Eng Ru
Отправить письмо

Система поворота солнечной батареи большой мощности. Солнечные панели механизм поворота


Солнечный трекер | Radiofishka

В наше время солнечные элементы и солнечные батареи часто используются как источники питания. Но солнечные панели производят гораздо больше энергии, если они направлены прямо на солнце все время, чем тогда, когда они находятся в фиксированном положении. Для этого нужен солнечный трекер - поворотный механизм, который меняет положение солнечной батареи в соответствии с положением солнца.

Этот материал является свободным переводом страницы Майка Дэвиса (Mike Davis) об изготовлении солнечного трекера своими руками. Майк Дэвис рассказывает.

Изготовить солнечный трекер своими руками можно. Вы тоже можете это сделать.

солнечный_трекер

Вот мои солнечные батареи на солнечном трекере, для изготовления которого я использовал старый антенный ротатор, купленный мной за 15 $.

коробка_ротатора

Вот коробка из-под антенного ротатора. Коробка потертая, но ротатор внутри был еще новый и завернутый в оригинальный пластик. Это старое изделие на основе технологий 1960-х годов. Человек купил блок новым, но никогда не использовал его. Он был в коробке в гараже в течение многих десятилетий, пока хозяин наконец решил избавиться от него и отдал в комиссионный магазин.

В основном я просто выбросил почти всю электронику блока, сохранил только то, что имело отношение к приводу двигателя, и присоединил свою систему управления. Подробнее об этом будет речь ниже.

Прежде всего нужно было придумать способ крепления приводного двигателя и солнечной батареи. Я решил сделать систему слежения, которая была бы простой, недорогой, и легко разбиралась для транспортировки. Это было сделано в основном из деревянных брусков 2x4 и стандартных фитингов, скрепленных болтами.

Конструкция солнечного трекера

 

основа_трекера

Это устройство было разработано, чтобы быть портативным: легко разбираться и легко снова собираться с помощью нескольких инструментов. Ядро блока состоит всего из пяти основных частей: северная боковина, южная, вращающийся узел, и две скобки, чтобы держать все вместе.

Перед использованием в естественных условиях базовый блок трекера будет выровненным по оси восток-запад и оси север-юг (с помощью компаса).

северная_сторона_трекера

Вот фото северной боковой стороны трекера солнечных батарей. Она имеет 48 дюймов в ширину у основания и 43 1/2 дюйма в высоту. Имейте в виду, что эти размеры правильны для использования на 34,6 градуса северной широты. Если вы значительно дальше на север или на юг, то вам нужно изменить размеры этой части. Подробнее об этом ниже. Боковина изготовлена ​​из брусков 2x4, нарезанных и склеенных. Обратите внимание, что есть две маленькие ножки внизу. Они помогают выровнять устройство при его установке. Промежуток между вертикальными брусками 2x4 равен толщине бруска (около 1 1/2 дюйма).

южная_сторона_трекера

Вот фото южной стороны трекера солнечных батарей. Эта сторона имеет 24 дюйма в ширину и 13 1/2 дюйма в высоту. Она также сделана из брусков 2x4, приклеенных и прикрученных. Эта часть также имеет маленькие ножки, чтобы помочь в выравнивании всего блока при установке. Эта часть, вероятно, является более или менее универсальной и будет работать на разных широтах. Опять же, зазор между вертикальными брусками 2x4 равный толщине бруска 2x4 (примерно 1 1/2 дюйма).

горизонтальная_скоба

Горизонтальная скоба 2х4, которая соединяет нижнюю часть северной боковины солнечного трекера с нижней частью южной боковины, составляет 48 дюймов в длину. Оно вписывается между стойками и крепится болтами через них. Это также нужно будет рассчитывать на вашей конкретной широте, так как расстояние между северной и южной опорами изменится при изменении угла оси север-юг.

Раскос (кусок 1x4) было добавлен, чтобы взять большую часть нагрузки от вращающегося узла (установлен на болты, удерживающие вращающийся узел на месте).

поворотный_узел_трекера

Вот сердце трекера солнечных батарей. Это приводной двигатель и вращающийся узел. Антенна двигателя и связанные с ним монтажные конструкции находятся слева. Однодюймовая стальная труба 4 фута длиной приводится в движение ротатором и будет нести солнечные батареи. Подшипники и крепления конструкции находятся на правом торце. Подробности ниже.

двигатель_крупный_план

Показан двигатель крупным планом. Этот антенный ротатор предназначен быть закрепленным на неподвижной мачте и вращать более короткую мачту с антенной, прикрепленной к ней. Так что я создал псевдо фиксированную мачту, чтобы прикрепить его. Короткий кусок трубы в 1 дюйм вверху (под проводом) служит точкой крепления для ротатора. Короткий отрезок трубы крепится фланцем, который, в свою очередь, прикреплен болтами к 3 1/2 х 3 1/2 дюйма квадратного куска дерева, приклеенного прикрученного шурупами к куску бруска 2х4 в 12 дюймов длиной. Этот брусок 2х4 проходит между стойками северной боковины и удерживается на месте болтами.

подшипник_крупний_план

Вот крупным планом показан подшипник на нижнем конце трубы длиной 4 фута, которая несет солнечные батареи. Переход сделан с помощью фланцев.

горизонтальная_скоба

В первый раз, когда я собрал прибор, я зажал все части большими зажимами. Как только я получил правильный угол оси, зажимы были затянуты. Тогда я просверлил отверстия для длинных болтов, чтобы соединить все части вместе.

Я должен поговорить немного о том, как я определил угол оси (вращения трекера) север-юг. Устройство должно быть выставленным по широте местности, где будет эксплуатироваться. Я не делал его регулируемым. Это будет правильный угол весной и осенью, когда я обычно нахожусь на моей собственности. Это будет немного слишком высоко летом, и немного низко зимой. Тем не менее, солнечные батареи будут давать значительно больше энергии, чем тогда, когда они фиксированные.

Угол оси вращения относительно земли устанавливается в соответствии широте места, где будет использоваться солнечный трекер. Подумайте об этом таким образом. Если он был использован на экваторе, где широта 0, угол относительно земли будет 0, так что ось будет горизонтальной. При использовании на одном из полюсов, 90 или -90 градусов широты, угол относительно земли будет вертикальным. Из этого следует, что правильный угол всегда соответствует широте места, где трекер будет эксплуатироваться. Мой участок земли имеет около 34,6 градуса северной широты, так что этот угол я использовал.

Итак, ваш угол, может отличаться, но и размеры вашей базовой конструкции также будут отличаться. Размеры основания зависят от используемого угла. И высота вашей северной и южной сторон, и расстояние между южной и северной боковинами должны быть рассчитаны.

Регулируемые версии конструкции могут быть легко созданы, они позволят выставлять ниже угол летом и более высокий угол в зимний период. Однако пока я оставлю это в качестве упражнения для читателя, меня пока устраивает то, что есть.

ротатора_головка_встановлена

Вот еще одна фотография установленной головки ротатора.

