обеспечить потребности средних размеров города. В основе станции — тонкоплёночные фотоэлементы на основе теллурида кадмия. Aqua Caliente сегодня является самой большой в мире достроенной фотоэлектрической станцией. Её превосходит только строящаяся в Калифорнии Topaz Solar Farm — уже сейчас её мощность достигла 300 мегаватт, а её проектная мощность — 550 мегаватт. Кроме неё, сравнимую мощность имеет недавно достроенная солнечная электростанция в Айванпе (Калифорния), однако она работает по другому принципу — сотни тысяч зеркал концентрируют солнечный свет на центральной башне, нагревая расположенный в ней коллектор, а электричество вырабатывается генераторами так же как и на любой другой тепловой электростанции.

Солнечные электростанции начали активно строить в США в начале этого десятилетия — ещё четыре года назад крупнейшая солнечная электростанция имела мощность всего в 20 мегаватт. На юге США жаркий засушливый климат и вдоволь свободного места — идеальные условия для солнечной энергетики. Мощность Aqua Caliente примерно в 10 раз меньше, чем у типичных крупных атомных и тепловых электростанций, которые обычно выдают по несколько гигаватт. Крупнейшая в мире японская АЭС Касивадзаки-Карива имела мощность в 8,2 гигаватт (станция была остановлена после Фукусимы).

Однако наиболее мощные электростанции на планете — это гидроэлектростанции. Крупнейшая из них — китайская ГЭС «Три ущелья» на реке Янцзы выдаёт 22,5 гигаватта. Её плотина высотой 185 метров имеет длину 2309 метров. Площадь водохранилища — 1045 км2. При заполнении водохранилища было переселено 1,3 миллиона человек — рекордное количество за всю историю гидроэнергетики.

Солнечные электростанции — самый быстрорастущий сегмент энергетики сегодня. Ежегодно количество установленных солнечных генерирующих мощностей увеличивается на 50%. КПД современных фотоэлементов приближается к 20%.

habr.com


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта