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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2280918

SONNENENERGIE

SONNENENERGIE

Name des Erfinders: Prokopov Oleg Ivanovich (RU); Yarmukhametov Rashitovich Ural (RU)
Der Name des Patentinhabers: baschkirischen Staatliche Agraruniversität (BSAU) (RU)
Korrespondenzanschrift: 450001, Ufa, ul. 50 Oktober, 34, baschkirischen staatliche Agraruniversität
Startdatum des Patents: 2005.04.21

Die Erfindung betrifft ein Solarkraftwerk für die Umwandlung von Sonnenstrahlung in elektrische Energie. Essenz: Solarkraftwerk umfasst eine vertikale Welle mit der azimutalen Rotation des Laufwerks, auf dem das Solar fotobatareya mit einem Azimut-Antrieb Automatisierungssystem vorgesehen gesichert, und auf der Rückseite wird automatisch von Westen nach Osten drehen Stromanlage installiert, mit der Sonne fotobatareya geteilt in zwei gleiche Teile durch eine vertikale Partition, beide Teile, von denen im Gegensatz zu den Relais-Laufwerk die automatische Drehstrom malotochnogo Spule enthalten. EFFEKT: vereinfachtes Design und reduziert seine Metallverbrauch, höhere Zuverlässigkeit und niedrigere Kosten.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Solarkraftwerk, entworfen solarer Strahlungsenergie in elektrische Energie bei sonnigem Wetter zu konvertieren, und in den bewölkten.

Bekannte Solarkraftwerk, bestehend aus vertikalen und horizontalen Drehwellen, von denen die letzte eine Solar fotobatareya hat [1].

Der Nachteil ist der geringe Wirkungsgrad, da Zenit Installation manuell einmal im Monat oder Quartal erfolgen, die dem gemittelten Azimut Breitengrad und Jahreszeit entspricht. Die tägliche Rotation der Macht wird durch zwei zylindrische (links und rechts) thermische Stellantriebe, erwärmt durch das Sonnenlicht automatisch durchgeführt, die eine niedrige Zuverlässigkeit bei niedrigen Temperaturen und hohen Windlasten hat. Der Nachteil ist, das völlige Fehlen der Rückstation in die Ausgangsposition "Morgen" [2].

Der Prototyp der Erfindung ist ein Solarkraftwerk, eine vertikale Welle mit der azimutalen Drehung des Antriebs umfasst , auf dem die Solar fotobatareya mit Nachführung Azimutantrieb Automatisierungssystem ausgestattet gesichert ist , und auf der Rückseite der Solarschranken in die entgegengesetzte Richtung Azimut - Tracking - Befehl Fotozelle einschließlich polarisiert malotochnye und Executive Relais Rückwärtsfahrt.

Der Nachteil des Prototyps ist ein hoher Metallgehalt und der Komplexität der Konstruktion, ein großes und komplexes System der automatischen Nachführung der Sonne, die in der Zuverlässigkeit führt zu einer Abnahme , und der Wert des Kraftwerks zu erhöhen.

Die vorliegende Erfindung stellt eine neue technische Effekt - die Vereinfachung und Verringerung der Metallstrukturen, vereinfachen die Sonnenautomatisierungssystem Tracking Zuverlässigkeit erhöht und die Kosten der Strom reduzieren.

Dieser technische Effekt wird durch die Solar fotobatareya in einem Winkel zur Ebene des Horizonts, die gleich der Hälfte der maximalen Zenitwinkel der Sonne fixiert erreicht und ist in zwei gleiche Teile unterteilt, zwischen denen eine vertikale Platte befestigt, vorzugsweise mit einer reflektierenden Oberfläche, mit dem gleichen Namen Phase der Sonnenphotoelektrischen Hälften Zähler enthalten die Wicklung malotochnogo polarisierte Relais mit Dioden nach der Relaisspule zu isolieren.

SONNENENERGIE

1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Solarkraftwerk, Seitenansicht