крепление_низ

Эта фотография показывает, как нижний конец подшипника приводной трубы вписывается в южную боковину и удерживается болтами. Другой конец прикреплен к северной боковине. Нижний конец диагональной скобки также виден.

крепление_низ_крупный_план

Вот крупным планом показано, как подшипник крепится с помощью фитингов.

В принципе, соединение просто хорошо смазано, а не затянуто до упора. Это позволяет ему служить достаточно хорошим подшипником, как показано на видео ниже. Чтобы соединение не затягивалось либо не заедалось при вращении, два хомута и Z-образный кусок металла используются для фиксации частей по отношению друг к другу. На этой фотографии вы можете просто увидеть Z-образный кусок металла под и между двумя хомутами.

Ниже приводится ссылка на короткое видео, показывающее, как соединение труб может быть использован в качестве опоры. Хомуты и г-образный кусок металла еще не установлены.

Видео соединения труб.

солнечная_батарея_рамка

Эта фотография показывает одну из алюминиевых рам, которые на трекере держат солнечные батареи. Она сделана из алюминиевого уголка, содержит 100W панель, и имеет 47 1/8 на 21 1/2 дюйма внутренних размеров. В основном, это немного больше, чем внешние размеры панели солнечных батарей. Панель фиксируется на месте с помощью винтов, которые проходят через рамки в стороны панели.

Можно увидеть надрезы в рамке для монтажа на трубу трекера.

угол_рамки

Эта фотография показывает, как рама соединена по углам (сварка углов также возможна).

надрезы

Вот крупным планом надрезы в раме для монтажа на трубу трекера. Выемки такой же глубины, что и хомуты, используемые для монтажа.

рамка_крепление

Вот крупным планом показано, как хомуты используются для крепления рамы на трубу трекера. Хомут действительно довольно плотно крепит раму на трубу. Я был удивлен тем, как хорошо он работал.

трекер_одна_батарея

Во время первого тестирования в помещении я установил продольно только одну солнечную батарею на всю приводную трубу (в конечном варианте должен был установить две батареи). Если у вас есть или нужна только одна батарея, это способ установить ее.

трекер_две_рамки

Эта фотография показывает две алюминиевые рамы, зажатые на приводной трубе.

трекер_две_батареи

Эта фотография показывает две солнечные батареи на трекере. Винты удерживают батареи на месте, так что ветер не может сдуть их из рам.

Верхняя панель является коммерческой, этот 100 Вт блок я купил, потому что получил действительно очень большую скидку на него. Нижняя панель является одной из моих самодельных 60-ваттных солнечных панелей. Перейдите по ссылке, чтобы увидеть, как я делаю их.

160 Вт могут показаться не слишком мощными, но мои потребности в электроэнергии минимальны. Трекер и мой самодельный ветрогенератор дополняют друг друга, мои батареи сохраняют заряд и у меня есть достаточно электроэнергии.

труба_противовеса

Эта фотография показывает трубу противовеса. Это кусок дюймовой стальной трубы 30 дюймов длиной. Она ввинчивается в уголок на верхнем конце блока двигателя. Одна труба - больший противовес, чем нужно для одной панели. Для двух панелей я добавил стальной T-образный фитинг на конце трубы. Антенный ротатор был разработан, чтобы двигаться сбалансировано относительно вертикальной мачты. Противовесом уменьшается величина крутящего момента, который двигатель должен предоставлять для перемещения панелей, подвешенных почти горизонтально относительно мачты. Ваши панели, вероятно, имеют разный вес, и требуется различное расположение противовеса. Поэкспериментируйте с различными длинами труб и/или дополнительных фитингов, чтобы получить баланс ближе к идеалу, насколько это возможно, и предотвратить перегрузку двигателя или передач.

Вот видео рабочего варианта солнечного трекера с подробным объяснением.

Для продолжения щелкните на кнопке с цифрой 2

Блок управления солнечного трекера

 

схема_ротатора

Вот оригинал принципиальной схемы антенного ротатора. Все абсолютно электромеханическое. Очень старая школа, почти примитивно. С другой стороны, он по-прежнему работает после десятилетий хранения. Одной из особенностей этого старого блока является то, что двигатель, вращающий головки, работает на 24 В переменного тока. Это сделало проектировании новой системы управления для него сложным. Я искал способы для изменения или автоматизации оригинального блока управления, но не мог придумать, как заставить ее работать. Поэтому я отказался от намерения использовать прежнее управление, разобрал его на части, и началось проектирование нового.

Я не смог повторно использовать многие из этих частей. Фактически головка ротатора используется. Но от блока управления я сохранил только трансформатор с 120V до 24V (# 110), и мотор конденсатор (# 107).

схема_контроллера_электроники

Вот схема контроллера электроники, которую я придумал после нескольких испытаний. Полноразмерная схема здесь. Схема основана на MBED, платформе быстрого прототипирования. Модуль MBED может быть запрограммирован на C с помощью онлайн IDE. MBED является достаточно мощным, есть множество возможностей IO. Это действительно слишком для этого проекта, но я был знаком с MBEDs, поскольку использовал их в проектах на работе. Вы можете легко заменить его на Arduino, Raspberry Pi, или другое, чтобы сделать то же самое.

Сердцем схемы является MBED. Он считывает значение напряжения (с помощью двух своих аналоговых входов) из двух небольших солнечных батарей, установленных под прямым углом друг к другу. Двигатель ротатора антенны перемещается так, что поддерживает напряжение от двух солнечных батарей почти равным, держа их направленными на солнце.

На двигатель подают энергию путем закрытия реле и включения инвертора переменного тока. Направление вращения двигателя регулируется другим реле. Я использовал 40 А автомобильные реле, потому что они дешевы, доступны везде, и у меня уже было несколько на руках. Реле возбуждается силовыми транзисторами TIP120 Дарлингтона управляемыми выходными линиями от MBED. Две кнопки были добавлены для ручного перемещения двигателя при тестировании и для устранения неисправностей. Нажатие PB1 перемещает двигатель на запад. Нажатие PB1 и PB2 вместе перемещает двигатель на восток.

Два конечные выключатели соединены с входными линиями MBED. Движение начинается только в заданном направлении, если конечный выключатель замкнут. Движение останавливается через прерывания, если конечные выключатели открыты.

Регулятор LM7809 с + 9В обеспечивает стабильное питание для MBED от источника 12В. MBED основано на логике 3,3, и имеет регулятор на борту и выходные линии на 3,3, для согласования использованы резисторы.

