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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2286517

SOLAR Photovoltaik-Anlage

SOLAR Photovoltaik-Anlage

Name des Erfinders: Alferov Zhores Ivanovich (RU); Andreev Vyacheslav (RU); Zazimko Vadim (RU); Larionov Valeriy Romanovich (RU); Valery Rumjanzew (RU); Chalov Alexey (RU)
Der Name des Patentinhabers: Gurken Vladimir
Korrespondenzanschrift: 193036, St. Petersburg, und / I 24, "NEVINPAT" pat.pov. V.I.Andreevu
Startdatum des Patents: 2005.02.21

Die Erfindung betrifft Sonnenenergie und kann in Solarkraftwerken zur Umwandlung von Sonnenenergie in elektrischen Strom verwendet werden, und kann auch als ein Kraftwerk für den persönlichen Gebrauch verwendet werden. Solar-Photovoltaik-Anlage umfasst ein Solarpanel mit Fresnel-Linsen und Empfangen von Strahlung Photovoltaik auf einem mechanischen System platziert Zellen. Was neu ist, ist, dass das Trag mechanische System durch zwei Rahmen gebildet - einem Grundrahmen und den hängenden Rahmen. Der Grundrahmen drehbar um eine vertikale Achse, und der Rahmen drehbar um eine horizontale Achse von der Antriebs suspendiert. Das Solarzellenmodul umfasst Solarkonzentratoren auf einem aufgehängten Rahmen Stufen angeordnet. Die Erfindung ist eine Vereinfachung des Aufbaus des mechanischen Systems bereitzustellen und die Technologie ihrer Installation und Verfolgung der Position der Sonne - nur bei direkter Sonneneinstrahlung.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Sonnenenergie und kann in Solarkraftwerken zur Umwandlung von Sonnenenergie in elektrischen Strom verwendet werden, und kann auch als ein Kraftwerk für den persönlichen Gebrauch verwendet werden.

Bekannte Installation Solar - Photovoltaik auf dem Patent der Russischen Föderation Nr 2222755 von 17.05.2002 Jahr. Photovoltaik-Anlage umfasst die Tragkonstruktion mit daran befestigten ein parabolischer Konzentrator aus Flachspiegelfacetten mit der Auslasseinrichtung für die Sonnenverfolgung, sondern erweitert auch den photoelektrischen Wandler in der Brennlinie eines parabolischen Konzentrators befindet. Eine Stützstruktur für den parabolischen Konzentrator koaxial zu ihm mit einem elliptischen Reflektor, ein Schwerpunkt von denen einer mit dem Brennpunkt eines parabolischen Konzentrator, der zweite Brennpunkt von denen die photoelektrischen Sensor installiert ist ausgerichtet ist, dessen Ausgang mit einer Eingabeeinheit verbunden ist und die Sonne zu verfolgen. Die Rückseite jeder der Spiegelfacetten auf seiner Längsachse senkrecht zu seiner Oberfläche ist die flachen elliptischen Reflektor reflektiert Elementsatz zugewandt ist.

Dieses Gerät verfügt über eine relativ einfache Struktur. Allerdings hat es eine Sonnenverfolgungssystem einachsigen. Es verwendet eine großflächige photovoltaische Zellen, was die Installationskosten erhöht aufgrund der großen Verbrauch von teuren Halbleitermaterialien Konverter. Verwendung eines kombinierten Führungssystem auf der Sonne. Raue Führung von einem externen Prozessor eine astronomische Zeit und Breite verwendet wird. Jede Änderung an der Stelle der Einbaulage erfordert eine Anpassung des Prozessors.

Weitere perfekt ist die Solar-Photovoltaik - Anlage IHCPV, die das nächste Analogon der beanspruchten Erfindung ist ( "Bewertung von integrierten vysokokontsentratornoy Photovoltaik für großflächige Anwendungen im Zusammenhang mit zentralen Stromnetze" Proceedings der 25. Konferenz der Spezialisten in der Photovoltaik - American Institute of Electrical and Electronics Engineers, Washington sehen ..; 13-17 Mai 1996 s.1373-1376).

Diese Photovoltaikanlage umfasst eine Solarbatterie mit Fresnel-Linsen und Empfangen von Strahlung photovoltaischen auf einem mechanischen Trägersystem angeordnet Zellen und mit einem Batteriesystem Ausrichtung zur Sonne ausgestattet. Die Solarzelle besteht aus 168 der Fresnel-Linse und den entsprechenden photovoltaischen Zellen. Fresnel - Linsen und photovoltaischen Zellen in einem perforierten Metallrahmen rechteckige Fläche von 159 m 2 platziert sind, hat die Fähigkeit, zweiachsige mechanische Bewegung, die auf dem aufrechten pole Träger montiert ist starr mit dem Boden fest. Der Tragrahmen ist mit Sonnensystem Ausrichtung zur Sonne angebracht. Die zweiachsigen Nachführsystem, verwendet Motor für azimutale Drehung und Getriebe Spindelhubgetriebe für vertikale Drehung. Der Motor kann das System um 180 ° gegenüber dem Süden und 90 ° senkrecht zu ±. Steuerung der Verfolgungs ist mit einem automatischen Steuersystem mit einer offenen Schleife durchgeführt wird. Der Mikroprozessor berechnet die Richtung der Sonne, die astronomische Zeit und Breite verwendet und ausrichtet dementsprechend das Tracking-System. Das Verfolgungssystem hält die richtige Position unter Verwendung von Hall-Sensoren zur Motorachse Azimut- und Vertikalantriebe angebracht. die Anzahl der Umdrehungen des Motors relativ zu einer bekannten Nullposition Daten und Antriebsparametern unter Berücksichtigung, kann das Steuersystem mit einer Genauigkeit von 0,05 ° Verfolgungssystem auf der Sun Ziel.

Diese Solar - Photovoltaik - Anlage ist besser als die Leistungsindikatoren über Installation mit einachsigen Tracking - System für die Sonne diskutiert. Jedoch wird Photovoltaik IHCPV Einbau in Struktur und große Solarzellenmodule in einer Ebene angeordnet sind kompliziert, so daß erfährt eine relativ große Windlast. Installation Befestigungstechnologie wegen der Notwendigkeit, einen großen Aufwand erfordert, eine starre und streng vertikale Fixierung im Bodenlagerstützpfeiler mechanische Sonnensystems zu gewährleisten. Darüber hinaus führt ihre Open-Loop-Verfolgungssystem auf dem Mikroprozessor eine kontinuierliche Bewegung der Solarzelle, unabhängig davon, ob die Sonne in der Sichtlinie ist oder aus den Wolken.

Die vorliegende Erfindung ist eine Photovoltaik - Anlage zu entwickeln, die mechanische Sonnensystem unterstützt, und sie selbst, sondern auch das Führungssystem würde so ausgelegt sein, dass eine vereinfachte Konstruktion des mechanischen Systems bereitzustellen und die Technologie ihrer Installation und Nachführen der Position der Sonne bereitgestellt nur in Anwesenheit der direkten Sonnenstrahlung.