SONNENENERGIE

Abbildung 2 - Ansicht in Abbildung 1 für A

SONNENENERGIE

Abbildung 3 - Abschnitt A-2, A

SONNENENERGIE

Abbildung 4 - Schaltplan der Solarkraftwerk

Solarkraftwerk umfasst eine Basis 1, auf der das Lager 2 eine vertikale Welle 3 an dem Rahmen 4 montiert ist und der Radialhülse 5 vertikale Ausrichtung Stützwelle 3. Das untere Ende des Wellengetriebes 6 auf die Schneckenwelle 7 von seinem Antrieb, vorgesehen mit einem reversierbaren Elektroantrieb 8 ( M) DC. Am oberen Ende der vertikalen Welle 3 ist fest fotobatareya solar (PV) gesichert besteht aus zwei Teilen 9 (FE1) und 10 (FE2), die durch eine Längswand 11 montiert Kante getrennt sind mit reflektierenden (Spiegel) Seitenflächen. Hinten (zurück) Solarzelle 12 Befehl set (FZ). Der Winkel der Installation von Solarphotoelektrischen (PE) an den vertikalen oder horizontalen vorteilhafterweise 45 °, dh, der durchschnittliche maximale Zenitwinkel des Sonnenwinkels. Es basiert auf der Tatsache, dass nach dem Gesetz der Physik Lichtstrahl von dem Einfallswinkel auf dem Glas reflektiert findet in den folgenden Prozentsätzen:

Am Morgen des Sturzes des horizontalen Sonnenlicht auf die Solarschranken tritt in einem Winkel von 45 °. Fast horizontalen Balken nicht geschieht und die ersten 15 ° der Sonne über dem Horizont steigt tritt innerhalb weniger Minuten, was vernachlässigt werden kann. Dann wird während der Einführung der Solarschranken 9 (FE1) und 10 (FE2) können den Winkel der Strahlen Herbst die Sonne nehmen auf der Oberfläche von 30 °, was der Verlust des minimalen Reflexionsvermögen von 4,7% nur 0,2% beträgt. Stellen Sie Betrieb mit voller Leistung der Solarschranken 9 (FE1) und 10 (FE2) bei niedrigeren Einfallswinkel des Sonnenlichts.

Bei voller Sonne auf der Oberfläche der Solarschranken 9 (FE1) und 10 (FE2) für unseren Breiten Zenit Einfallswinkel des Sonnenlichts steigen ist 35 °, und auch dann nur im Juni, 20 ... 24, die Zahl und dann auf 30 ° C reduziert und unter dh fotobatareya wird ständig mit voller Kapazität arbeiten.

Am Abend mit dem Sonnenuntergang beobachtet das gleiche Muster wie die des Morgens bei Sonnenaufgang, in umgekehrter Reihenfolge.

Somit gibt es keine Notwendigkeit für den Sonnenzenit beobachten. Nur die Beobachtung Azimut der Sonne erfolgt praktisch ohne Energieverlust, sondern mehrmals einfacheren Aufbau und elektrischer Automatisierungssystem, erhöht die Zuverlässigkeit und reduziert die Kosten der Leistung.

Durch den Einsatz von Solarenergie in äquatorialen Bedingungen müssen Solarschranken 9 (FE1) und 10 (FE2) mit dem Drehwinkel von 8 ... 10 ° in Richtung Zenit der Sonne aufgehen zu installieren.

Schematische Darstellung eines Solarkraftwerks umfasst einen photoelektrischen Solar-PV, die aus zwei gleichen Teilen FE1 und FE2 besteht, die Pole (wie "-") entgegengesetzt durch die Dioden D1 und D2 über die gemeinsame Phase angezeigt (insbesondere "-") Macht. Zur gleichen Zeit zwischen den gegenüberliegenden Polen von FE1 und FE2 zu D1 Dioden und D2 und die Widerstände R1 und R2 umfasst einen Spannungsmesser V und Wicklungs malotochnogo polarisiertes Relais RP1 neutral Anker auf die Phase der Kraftwerksanlage verbunden, insbesondere das "-" und die Seite seines Kontakten verbunden Exekutive Wicklungs PC1 und PC2 Relais, insbesondere für die Phase "+" Stromversorgung. Auf der Rückseite Shell Solarzelle FZ aktivierter malotochnogo polarisiertes Relais WP2 neutral Ankerwicklung, die den normalerweise geschlossenen Kontakte bis in die Phase verbunden RS2.1 "-" Macht und an der Seite seines Kontaktes mit der Wicklung des Relais PC3 pro Phase "+" Macht verbunden, während Seitenkontakt WP2 Yu.P. Schließer RS3.1. Anker Relais PC1 und PC2 sind mit einem umkehrbaren Elektroantrieb 8 (M) DC mit ihren normalerweise geschlossenen Kontakte und RS1.1 RS2.2 schließt eine Phase der Versorgung, insbesondere "-", und durch die normalerweise offene Endschalter, KVP - KVL und rechts - links, auf eine andere Phase, insbesondere die "+" Macht. Kontakt RS2.2 parallel RS3.2 Kontakte. Zwischen den Phasen Power-Akku AK installiert ist.