Список деталей блока управления солнечного трекера

C1 - 0,33 мкФ

С2 - 0,1 мкФ

C3 - NPО (взял из оригинальной коробки управления)

D1-D2 - 1N4001 или аналогичные диоды

ECell-WCell - тонкопленочные медь-индий-селенид (CIS) солнечные элементы

F1 - 2A инерционный предохранитель

IC1 - LM7809 + 9В регулятор напряжения

IC2 - NXP LPC1768 MBED

K1-K2 - 40A SPDT Bosch Automotive тип реле

LS1-LS2 - быстродействующий контакт NC коммутатор (см. ниже)

PB1-PB2 - быстродействующий контакт NO кнопки

Q1-Q2 - TIP120 NPN силовой транзистор Дарлингтона

R1-R6 - 1к 1/8 Вт резисторы

R7-R8 - 10K Trimpots

T1 - 120VAC к 24VAC 2A понижающий трансформатор

Инвертор AC - 200-250 Вт 12В постоянного тока до 120В переменного тока инвертор

Код (программное обеспечение) для этого проекта можно найти на http://mbed.org/users/omegageek64/code/suntracker/. Это достаточно простая программа. Как я уже сказал выше, MBED является чрезмерным для этого проекта. Однако его неиспользованный потенциал мог бы позволить добавляться новые функции в будущем (можно добавить вторую моторизованную ось, можно было бы добавить контроль заряда и температурную компенсацию).

корпус_блока_электроники

Электроника блока управления расположена в старом ящике от боеприпасов, который я приобрел в комиссионном за $ 5 Это идеальный корпус, крепкий, защищенный от непогоды и просторный. В нем есть два 40 Amp автомобильных реле, инвертор, 120В / 24В понижающий трансформатор, макет, содержащий логику повода, держатель предохранителя и клеммные колодки для проводки.

Эта фотография была сделана на самом раннем этапе проекта солнечного трекера с ранней версией электроники на нем. Небольшой инвертор 100W, показанный на фото, был позже заменен более надежным. Маленький инвертор работал, но я считал, что это было слабое место. Поэтому я купил большой на 250W. Двигатель после этого перемещается быстрее и плавнее, не слышны странные звуки, словно от умирающего животного.

корпус блока электроники 2

Здесь я начал монтаж электроники внутри ящика для патронов. Реле, трансформатор, клеммная колодка и одна из полос клемм были установлены.

Хотя, похоже, электроника солнечного трекера является последней вещью, о которой нужно говорить на этой веб-странице, она на самом деле была одной из первых вещей, над которыми я начал работать после приобретения антенного ротатора. Электроника прошла несколько различных версий, прежде чем я остановился на окончательном варианте.

корпус блока электроники 3

Вот вид внутри коробки из-под патронов со всеми установленными компонентами электроники. Белый макет со всей логикой в ​​правом верхнем углу. Длинный черный прямоугольник является инвертором. Макет и инвертор удерживаются на месте липучкой промышленной прочности.

Приглядевшись, вы увидите, что кабель USB подключен к модулю MBED на плате и идет к моему нетбуку, едва заметному в верхней части фото. Эта фотография была сделана во время программирования/ тестирования/наладки приводной электроники.

макет платы контроллера

Вот крупным планом плата с «мозгами» системы на ней. MBED компьютерный модуль находится справа. Слева от MBED есть два trimpots для регулирования сигналов от сенсорной головки. Ниже них силовые транзисторы для управления реле. Далее слева есть ручные кнопки коррекции (нажимаются для перемещения трекера вручную). В крайнем левом углу есть регулятор напряжения 9В .

Макет временный. Впоследствии я сделаю правильный печатную плату и установить ее.

элементы датчика трекера

Головка датчика состоит из двух небольших тонкопленочных Copper Indium di Selenide (CIS) солнечных элементов того же типа, который я использовал в моей самодельной складной 15-ваттной солнечной батарее. У меня осталось неиспользованными несколько таких элементов.

датчик

Два небольшие солнечные элементы установлены под углом 90 градусов по отношению друг к другу. Идея заключалась в том, что, когда один элемент или другой будут получать больше солнца, солнечный трекер будет двигаться, пока освещенность не выровняется.

сенсорная головка солнечного трекера

Здесь показан вид законченной сенсорной головки солнечного трекера. Она установлена ​​на короткий кусок алюминиевой трубки, которая, в свою очередь, будет установлена ​​на приводе трубы слежения. Я показал некоторые размеры для тех, кто всегда просит меня, чтобы включить их. Головка датчика крепится хомутом.

головка датчика трекера

Вот вид головки датчика, прикрепленного к солнечному трекеру. Она устанавливается на трубу, выходящую из верхней части поворотного устройства.

выключатели

Два конечные выключатели установлены на алюминиевый уголок, прикрепленный к приводной трубе хомутом таким же образом, как и солнечные панели.

переключатели подсоединены

Лопатки переключателей контактируют с управляющими длинными винтами, выступающими из деревянной несущей конструкции приводного двигателя. Конечные выключатели останавливают движение электродвигателя с обоих (восточного и западного) концов хода. Переключатели нормально закрыты, и открываются, когда граница перемещения будет достигнута.

Для продолжения щелкните на кнопке с цифрой 3

Тестирование, настройка и доработка солнечного трекера

 

тестирование с нетбуком

Эта фотография была сделана во время сеанса отладки в моей мастерской в ​​последние выходные перед отъездом в Аризону. Мой нетбук подключен к MBED блока управления. Батарея большая, глубокого цикла, обеспечивает питание электроники и блок трекера (нет в кадре).

тестирование трекера

Еще одна фотография тестирования и отладки блока управления. Датчик работал хорошо в помещении моей мастерской.

После этого, уже в Аризоне, была обнаружена проблема. Гораздо более сильный естественный солнечный свет питал солнечные элементы датчика, даже если они были под достаточно острым углом к ​​солнцу. Это привело к тому, что трекер не следил за солнцем с нужной точностью.

головка датчика настройка

Решение проблемы было найдено путем установки панели затемнения перед солнечными элементами и использованием черной изоленты для покрытия части солнечных элементов.

Это первый вариант панели затемнения, кусок металла вырезали из алюминиевой банки безалкогольного напитка, единственного тонкого листового металла, который был у меня на руках в то время.

крепление из алюминия

Прототип панели затемнения работал так хорошо, что постоянная панель затемнения из 1/32 листа алюминия, купленного в хозяйственном магазине, была сделана на следующий день. Была сделана шире, чтобы она давала более широкую тень и я мог отказаться от изоленты на солнечных элементах.

датчик, затемнение

Панель затемнения солнечного трекера установлена ​​на двух винтах, которые позволяют ей поворачиваться на восток и запад. Это нужно для тонкой настройки точности наведения трекера. С этой панелью трекер действительно начал работать хорошо.

На фото вы видите, как в тени большая часть восточного элемента. Когда различие в выходе тока между элементами превысит определенный предел, трекер начнет двигаться.

финальный вариант крепления рамки

Вот фото финальной версии крепления затемнения с размерами.

калибровка трекера

Панель затемнения прекрасно работает. Вот это фото сделано поздно днем, и солнечный трекер преодолел почти весь свой путь до заката. Устройство работает очень хорошо. Я не мог быть более довольным.

Калибровка трекера достаточно проста. В ясный день подключите портативный компьютер к модулю MBED в трекере, откройте приложение, чтобы увидеть информацию по MBED. Отрегулируйте панель затемнения, чтобы она находилась по центру. Вручную позиционирует трекер, чтобы он был направлен на Солнце, затем выключите инвертор, чтобы трекер не двигался самостоятельно. Отрегулируйте trimpots, пока показатели востока и запада не будут примерно равны Получите их как можно более близкими. Делайте довольно быстро, потому что солнце движется. Вы можете всегда вручную повторно центрировать трекер на солнце и попробовать еще раз. После того, как вы отрегулируете, включите инвертор и посмотрите, насколько хорошо трекер отслеживает движение солнца.