Das Problem wird durch die Tatsache gelöst, daß in der Photovoltaik - Anlage , eine Solarzelle mit Fresnel - Linsen umfasst , und Zellen Strahlungs photovoltaischen platziert auf einem mechanischen System Aufnahme der senkrechten Position der Solarzelle auf die Richtung der Sonne und ausgestattet mit einem System von Solar Ausrichtung zur Sonne trägt, neu dass unterstützt die mechanische von zwei Rahmen gebildet System - die Basis und suspendiert, wobei der Grundrahmen drehbar um eine vertikale Achse montiert ist, basierend auf dem Untergrund mit Hilfe von Rädern, von denen einer mit elektrischen und suspendiert vom Rahmen drehbar um eine horizontale Achse durch den Antrieb vorgesehen ist, während sich Solarzelle ist modularisiert Solarkonzentratoren am Hängerahmen in Form von Stufen angeordnet und die Ausrichtung des Batteriesystems umfasst Primär- und Sekundärsensorposition der Sonne, Kaskadentyp die wichtigsten davon besteht aus einem Abschattungsschirm mit einer Öffnung und acht Lichtschranken, vier von welcher die weiter rechts angeordnet, links, oben und unten auf den Außenseiten des Bildschirms und bilden Kanäle Azimut- und Zenit Grobführungs- die elektrische Signale erzeugen, wenn die Position der Sonne zu ändern, und die anderen vier Fotozelle in der gleichen Weise angeordnet an den Innenseiten des Schirms und bilden eine präzisionsgesteuerte Kanal Sensor weist drei Photozellen Kaskadentyp azimutaler Kanal verbunden, von denen zwei nach links gerichtet sind, und nach rechts in Bezug auf den Hauptsensor und die dritte - in die entgegengesetzte Richtung, und die Polarität der Verbindung wird während der Passage Richtung Süd-Nord, mit dem Schließsignal geändert Elektro Antriebsrads Grundrahmen wird durch Solarzellen Azimutkanal und Signal an den Schaltaktor suspendiert Rahmen geliefert wird von Solarzellen Zenitkanal zugeführt.

Dank dieser Umsetzung der Wartung von mechanischen Systemen, jede Installation geeignete flache Oberfläche mit einer Härte für die Bewegung auf ihrem Rad Grundrahmen ausreichend gerecht zu werden, vereinfacht die Installation der Installationstechnik und deren Betrieb. Ausführung der Solarzellenmodule angeordnet schrittweise auf dem Rahmen aufgehängt ist, und reduziert die Wind möglich Schneelast, und erhöht die Steifigkeit und der Tragrahmen. Aufgrund des Vorhandenseins des primären und sekundären Sensor Position der Sonne in dem Führungssystem, besteht keine Notwendigkeit, die aktuelle Situation der Anlage zu überwachen, und es besteht keine Notwendigkeit, die astronomische und Breite zu binden, die notwendigerweise in der Nähe analog der Erfindung. Verwendet als Sensoren Mehrfachsolarzellen, die die höchste Empfindlichkeit gegenüber direkter Sonneneinstrahlung haben, Fehlauslösungen der Strahlungsquellen zu verhindern und die Genauigkeit der Verfolgung der Position des sichtbaren Sonnenscheibe zu verbessern. Die erhöhte Ausgangsspannung dieser Elemente ermöglicht eine einfache Tracking-Motorsteuerschaltung.

Unter dem Wesen der vorliegenden Erfindung wird detaillierter durch spezielle Beispiele ihrer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, in denen:

SOLAR Photovoltaik-Anlage

1 schematisch die erfindungsgemäße Solar-Photovoltaik-Anlage, Seitenansicht

2 schematisch die erfinderische Solar-Photovoltaik-Anlage, Ansicht von oben

3 schematisch die Grundstruktur der Sensorposition der Sonne, Seitenansicht,

4 schematisch die Grundstruktur des Sensors Position der Sonne, Vorderansicht

5 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Sensordesign Position der Sonne, Seitenansicht

6 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Sensordesign Position der Sonne, Rückansicht