Das Kraftwerk arbeitet wie folgt. Wenn der Azimut der Sonne auf die Solarphotozellen zur Ebene der Längsstange 12 unabhängig von dem Zenit Einfallswinkel der beiden Teile 9 (FE1) und 10 (FE2) parallel sind, gleich Luminanz und die zwei Teile erzeugen eine elektrische Strom Gleichpotentialen, deren Phasen elektrisch verbunden sind und diese Ausgangspotentiale Station summiert werden, wobei die Phase zwischen den gegenläufig ausbreitenden Teile 9 enthalten (FE1) und 10 (FE2) für WP1 Wicklung, insbesondere "-", und keine Potentialdifferenz über WP1 elektrischen Stromwicklung fließt nicht. Da die azimutale Bewegung der Sonne, von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang, beginnen die Sonnenstrahlen die westliche, dh zur Deckung die rechte Hälfte der Platte 11, deren Oberfläche die Sonnenstrahlen auf der Oberfläche der rechten Seite 9 (FE1) Solarschranken reflektiert und erhöht damit seine Aktivität. Zur gleichen Zeit, einen Schatten zu werfen Platte 11 und verschleiert die andere, die linke Seite 10 (FE2) Solar-Lichtschranken, deren Aktivität bei der Ausarbeitung eines elektrischen Stroms reduziert wird. Zwischen den Phasen Abschnitte 9 (FE1) und 10 (FE2) Erhöhen erscheint ständig Potentialdifferenz. Insbesondere scheint diese Phasendifferenz auf den "-" Hälften 9 (FE1) und 10 (FE2), die durch die Ausrichtung der Dioden D1 und D2 auf jeder Phase eingebaut werden, bevor deren Verbindung erfolgt. Diese Potentialdifferenz beginnt durch die Wicklung malotochnogo Relais RP1 einpendeln, das heißt empfangen der Strom durch die Relaiswicklung fließenden WP1 (in der Zeichnung) links nach rechts, d.h. 9 (FE1) bis 10 (FE2). RP1 Relais ausgelöst, dessen Anker geschlossen ist auf der linken Kontakt (in der Zeichnung), und erhöht die Strom PC1 Relaisspule. Das Relais wird ausgelöst PC1 und seine normalerweise geschlossene Kontakte PC1.1 wirft normalerweise offen, das heißt, schließt die Phase der "+" durch die normalerweise geschlossenen Kontakte kVp-End-Schalter rechts drehen. Nach Angaben der Kette "minus" Leistung, die normalerweise geschlossenen Kontakte und RS3.2 RS2.2, in der Regel offen und normalerweise geschlossene RS1.1 kVp auf das "Plus" Macht ist umkehrbar Antriebsstrom "M" DC. Last dreht eine Schneckenwelle 7 und durch das Zahnrad 6 dreht sich um die vertikale Achse 3 nach rechts, zusammen mit Sonnen fotobatareey FE solange die Strahlen der Sonne entlang der Ebene der Platte 11, um dadurch ausgerichtet werden, um die Beleuchtungsabschnitte 9 (FE1) und 10 (FE2) Solarphotozellen zu entzerren PV, die auf dem gleichen Potential von elektrischem Strom an die Phasen eingestellt wird. Die Spule ist stromlos Relais RP1, das seinen Anker freigibt, öffnet die linke den Kontakt und schaltet das Relais PC1. Zuletzt gibt seinen Anker und öffnet seine normalerweise offenen Kontakte PC 1.1, wodurch Entregen der Aktuator 8 reversibel (M). Letzter Halt, hält direkt alle Macht drehen. Bei der weiteren Bewegung des Azimut der Sonne rechts Kraftwerk wird in der Weise vor Sonnenuntergang beschrieben durchgeführt.

Station schläft "rückwärts" im Osten.