Поскольку Солнце движется медленно, калибровка может занять некоторое время. Возможно, вам придется ждать час или два, или даже большую часть дня для внесения корректировки.

трекер в пасмурный день

Здесь трекер направлен немного восточнее центра в пасмурный день. Даже через тонкие облака трекер работает хорошо. Трекер перестает отслеживать солнце, когда облака густые и яркость неба, как правило, достаточно равномерная.

Эта фотография сделана во временя тестирования в Аризоне. Мой самодельный контроллер заряда и инвертор для питания 120В переменного тока подсоединены с помощью оранжевого удлинителя. Впоследствии батарея и электроника будут в защищенном корпусе, под землей будут провода для 120В переменного тока и 12В постоянного тока, дистанционный переключатель мощности для инвертора и вольтметр батареи будут установлены в салоне. Это есть в плане.

На моем участке земли в Аризоне ветрено. В любой день мы можем видеть порывы до 35 миль в час. Еще хуже, если начинается буря. Эта фотография показывает деревянные колья на четырех углах базы солнечного трекера, чтобы удерживать его на месте. После того, как я решу, где на постоянно разместить трекер, я, вероятно, буду использовать стальные колышки, чтобы удерживать его на месте (они не будут гнить в земле).

Вот видео, показывающее солнечный трекер в работе.

головка датчика защищена

UPDATE - Мне кажется, я нашел дешевый и легкий способ сделать всепогодной головку датчика. Я разрезал бутылку 2 литра пополам и положил ее на головку датчика. Пришлось сделать несколько прорезей в нижней части бутылки, чтобы она скользила вокруг квадратной трубы в нижней части головы. Я могу отрегулировать положение панели затемнения (при необходимости) через крышку отверстия.

солнечный трекер 2

UPDATE - Я сделал некоторые изменения в солнечном трекере. Во-первых, как вы можете видеть на этой фотографии, он был окрашен, чтобы защитить древесину от погоды. Он также в настоящее время установлен на кирпич, чтобы предохранить его от контакта с влажной землей.

стальные колышки

Деревянные колья были заменены длинными стальными кольями, вбитыми глубоко в землю. Длинные винты идут через отверстия и надежно закрепляют трекер.

крепление батареи

Было добавлено крепление, чтобы стабилизировать батареи и не допустить их хлопанья при сильном ветре.

крепление трубы

Горизонтальная полоса поддержки была укреплена сваркой муфты 1/2 дюйма стальной трубы к главной однодюймовой несущей трубе. Два 24-дюймовые длинные куски 1/2 дюйма трубы затем образовали горизонтальную балку.

новые герметические выключатели

UPDATE - Старые конечные выключатели были заменены на новые герметичные для защиты от пыли и влаги.

защита головки датчика 1

UPDATE - Я сделал новую, защищенную от непогоды головку датчика для системы солнечного трекера. Теперь головка установлена ​​в прозрачную пластиковую банку.

защита головки датчика 2

Панель затемнения в настоящее время находится на внешней стороне контейнера для простоты тонкой настройки отслеживания и крепится на месте простым хомутом. После того, как новая головка датчика будет установлена ​​на системе слежения, силиконовый герметик по всему краю крышки банки защитит ее от влаги.

защита головки датчика 3

Вот вид головки датчика с удаленной банкой. Оригинальная головка имела два солнечных элемента, установленные под углом 90 градусов друг к другу. Такая конструкция не будет помещаться в этой банке, поэтому я установил элементы под более острым углом 60 градусов.

защита головки датчика 4

Эта фотография показывает нижнюю сторону головки датчика. Она также показывает, как монтажная опора навинчивается на крышку банки. Монтажная опора будет зажата на главном вале слежения с помощью хомута.

Оригинальный текст Майка Дэвиса можно прочитать на англоязычном сайте www.mdpub.com.

radiofishka.in.ua

Система поворота солнечной батареи

Система поворота солнечной батареи содержит корпус, полый вал с фланцем для стыковки солнечной батареи, привод для ее вращения, силовое и телеметрическое токосъемные устройства. Выходной вал функционально разделен на силовой фланец и вал с силовым токосъемным устройством. Телеметрическое токосъемное устройство установлено на своем валу и связано с выходным валом. Фланец выходного вала установлен в корпусе системы поворота солнечной батареи на опорном подшипнике с предварительным натягом или его поджатием через опорный подшипник к корпусу системы поворота солнечной батареи пружинами. Повышается надежность и снижаютса массы и габариты устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при проектировании системы поворота солнечной батареи (СПСБ).

Настоящее изобретение предназначено для вращения солнечной батареи (СБ) и передачи электроэнергий с солнечной батарей на космический аппарат.

Известна система поворота солнечной батарей (СПБС), патент US №4076191, состоящая из корпуса, вала с двумя фланцами для стыковки двух крыльев солнечной батарей, привода, токосъемных устройств. Силовые, передающие электрическую энергию, и телеметрические, передающие команды и телеметрическую информацию, токосъемные устройства расположены на валу, при этом привод поворачивает оба крыла СБ. Данное изобретение взято в качестве прототипа.

Недостатком этого устройства является наличие одного нерезервированного привода и, как следствие, пониженная живучесть аппарата. Вторым недостатком является массивная конструкция вала, обусловленная выполнением требования по необходимой изгибной жесткости вала. Кроме того, большой диаметр вала приводит к повышенному трению и износу токосъемных устройств.

Технической задачей изобретения является повышение надежности системы, снижение массы конструкции и повышение функциональных возможностей.

Поставленная задача достигается тем, что у СПБС, имеющего корпус, привод и вал, выходной вал устройства выполняется полым с силовым фланцем на конце. При этом силовое токосъемное устройство расположено на выходном валу снаружи, а телеметрическое установлено на своем валу. Телеметрическое токосъемное устройство соединено с выходным валом СПБС. Фланец выходного вала установлен на опорный подшипник с плоскими кольцами или поджат к корпусу пружинами. Участок выходного вала с установленным силовым токосъемным устройством исключен из жесткостной схемы конструкции и имеет размеры, оптимальные для обеспечения минимальной массы и необходимого ресурса токосъемного устройства.

Суть изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид заявленного устройства с разрезом.

Система поворота солнечной батареи состоит из корпуса 1, привода 2, выходного вала 3, установленного на опорном подшипнике 4, силового токосъемного устройства 6, расположенного на выходном валу 3, и телеметрического токосъемного устройства 7, установленного на своем валу. Телеметрическое токосъемное устройство 7 может быть установлено во внутренней полости выходного вала 3 или снаружи и с ним связано. Повышенная жесткость конструкций достигается постоянным поджатием вала 3 к корпусу 1 за счет предварительного натяга опорного подшипника или поджатия тарельчатыми пружинами 8. Повышенная точность положения оси вращения выходного вала 3 достигается опорным подшипником с плоскими опорными кольцами 9. Зубчатое колесо 10 установлено на валу 5 привода 2. Зубчатое колесо 11 установлено на выходном валу 3.