Die erfindungsgemässe Solar-Photovoltaik-Anlage umfasst ein Solarpanel mit Fresnel-Linsen und Empfangen von Strahlung Photovoltaik auf einem mechanischen Unterstützungssystem platziert Zellen, die auf die Richtung der Solarbatterie in der Sonne und ausgestattet mit einem System von Solar-Ausrichtung zur Sonne eine senkrechte Position unterstützt. Supportive mechanisches System durch zwei Rahmen gebildet - ein Grundgestell 1 (Abbildung 1) und aus dem Rahmen 2. Der Grundrahmen 1 (Abbildung 2) suspendiert hat in der Draufsicht auf ein gleichschenkliges Dreieck, dessen Eckpunkte festgelegt auf Rädern 3, 4 und 5, dem Grundrahmen 1, basierend auf der darunterliegenden Oberfläche. Der Grundrahmen 1 drehbar um eine feste vertikale in der darunter liegenden Oberfläche feste Achse 6 Azimut drehbar gelagert. 3 Wheel (1) hält den Master. 1 ist auf dem Rahmen 7 angebracht Suspended Antriebsrahmen 2 (Figur 2) weist in Draufsicht eine rechteckige Gitterstruktur und ist auf einer horizontalen Drehachse 8 Zenit befestigt an der Halterung 9 (Figur 1) des Grundrahmens 1 aus dem Rahmen 2 Suspended montiert ist aus verzinktem Stahl eine gebogene perforierte Profile. Der Aktuator 7 weist zwei Gleichstrommotor Reduzierungen, eine Pufferbatterie und Leistungssteuerungsschaltung. Einer der Motoren mit dem Antriebsrad 3 verbunden sind, der Grundrahmen und die andere für eenitalnogo suspendiert Rahmen bewegt.

Solarbatterie besteht aus 10 Modulen, die Fresnel-Linsen, Solarkonzentratoren und photovoltaische Zellen enthält, die Gegenstand einer separaten Anmeldung vor der Erfindung sind. Solarbatteriemodule 10 sind an dem Rahmen 2 in einer Reihe von Schritten ausgesetzt angeordnet ist. Solche reduziert eine Anordnung der Solarzelle und eine Wind mögliche Schneelast, und erhöht die Steifigkeit und 2 von dem Rahmen 2. Der Rahmen aufgehängt ist, 11 mit suspendiertem zwei Zahnsektoren versehen mit dem Antrieb 7 (Figur 2) verbunden.

Elektrische Antriebe der Grundrahmen 1 und der suspendierte Rahmen 2 mit Strom aus einer einzelnen Solarzelle 12 auf einem aufgehängten Rahmen 2 und 7 durch Zufuhr elektrischer Wiederaufladen der Batterie platziert zur Verfügung gestellt.

Solar Orientierung zum Sun System enthält einen Hauptsensor 13 Position der Sonne, in der zweiten Stufe der Solarzelle (1) befindet. Der Hauptpositionssensor 13, bestehend aus einem Abschattungsschirm 14 (Abbildung 3) mit einer Öffnung 15 und acht Kaskaden-Photovoltaik-Zellen, von denen vier 16 Fotozelle hat oben, unten, links und rechts Außenseiten auf dem Bildschirm und bilden Kanäle groben Azimut und Zenit Zeige Herstellung Signale, wenn die Position der Sonne verändert. Vier weitere Fotozelle 17 oben, unten platziert, links und rechts an den Innenseiten des Bildschirms und bilden eine präzisionsgesteuerte Kanäle. Zusätzliche Sonnenpositionssensor 18 besteht aus drei kaskadenförmige photovoltaische Zellen (6) mit dem azimutalen Kanal verbunden. Dieser Sensor ist in dem oberen Teil der Aufhängung des Rahmens installiert 2. Sie enthält zwei photovoltaische Element cascade-type 19, die rechte und linke Richtung in Bezug auf den Hauptsensor 13 (Abbildung 2). Der dritte photoelektrische Zelle 20 ist in der entgegengesetzten Richtung von dem Hauptsensor 13 und der Richtung der Polarität der Verbindung gerichtet ist, indem ein spezieller Schalter Richtung Süd-Nord verändert.