Bei Sonnenaufgang am Morgen ihre Strahlen fallen auf der Rückenschale Solarzelle 12 (FZ), die in der Relaisspule malotochnuyu WP2 einen elektrischen Strom erzeugt. Letzte Werke und seine Anker schließt seinen Kontakt (rechts in der Zeichnung) und wirft die Relaisspule Strom PC3. Relais PC3 durch die normalerweise geschlossenen Kontakte RS2.1 ausgelöst und schließt seine normalerweise offenen Kontakte RS3.1 parallel Kontakte WP2, die selbsthemmend. Zur gleichen Zeit, um Ihre Kontakte das Relais PC3 wirft und schließt normalerweise offene Kontakte RS3.2 und Kette "negative" Energie, die normalerweise geschlossenen Kontakte PC 1.1, RS3.2 Kontakte, normalerweise geschlossene Kontakte Antennenkabel (Endschalter links) auf das "Plus" Macht stellt eine aktuelle 8 reversible Aktuator (M) auf der entgegengesetzten Polarität. Der Aktuator 8 (M) über die Schneckenwelle 7 und dem Zahnrad 6 dreht sich der vertikale Schaft 3 bleibt, das heißt setzt alle Macht von West nach Ost. Die Fotozelle 12 (FZ) Blätter unter Sonnenlicht, WP2 Spule stromlos ist und der Anker bricht Ihr richtiger Ansprechpartner. Zu diesem Zeitpunkt geschlossenen Kontakt RS3.1 hält PC3 unter dem aktuellen selbsthemmend. Die Regelung hat sich nicht geändert und schalten Sie nach links, bis weiter unter den Strahlen der Sonne die Solar fotobatareya PV getroffen, die linke Seite 10 (FE2), die unter der Sonne kommt reflektieren sie von der Platte 11 und der rechte Teil 9 (FE1) ist abgedunkelten Platte 11. In Phasen Hälften 9 (FE1) und 10 (FE2) PV-Solar-photoelektrischen eine Potentialdifferenz mit einer Dominanz auf der rechten Seite entsteht. Auf diese Weise wird durch die verwinkelten WP1 Strom fließt in der entgegengesetzten Richtung schließt RP1 seinen Anker nach rechts Kontakt und stellt eine Strom PC2 Relaisspule. Das Relais wird aktiviert und Kontakte PC2 RS2.2 schließt seine normalerweise offenen Kontakte parallel RS3.2. Gleichzeitig öffnet sich das Relais seine Kontakte PC2 RS2.1 und bricht die PC3 Supply-Chain-Relais zuletzt bricht seine Kontakte RS3.1 Rast RS3.2 und Kontakte in der Eingangsleistung "M". Jedoch ist ein geschlossener Zustand der Schließer-Relais RS2.2 PC2 zu sein, setzt die "M" Antriebsleistung. Die Stromversorgung nach links weiter in die azimutale Ausrichtung der Abdeckung 9 (FE1) und 10 (FE2), die Potentialdifferenz zwischen dieser Linie, RP1 Spule entregt, dessen Anker in die Neutralstellung geht, seinen rechten Oeffnen entregt PC2 Relais, das seine Kontakte PC2 veröffentlicht 0,2 und schaltet einen reversiblen Aktuator 8 (M). Schalten Sie das Gerät stoppt den Standby-Modus eingestellt ist.

Weitere Arbeiten sind in der beschriebenen Weise Leistung durchgeführt. In jedem Fall Bremskraft (seine Orientierung) Azimutposition wiederhergestellt wird.

Rheostats (Widerständen) R1 und R2, enthalten in den Phasenwiderstandselemente sind Hilfsschaltkreis, der verwendet werden kann, Phasenpotenziale zu erhöhen.

Der V Voltmeters, der parallel zu der Wicklung WP1 kann zur visuellen Kontrolle der Phasenpotentialen verwendet werden, wenn die Einrichtung.

Batterieladeleistung AC während im Laufe des Tages zu arbeiten und ist eine Quelle der Stromversorgung in der Nacht erforderlich.

Endschalter kVp und Wasserlinie - rechts und links, werden verwendet, um das Recht zu begrenzen und links schaltet die Stromzufuhr.

QUELLEN VON INFORMATIONEN

1. Sunflower Solar. "Quant", Moskau, 2002

2. HF-Patent №2230395, M.kl. H 01 L 31/00, Solarenergie, Bee №16 2004

FORDERUNGEN

Solarkraftwerk, das mit dem azimutalen Rotation des Laufwerks, auf dem gesichert die Solar fotobatareya mit Sonnen Tracking Azimutantrieb Automationssystem, und auf der Rückseite der Solarschranken in die entgegengesetzte Richtung Azimuth-Einstellbefehl Fotozelle eine vertikale Welle umfasst, die polarisierte malotochnye und Exekutive umfasst Relais Rückwärtsantrieb, wobei die Solar fotobatareya in einem Winkel zur Ebene des Horizonts befestigt ist, gleich dem halben maximalen Zenitwinkel der Sonne, und in zwei gleiche Teile unterteilt ist, zwischen denen eine feste vertikale Platte, vorzugsweise mit einer reflektierenden Oberfläche, mit dem gleichen Namen Phasenhälften solar photoelektrischen Gegen in der Wicklung malotochnogo polarisierten Relais enthalten Dioden nach der Relaisspule mit isolieren.

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Erscheinungsdatum 23.12.2006gg