При работе СПСБ привод 2 передает вращение на выходной вал 3. Вращение от привода на выходной вал 3 передается зубчатой передачей с зубчатыми колесами 10, 11.

Токосъемные устройства 6 и 7 передают электрическую энергию, команды и сигналы с вращающейся солнечной батареи на космический аппарат как при вращении, так и в остановленном состоянии. Постоянное поджатие выходного вала 3 к корпусу 1 через опорный подшипник 4 обеспечивается тарельчатыми пружинами 8 как при вращении, так и при остановке выходного вала.

Повышенная живучесть космического аппарата обеспечивается применением по одной СПСБ на каждое крыло СБ. Даже при отказе СПСБ одного крыла аппарат будет получать электрическую энергию с другого крыла и обеспечивать работу главных потребителей.

Снижение веса конструкции обеспечивается тем, что выходной вал 3 функционально разделен на силовой фланец до опорного подшипника 4 и вал силового токосъемного устройства. Силовой фланец может располагаться как внутри корпуса СПСБ, так и снаружи, как показано на фиг 1. Вал имеет меньшие габариты, меньшую массу и увеличенную изгибную жесткость за счет замыкания силовой схемы конструкции с фланца выходного вала непосредственно на корпус через опорный подшипник.

Усилие поджатия опорного подшипника (или предварительный натяг опорного четырехточечного подшипника) выбрано из следующего условия нераскрытия стыка при эксплуатационных нагрузках:

P>2·K·M/D, где

Р - усилие поджатия опорного подшипника, Н·м;

K - коэффициент запаса по внешним нагрузкам;

M - приведенный изгибающий момент при работе в штатном режиме, Н;

D - рабочий диаметр опорного подшипника (по шарикам), м.

Уменьшение массы токосъемных устройств и повышение их ресурса работы достигается за счет того, что участок вала с установленным силовым токосъемным устройством исключен из жесткостной схемы конструкции и имеет размеры, оптимальные для токосъемного устройства. Телеметрическое токосъемное устройство капсульного типа установлено на своем валу, например, внутри выходного вала или стыкуется снаружи и имеет минимальную массу. Повышенный ресурс токосъемных устройств достигается возможностью реализации их с минимальным диаметром скользящих колец и, соответственно, пониженным трением.

Меньшие потери на трение токосъемных устройств позволяют уменьшить мощность привода, что приводит к снижению массы приводной части СПСБ.

В настоящее время на предприятии выпущена конструкторская документация на СПСБ заявленной конструкции и проведена наземная экспериментальная отработка системы. Испытания показали существенное уменьшение массы системы, увеличение ресурса работы, повышение жесткостных характеристик и надежности системы.

1. Система поворота солнечной батареи, имеющая корпус, полый вал с фланцем для стыковки солнечной батареи, привод для ее вращения, силовое и телеметрическое токосъемные устройства, отличающаяся тем, что выходной вал функционально разделен на силовой фланец и вал с силовым токосъемным устройством, а телеметрическое токосъемное устройство установлено на своем валу и связано с выходным валом, при этом фланец выходного вала установлен в корпусе системы поворота солнечной батареи на опорном подшипнике с предварительным натягом или его поджатием через опорный подшипник к корпусу системы поворота солнечной батареи пружинами.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что усилие предварительного натяга или поджатия опорного подшипника выбрано из следующего условия нераскрытия стыка при эксплуатационных нагрузках:P>2·K·M/D,где Р - усилие предварительного натяга или поджатия опорного подшипника, Н·м;K - коэффициент запаса по внешним нагрузкам;М - приведенный изгибающий момент при работе в штатном режиме, Н;D - рабочий диаметр опорного подшипника (по шарикам), м.

www.findpatent.ru

Трекер для солнечной панели. Анекдот.

Данная конструкция позволяет отслеживать путь солнца на небосводе и тем самым поднять производительность солнечных панелей на 30-50%:

Вид размещенной солнечной батареи на трекере по соседству с солнечными панелями, закрепленными стационарно

Вид размещенной солнечной батареи на трекере по соседству с солнечными панелями, закрепленными стационарно

Солнечная панель крепится к раме, которая в свою очередь к двум ободам от велосипедных колес. Колеса установлены в стационарной большой раме и приводятся в действие с помощью линейного привода на 12 Вольт. Датчик одной из модели LED  фирмы Badrol. Датчик улавливает отклонение от максимального потока солнечного света и выдает сигнал на привод, который разворачивает панель на кротчайшее расстояние относительно солнца. В передней части механизма есть две регулируемые по высоте ноги, с помощью которых можно выставлять наклон оси вращения относительно солнца в полдень в зависимости от широты места и календарного месяца:

Квадратами выделены слева направо: линейный привод, стационарные солнечные панели, солнечная панель под углом, механизм регулировки наклона оси вращения солнечной панели.

Квадратами выделены слева направо: линейный привод, стационарные солнечные панели, солнечная панель под углом, механизм регулировки наклона оси вращения солнечной панели.

Использованные материалы и устройства

Для монтажа данной конструкции были использованы отструганные деревянные рейки сечением 2х4 см и 2х6 см; два колеса от старого велосипеда, уголок из нержавеющей стали с пробитыми отверстиями, линейный привод на 12 Вольт, фотодатчик, шайбы, гайки, болты, винты, провода.

Порядок монтажа

Основание сбито из четырех брусков сечением 2х4 см, на которые под углом 45 градусов прикручена при помощи шурупов угловая станина. Её верхний угол составляет 90 градусов:

Вид сбоку на смонтированное основание трекера

Вид сбоку на смонтированное основание трекера

Для монтажа колеса крепятся два бруса:

Вид на закрепленые брусы для монтажа колеса

Вид на закрепленные брусы для монтажа колеса

От уголка из нержавеющей стали при помощи ножевки отрезаны два уголка длиной порядка 12-15 см для крепления осей колес. Уголки закреплены на саморезы с шайбами:

Вид на крепление оси колеса через отверстия в уголке

Вид на крепление оси колеса через отверстия в уголке

Таким образом закреплены оба колеса, главное, чтобы совпали оси на одной линии. Для крепления к колесам был использован брус 6х2 см; U-образные шпильки с резьбой, по центру брус крепится болтовым соединением сквозь обод колеса и по бокам стягивается шпильками с одновременной проверкой свободы хода при вращении:

Монтаж основания рамки солнечной панели на обода колес

Монтаж основания рамки солнечной панели на обода колес

Для крепления солнечной панели использованы бруски сечением 4х2 см и обрезки металлического уголка по центру и углам для надежной фиксации:

 

Монтаж солнечной панели на вращающуюся раму

Монтаж солнечной панели на вращающуюся раму

Линейный привод имеет достаточную мощность, чтобы перемещать сразу несколько таких солнечных панелей. Монтаж его необходимо делать таким образом, чтобы при минимальной величине хода штока панель была сориентирована на восток а при максимальной на запад, то есть обеспечивалось слежение за солнцем в течение всего дня:

Монтаж линейного привода на трекер солнечной панели

Монтаж линейного привода на трекер солнечной панели

Так как на каждый момент времени заранее известно положение солнца на небосводе, то следящую систему можно сделать на основе часового механизма, либо настроить ее по факту, делая замеры в течении всего светлого времени дня. Схем слежения на основе датчиков LED достаточно много в интернете. В данном случае он был просто помещен в стеклянную банку и закреплен на стойку:

Монтаж датчика на стойку

Монтаж датчика на стойку

Основная идея данной конструкции в том, что отсутствует поворотное устройство основания трекера, что намного упрощает механизм и удешевляет всю конструкцию. Кроме того такой трекер значительно крепче и устойчивее к колебаниям от напора ветра и при желании дает возможность смонтировать следящую систему на наклонных поверхностях крыш:

Вид на всю конструкцию в сборе

Вид на всю конструкцию в сборе

Это можно все сделать своими руками.

Анекдот про трекер

Трекер просто повелся на её Траекторию, чтобы втихаря от Солнечной панели иметь возможность пошустрить под утомленным Солнцем.

С уважением, Владимир.

 

 

 

domhitrosti.ru

Система поворота солнечной батареи большой мощности

Изобретение относится к системам поворота солнечной батареи (СПСБ) космического аппарата (КА). Изобретение предназначено для размещения элементов СПСБ для вращения солнечной батареи большой мощности и передачи электроэнергии с солнечной батареи на КА. Система поворота солнечной батареи большой мощности содержит вал привода с фланцем для стыковки солнечной батареи, привод для ее вращения, силовое и телеметрическое токосъемные устройства. Силовое токосъемное устройство разделено на силовое токосъемное устройство с положительными электрическими цепями и силовое токосъемное устройство с отрицательными электрическими цепями. Токосъемные устройства установлены на своих валах, связаны с валом привода и замкнуты на корпус СПСБ через демпфирующий элемент. Вал привода установлен в корпус привода системы поворота солнечной батареи на опорном подшипнике с предварительным натягом. Техническим результатом изобретения является обеспечение повышенной передаваемой мощности с солнечной батареи на КА, повышение надежности системы электропитания КА и снижение массы конструкции. 1 ил.

 

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при проектировании системы поворота солнечной батареи (СПСБ) космического аппарата.

Настоящее изобретение предназначено для размещения элементов СПСБ для вращения солнечной батареи большой мощности и передачи электроэнергии с солнечной батареи на космический аппарат.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является система поворота солнечной батареи патент RU 2466069, которая содержит корпус, полый вал с фланцем для стыковки солнечной батареи, привод для ее вращения, силовое и телеметрическое токосъемные устройства. Выходной вал установлен в корпусе привода поворота солнечной батареи на опорном подшипнике с предварительным натягом или его поджатием через опорный подшипник к корпусу системы поворота солнечной батареи пружинами. Данное изобретение взято в качестве прототипа.

Недостатком этой системы является наличие одного силового токосъемного устройства, в котором рядом расположены положительные и отрицательные электрические цепи, и, как следствие, снижается надежность СПСБ из-за увеличения вероятности возникновения короткого замыкания между электрическими цепями. Вторым недостатком является массивная конструкция вала, обусловленная увеличением количества транзитных силовых цепей для обеспечения большей передаваемой мощности и выполнения требования по необходимой изгибной жесткости вала.

Задачей изобретения является изменение компоновки СПСБ для обеспечения увеличения передаваемой электрической мощности с солнечной батареи на космический аппарат, снижение массы конструкции и повышение функциональных возможностей.

Поставленная задача достигается тем, что система поворота солнечной батареи большой мощности содержит вал привода с фланцем для стыковки солнечной батареи, привод для ее вращения, силовое и телеметрическое токосъемные устройства. При этом силовое токосъемное устройство разделено на силовое токосъемное устройство с положительными электрическими цепями и силовое токосъемное устройство с отрицательными электрическими цепями, установленные на своих валах, связанные с валом привода и замкнутые на корпус СПСБ через демпфирующий элемент, при этом вал привода установлен в корпус привода системы поворота солнечной батареи на опорном подшипнике с предварительным натягом.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является обеспечение повышенной передаваемой мощности с солнечной батареи на космический аппарат, повышение надежности системы электропитания космического аппарата, снижение массы конструкции и необходимого ресурса токосъемных устройств.

Суть изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид заявленного устройства в разрезе.

Система поворота солнечной батареи состоит из привода 1, вала привода 2, установленного на опорном подшипнике 3, силовых токосъемных устройств 6 и 7, телеметрического токосъемного устройства 8, расположенных на валу привода 2 и замыкаются на корпус СПСБ через демпфирующий элемент 10. Повышенная жесткость конструкций достигается постоянным поджатием вала привода 2 к корпусу привода 1 за счет предварительного натяга опорного подшипника 3. Повышенная точность положения оси вращения вала привода 2 достигается опорным подшипником 3. Зубчатое колесо 4 установлено на валу 9 привода 1. Зубчатое колесо 5 установлено на валу привода 2.

Работает СПСБ следующим образом. Привод 1 передает вращение на вал привода 2, вращение от привода 1 на вал привода 2 передается зубчатой передачей с зубчатыми колесами 4, 5.

Токосъемные устройства 6, 7 и 8 передают электрическую энергию, команды и сигналы с вращающейся солнечной батареи на космический аппарат как при вращении, так и в остановленном состоянии. Постоянное поджатие вала привода 2 к корпусу привода 1 обеспечивается предварительным натягом в опорном подшипнике 2 как при вращении, так и при остановке выходного вала.

Система поворота солнечной батареи большой мощности, которая содержит вал привода с фланцем для стыковки солнечной батареи, привод для ее вращения, силовое и телеметрическое токосъемные устройства, отличающаяся тем, что силовое токосъемное устройство разделено на силовое токосъемное устройство с положительными электрическими цепями и силовое токосъемное устройство с отрицательными электрическими цепями, установленные на своих валах, связанные с валом привода и замкнутые на корпус системы поворота солнечной батареи через демпфирующий элемент, при этом вал привода установлен в корпус привода системы поворота солнечной батареи на опорном подшипнике с предварительным натягом.

www.findpatent.ru

Способ и устройство для вращения панелей солнечных батарей

Изобретение относится к области использования солнечной энергии и может быть применено в устройствах солнечных батарей и предназначено для теплоснабжения домов, коттеджей, предприятий, зданий сельскохозяйственного и другого назначения. Способ для вращения панелей солнечных батарей включает поступление воды из резервуара в рабочую емкость, давящую на устройство с ограничителями, которое регулирует равномерное понижение емкости, при этом барабан вращается и разворачивает панели солнечных батарей вокруг своей оси. Устройство для вращения панелей солнечных батарей содержит резервуар с водой со стоком, рабочую емкость, установленную на устройстве с ограничителями, которая связана при помощи троса с барабаном и панелями солнечных батарей. Изобретение должно обеспечить улучшение теплофикационных свойств, снижение энергетических затрат, экономичность и простоту изготовления. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области использования солнечной энергии и может быть применено в устройствах солнечных батарей и предназначено для теплоснабжения домов, коттеджей, предприятий, зданий сельскохозяйственного и другого назначения.