Das Gerät ist mit einer Härte entlang es Räder auf jeder ebenen Untergrund montiert 3,4 und 5 der Rahmenbasis 1 (Abbildung 1) ausreichend zu bewegen. Die zugrunde liegende Oberfläche der feststehenden Achse 6 montiert Azimutdrehbasisrahmen 1. Die Ausführung der Solarbatteriemodule 10, die schrittweise auf dem Rahmen 2 aufgehängt angeordnet sind, und reduziert die Wind mögliche Schneelast auf der Tragstruktur, die die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit des Gerätes verbessert. Die Anwesenheit des Hauptsensors 13 und optionaler Sensor 18 Position der Sonne in das Führungssystem steuern elektrische Grundrahmen 1 und der suspendierte Rahmen 2, wodurch die Notwendigkeit für die Überwachung der aktuellen Positionierung eliminiert, sondern auch auf die astronomische Zeit und die Breite des Installationsortes zu verbinden müssen, die für das nächste Analogon obligatorisch Erfindung. Wird als Sonne Positionssensoren Mehrfachsolarzellen haben die höchste Empfindlichkeit gegenüber direkter Sonneneinstrahlung. Sie verhindern, dass eine Fehlauslösung auf Strahlungsquellen und zur Verbesserung der Genauigkeit der scheinbaren Position der Sonne zu verfolgen. die Sonne-Tracking-System funktioniert nur, wenn es direkter Sonneneinstrahlung. Die erhöhte Ausgangsspannung von Solarzellen ermöglicht eine einfache Motorsteuerschaltung Verfolgung.

Von den speziellen Beispielen der beanspruchten Erfindung jedem Fachmann in der Technik ganz offensichtlich Möglichkeit ihrer Realisierung mit der gleichzeitigen Lösung des Problems. Somit ist es offensichtlich, dass kleine Änderungen in seiner Struktur, die jedoch nicht über die Grenzen gehen durch die Ansprüche definiert sind, können in der Erfindung vorgenommen werden.

Die erfindungsgemässe Solar-Photovoltaik-Anlage hat eine einfache Struktur. Technologie Installation und einfache Installation. Installationsvorgang kann überall durchgeführt werden, ohne dass auf die astronomische Zeit und Spielraum gebunden zu sein.

FORDERUNGEN

Photovoltaik-Anlage eine Solarbatterie mit Fresnel-Linsen umfasst, und Empfangen von Strahlung photovoltaischen auf einem mechanischen System platziert Zellen die senkrechte Position der Solarzelle auf die Richtung der Sonne und ausgestattet mit einem System von Solar Ausrichtung zur Sonne unterstützen, dadurch gekennzeichnet, daß das Stütz mechanischen Systems von zwei Rahmen gebildet - Basis und suspendiert, wobei der Grundrahmen drehbar um eine vertikale Achse montiert ist, basierend auf dem Untergrund mit Hilfe von Rädern, von denen einer mit elektrischen und suspendiert von dem Rahmen um eine horizontale Achse des Aktuators drehbar vorgesehen ist, mit sich selbst Solarzelle besteht aus Module mit Solarkonzentratoren am hängenden Rahmen in Form von Stufen angeordnet und die Ausrichtung des Batteriesystems enthält einen primären und sekundären Sensorposition der Sonne, die wichtigsten davon mit einem Loch von Verschleierung der Bildschirm besteht und acht Photozellen kaskadenartige, von denen vier auf der rechten Seite befinden, links, oben und Boden auf der Außenseite des Bildschirms und Kanäle bilden Azimut und elektrische Signale erzeugt Grobführungs- Zenit, wenn die Position der Sonne verändert sich, und die anderen vier Fotozellen auf die gleiche Weise an den Innenseiten des Bildschirms angeordnet sind und eine präzise Führung Kanäle bilden, wobei die zusätzlichen Sensor drei Photozellen Kaskadentyp umfasst, mit dem Azimutkanal, von denen zwei nach links gerichtet sind, und nach rechts in Bezug auf den Hauptsensor und die dritte - in die entgegengesetzte Richtung, und der Polarität der Verbindung während der Durchgangsrichtung von Süd-Nord, mit einem Signal geändert wird, um den Grundrahmen Rad Elektroantrieb zu wechseln ist durch Solarzellen angetrieben azimutalen Kanal, und ein Signal, das Stellglied ausgesetzt Rahmen Schalter durch Solarzellen Zenitkanal zugeführt.

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Erscheinungsdatum 23.12.2006gg