Это перспективное направление новых технологических решений и приоритетное направление развития науки и техники РФ.

Известен способ ориентации солнечной батареи на искусственных спутниках Земли (ИСЗ) (Патент №2350522 от 27.03.2009 г.). Способ ориентации солнечной батареи ИСЗ, выполненной в виде панелей и снабженной приводом вращения, включает совмещение нормали освещенной рабочей поверхности панелей с плоскостью, образуемой осью вращения панелей и направлением на Солнце, при этом рассчитывают угол между направлением на Солнце и нормалью, так чтобы увеличить выходную мощность солнечной батареи при установленном угле.

Известен также способ размещения панелей солнечных батарей (Патент №2285209 от 16.10.2006). Способ размещения панелей солнечных батарей состоит из установки панелей таким образом, что ряды размещают параллельно друг другу, а плоскостями перпендикулярно с максимально большим углом так, чтобы тень от предыдущего ряда панелей при оптимальной высоте солнца не накрывала следующего ряда, а технологический интервал устанавливают в зависимости от длины и высоты панели с учетом роста обслуживающего персонала.

Недостатком вышеуказанных аналогов является высокая энергозатратность для разворота панелей солнечных батарей.

При проведении поиска заявитель не обнаружил источники, содержащие информацию, относящуюся к изобретению, раскрытую в предлагаемой заявке, с помощью которых возможно осуществление изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в каждом из пунктов формулы изобретения.

Также отсутствуют сведения о том, что упомянутые способ и устройство для вращения панелей солнечных батарей были описаны в источнике, ставшем общедоступным до даты приоритета изобретения.

Задачей изобретения является улучшение теплофикационных свойств, отсутствие энергетических затрат, экономичность и простота изготовления.

Технический результат состоит в расширении функциональных свойств панелей солнечных батарей.

Сущность изобретения состоит в том, что способ для вращения панелей солнечных батарей включает поступление воды из резервуара в рабочую емкость, которая давит на устройство с ограничителями, регулирующее равномерное понижение емкости, при этом барабан вращается и разворачивает панели солнечных батарей вокруг своей оси, а устройство для вращения панелей солнечных батарей содержит резервуар с водой со стоком, рабочую емкость, установленную на устройстве с ограничителями, которая связана при помощи троса с барабаном и панелями солнечных батарей.

Сущность изобретения поясняется схемой устройства для разворота солнечных панелей.

Чертеж содержит:

резервуар с водой - 1,

сток - 2,

рабочая емкость - 3,

устройство с ограничителями - 4,

трос - 5,

барабан вращения - 6,

панели солнечных батарей - 7,

стойки для панелей - 8.

Способ осуществляется следующим образом: из резервуара (1) вода поступает по стоку (2) в рабочую емкость (3). По мере поступления воды рабочая емкость давит на устройство с ограничителями (4), постепенно опускаясь на низшую точку, при этом с помощью троса (5) вращающийся барабан (6) разворачивает солнечные панели (7) вокруг своей оси (8).

Устройство с ограничителями представляет собой столбовые опоры в виде «4-угольного стакана», куда помещается рабочая емкость. Ограничители установлены по бокам опоры с 2-х сторон с возможностью отклонения в момент давления рабочей емкости, при этом понижение емкости зависит от объема воды. При весе рабочей емкости 100 кг срабатывают первые ограничители, с увеличением веса происходит понижение емкости. Например, в качестве ограничителя используют горизонтальный двутавровый швеллер, установленный шарнирно по отношению к вертикальному двутавровому швеллеру, являющемуся опорой. При давлении рабочей емкости ограничители отклоняются и рабочая емкость опускается все ниже в зависимости от объема воды.

При опускании рабочей емкости трос натягивается, барабан совершает вращение, при этом барабан служит для регулирования вращения катушек со стойкой, что в свою очередь вызывает вращение панелей.

Устройство для вращения панелей состоит из стояка, к которому неподвижно прикреплены катушки, один конец стояка установлен с возможностью вращения на бетонном основании, на другом конце стояка прикреплена панель.

Каждая ступень устройства с ограничителями рассчитана так, чтобы рабочая емкость с водой равномерно опускалась в течение светового дня, что позволит разворачивать панели солнечной батареи по направлению к источнику света - солнцу. Вечером обслуживающий персонал освобождает рабочую емкость, поднимает воду в резервуар, чтобы утром опять запустить систему и повторить цикл.

Таким образом, панели солнечных батарей накапливают энергию весь световой отрезок времени.

Установление устройства для вращения панелей солнечных батарей не требует больших энергетических затрат, является экономически выгодным, легко осуществимым и доступным.

1. Способ для вращения панелей солнечных батарей, включающий поступление воды из резервуара в рабочую емкость, давящую на устройство с ограничителями, которое регулирует равномерное понижение емкости, при этом барабан вращается и разворачивает панели солнечных батарей вокруг своей оси.

2. Устройство для вращения панелей солнечных батарей, содержащее резервуар с водой со стоком, рабочую емкость, установленную на устройстве с ограничителями, которая связана при помощи троса с барабаном и панелями солнечных батарей.

www.findpatent.ru

Система поворота двукрылых солнечных батарей

Изобретение относится к механизмам ориентации (поворота) солнечных батарей (СБ). Система поворота СБ содержит корпус (1) с крышками (2), выходной вал, выполненный в виде двух частей (3) и (4) с фланцами (5) и (6) для стыковки с крыльями СБ, и центральный привод (7). Безлюфтовые зубчатые передачи (8), (9) связывают через вал привода (7) части (3) и (4) выходного вала между собой. Данные передачи исключают люфт и повышают жесткость на кручение выходного вала. Для исключения люфта в подшипниках (10), (11) опор частей выходного вала предусмотрены тарельчатые пружины (12). На поверхности частей (3,4) установлены силовые токосъемные устройства (13), (14) крыльев СБ, а внутри - телеметрические токосъемные устройства (15), (16). Платы (17, 18) привода (7) являются опорами выходного вала (3,4), обеспечивая повышенную изгибную жесткость конструкции. Техническим результатом изобретения является улучшение силовой схемы и снижение тем самым массы конструкции, а также повышение надежности системы поворота СБ. 1 ил.

 

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при проектировании и использовании системы поворота солнечных батарей (СПСБ).

Настоящее изобретение предназначено для вращения двух крыльев солнечных батарей (СБ) и передачи электроэнергии с солнечных батарей на космический аппарат.

Известна система поворота солнечных батарей, патент US 4076191, состоящая из корпуса, вала с двумя фланцами для стыковки двух крыльев солнечных батарей, привода, токосъемного устройства. Силовые токосъемные устройства, передающие электрическую энергию, и телеметрические, передающие команды и телеметрическую информацию, расположены на валу, при этом привод поворачивает оба крыла СБ. Данное изобретение взято в качестве прототипа.

Недостатком этого устройства является массивная конструкция вала, обусловленная необходимой изгибной жесткостью. Кроме того, большой диаметр вала приводит к повышенному трению и износу контактов токосъемного устройства и небольшому ресурсу СПСБ.

Задачей изобретения является повышение надежности системы, снижение массы конструкции и повышение функциональных возможностей.

Поставленная задача достигается тем, что в системе поворота двукрылых солнечных батарей, содержащей корпус, выходной вал с фланцами для крепления крыльев солнечных батарей, привод их синхронного вращения, силовые и телеметрические токосъемные устройства, выходной вал выполнен из двух частей, жестко связанных между собой безлюфтовыми зубчатыми передачами с обратными передаточными отношениями. Привод с валом расположен в центре, а его корпус является опорой для каждой части вала, при этом телеметрические токосъемные устройства выполнены в виде двух блоков, размещенных внутри каждой части вала соответственно.

Суть изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид заявленного устройства.

Система ориентации солнечной батареи состоит из корпуса 1, крышек 2, выходного вала, состоящего из двух частей 3 и 4, на которых закреплены фланцы 5 и 6 для стыковки с СБ. В центре устройства установлен привод 7, который посредством зубчатых передач 8, 9 связан с обеими частями выходного вала. Две части выходного вала 3, 4 жестко связаны между собой этими же безлюфтовыми передачами 8, 9 с обратными передаточными отношениями. Безлюфтовые передачи при помощи люфтовыбирающих колес 20, 21 исключают люфт на кручение выходного вала в пределах рабочих нагрузок. Для исключения радиального люфта в подшипниках 10, 11 опор каждой части выходного вала на вал установлены тарельчатые пружины 12, выбирающие люфты путем создания осевой нагрузки на данные подшипники. Так как рабочие изгибающие моменты, действующие на выходной вал устройства поворотного, небольшие (не более 1 кгс·м), то осевая нагрузка не уменьшает работоспособность подшипников 10, 11.

На каждой части выходного вала 3, 4 установлены силовые токосъемные устройства 13, 14, передающие электроэнергию с каждого крыла СБ. Каждое токосъемное устройство выполнено по принципу подшипника с гибкими токопроводящими кольцами вместо шариков. Токосъемное устройство катящегося типа выбрано из условия обеспечения минимального трения, а значит, максимального ресурса устройства. Ресурс токосъемного устройства такой конструкции практически не ограничен. Внутри каждой части выходного вала установлены телеметрические токосъемные устройства 15, 16. Платы привода 17, 18 являются опорами вала устройства. Вал 19 привода 7 связан с обеими частями выходного вала 3, 4.

Устройство работает следующим образом.

При подаче сигнала на привод 7 его вал 19 начинает вращаться и передает вращение синхронно на обе части выходного вала 3, 4.

Люфтовыбирающие колеса 20, 21 обеспечивают жесткую в пределах рабочих крутящих моментов связь двух частей выходного вала 3, 4 между собой и с приводом 7, т.е. обе части выходного вала 3, 4 на кручение работают как цельный вал.

Силовые токосъемные устройства 13, 14 передают электроэнергию от вращающихся панелей СБ на корпус 1 устройства.

Телеметрические токосъемные устройства 15, 16 передают телеметрическую информацию и управляющие сигналы с вращающихся панелей СБ на неподвижный корпус 1 устройства.

Тарельчатые пружины 12 выбирают люфты в подшипниках 10, 11 выходного вала, кроме того, они компенсируют температурные деформации корпуса 1 устройства.

Изгибающие нагрузки, приходящиеся на выходной вал от СБ, воспринимают части выходного вала 3, 4, платы привода 17, 18 и цилиндрический корпус 1. За счет уменьшения длины частей выходного вала и передачи изгибающих нагрузок на корпус устройства существенно большего диаметра суммарная жесткость устройства существенно больше чем у прототипа.

Выходной вал, воспринимающий нагрузки, приходящие от СБ, имеет меньшую массу, чем у прототипа, т.к. не имеет ограничений на диаметр со стороны токосъемных устройств и поэтому выполнен оптимальным по массово-жесткостным характеристикам. Уменьшены массовые затраты и на осевые габариты системы поворота батарей солнечных за счет размещения телеметрических токосъемных устройств 15, 16 внутри частей выходного вала 3, 4.

Снижение массы достигается и за счет использования в качестве одной из опор выходного вала плат привода, расположенных в центре конструкции.

Таким образом, применение в СПСБ разрезного вала позволило уменьшить массу и габариты устройства, увеличить его ресурс, увеличить жесткость СПСБ.

В настоящее время на предприятии выпущена конструкторская документация на СПСБ заявленной конструкции и проведены ее испытания. Испытания показали существенное уменьшение массы системы, увеличение ресурса работы и повышение жесткостных характеристик системы.

Система поворота двукрылых солнечных батарей, содержащая корпус, выходной вал с фланцами для крепления крыльев солнечных батарей, привод их синхронного вращения, силовые и телеметрические токосъемные устройства, отличающаяся тем, что ее выходной вал выполнен из двух частей, жестко связанных между собой безлюфтовыми зубчатыми передачами с обратными передаточными отношениями, привод со своим валом расположен в центре, а его корпус является опорой для каждой части вала, при этом телеметрические токосъемные устройства выполнены в виде двух блоков, размещенных внутри каждой части вала соответственно.

www.findpatent.ru

Трекер на 40 шт солнечных батарей

Трекер на 40 шт солнечных батарей

На видео представлена трекерная установка двухосевая, максимальная установленая мощность 12кВт. Алгоритм...

Поворот солнечных панелей . Timelapse.

Поворот солнечных панелей . Timelapse.

Поворот солнечных панелей за день, снятые IP камерой 960P, интервал снимков 7сек. Управление поворотом осущест...

Поворотная конструкция для солнечных панелей

Поворотная конструкция для солнечных панелей

Собрал поворотную конструкцию для двух 50вт панелей. Первая проба...

Солнечные трекеры- системы отслеживания солнечных лучей.

Солнечные трекеры- системы отслеживания солнечных лучей.

Компания SAEN осваивает новые системы установки фотоэлектрических модулей- подвижные трекеры. Солнечные...

Солнечный трекер своими руками!

Солнечный трекер своими руками!

Система слежения за солнцем, поможет вам в автоматическом режиме ориентировать солнечные панели точно...

Поворот солнечных панелей за день. Timelapse.

Поворот солнечных панелей за день. Timelapse.

Поворот солнечных панелей за день, снятые IP камерой, интервал снимков 5сек.

Двух осевой поворот солнечных панелей

Двух осевой поворот солнечных панелей

Двух осевой поворот шести солнечных панелей при помощи линейных актуаторов в действии. мои видео 1. Тестиро...

Система поворота солнечной панели.

Система поворота солнечной панели.

Тест трекера солнечной панели.

youtubecolor.com


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта