Электромеханическая система солнечного модуля

Предложенное техническое решение относится к гелиотехнике, солнечной энергетике и может найти применение в солнечных электростанциях для преобразования солнечной лучистой энергии в электрическую, а схемное решение может быть использовано в качестве энергетической установки индивидуального использования. Задачей предложенного технического решения является повышение точность позиционирования при ориентации солнечного модуля и эффективность работы. Электромеханическая система солнечного модуля, содержит систему управления, два двигателя, два датчика положения, солнечный модуль, два механизма передачи, двигатели выполнены реактивно-вентильными зенитальными и азимутальными, датчики выполнены зенитальными и азимутальными соответственно, механизмы передачи тоже зенитальные и азимутальные и в нее дополнительно введены вентильный коммутатор, шесть датчиков тока, корректирующее устройство, широтно-импульсный преобразователь, блок сравнения, причем выходы системы управления соединены с первыми входами вентильного коммутатора, выходы которого соединены с каждым из двух реактивно-вентильных двигателей зенитальных и азимутальных соответственно, первые выходы которых соединены солнечным модулем, посредством двух механизмов передач зенитальных и азимутальных соответственно, вторые выхода каждого реактивно-вентильного двигателя зенитального и азимутального соединены каждый с входами трех датчиков тока, выходы шести датчиков тока соединены с входами корректирующего устройства, выход которого соединен с входом широтно-импульсного преобразователя, выходы которого соединены со вторыми входами вентильного коммутатора, а выход солнечного модуля соединен с входами двух датчиков положения зенитального и азимутального соответственно, выходы которых соединены с входами блока сравнения. 1 н.п.ф. 1 илл.

Предложенное техническое решение относится к гелиотехнике, солнечной энергетике и может найти применение в солнечных электростанциях для преобразования солнечной лучистой энергии в электрическую, а схемное решение может быть использовано в качестве энергетической установки индивидуального использования.

Известно техническое решение представляющее солнечную энергоустановку (патент РФ 2459156, МПК⁷ H01L 31/042, F24J 2/38, опубл. 20.08.2012 г.), включающую солнечный модуль, систему автоматического слежения за солнцем, систему азимутального поворота солнечного модуля, включающая компактный фотоэлектрический датчик положения солнца. Фотоэлементы слежения выдают командные сигналы для блока управления приводом азимутального поворота солнечного модуля, который разворачивается в направлении солнца с помощью вала.

Недостатком известного технического решения является недостаточная надежность установки, на которую оказывают влияние температура окружающего воздуха, скорость и направление ветра.

Известны техническое решение (патент РФ 2230395, МПК⁷ H01L 31/042, F24J 2/38, опубл. 10.06.2004 г.), представляющее собой солнечную электростанцию, состоящую из вертикального вала с приводом его вращения, при этом на горизонтальном валу закреплена солнечная фотобатарея с командными фотоэлементами зенитального и азимутального поворота валов слежения за солнцем реверсивного включения их приводов

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность работы электростанции.

Наиболее близким техническим решением является автоматическое фотоэлектрическая установка с повышенной энергетической эффективностью (Журнал «Доклады ТУСУРа, 2 (24) часть 1, декабрь 2011 г. авторы: Ю.А.Шиняков, Ю.А.Шурыгин, В.В.Аржанов и др., содержащая солнечную батарею, контроллер заряда - разряда, инвентор, аккумуляторные батареи, шаговые двигатели, редукторы, драйверы управления шаговыми двигателями, датчик положения солнца, контроллер наведения на солнце и конечные выключатели.

Недостатком наиболее близкого технического решения является недостаточная точность позиционирования при ориентации солнечной панели и эффективность работы.

Задачей предложенного технического решения является повышение точность позиционирования при ориентации солнечного модуля и эффективность работы.

Поставленная задача достигается за счет того, что в предложенном техническом решении, представляющем электромеханическую систему солнечного модуля, содержащую систему управления, два двигателя, два датчика положения, солнечный модуль, два механизма передачи, двигатели выполнены реактивно-вентильными зенитальными и азимутальными, в качестве датчики выполнены зенитальные и азимутальные соответственно, механизмы передачи тоже зенитальные и азимутальные и в нее дополнительно введены вентильный коммутатор, шесть датчиков тока, корректирующее устройство, широтно-импульсный преобразователь, блок сравнения, причем выходы системы управления соединены с первыми входами вентильного коммутатора, выходы которого соединены с каждым из двух реактивно-вентильных двигателей зенитальных и азимутальных соответственно, первые выходы которых соединены солнечным модулем, посредством двух механизмов передач зенитальных и азимутальных соответственно, вторые выхода каждого реактивно-вентильного двигателя зенитального и азимутального соединены каждый с входами трех датчиков тока, выходы шести датчиков тока соединены с входами корректирующего устройства, выход которого соединен с входом широтно-импульсного преобразователя, выходы которого соединены со вторыми входами вентильного коммутатора, а выход солнечной панели соединен с входами двух датчиков положения зенитального и азимутального соответственно, выходы которых соединены с входами блока сравнения.

На Фиг.1 изображена структурная схема электромеханической система солнечного модуля.

Электромеханическая система солнечного модуля содержит систему автоматического управления 1, выходы которой связаны с первыми входами вентильного коммутатора, выходы которого связаны с входами каждого реактивно-вентильного двигателя зенитального 3 и азимутального 4, первые выходы которых связаны солнечным модулем 5, посредством механизмов передач зенитального 6 и азимутального 7 соответственно. Вторые выходы реактивно-вентильных двигателей зенитального 3 и азимутального 4 связаны с тремя датчиками тока 8 каждый. Все выходы датчиков тока 8 связаны с входами корректирующего устройства 9, выход которого связан с входом широтно-импульсного преобразователя 10, выходы которого связаны со вторыми входами вентильного коммутатора 2. Выход солнечной панели 5 связан с входами каждого датчика положения зенитального 11 и азимутального 12, выходы которых связаны с входами блока сравнения 13.

Электромеханическая система солнечного модуля работает следующим образом. Для ориентации солнечного модуля 5 на солнце используют управляющие сигналы, формируемые датчиками положения азимутальным 12 и зенитальным 11, закрепленными на каркасе перпендикулярно фоточувствительной поверхности солнечного модуля 5. На блок сравнения 13 поступают управляющие сигналы с датчиков положения азимутальных 12 и зенитальных 11, сравнивающиеся с соответствующими задающими сигналами. Сигналы ошибок из блока сравнения 13 поступают в систему автоматического управления 1. Управляющие сигналы из выходов системы автоматического управления 1 регулируют ключи вентильного коммутатоpa 2. Напряжение постоянного тока из вентильного коммутатора 2 питают реактивно-вентильные двигатели азимутальные 4 и зенитальные 3, крутящие моменты из которых вызывают азимутальные и зенитальные круговые вращения солнечного модуля 5, посредством механизмов передачи азимутальных 7 и зенитальных 6 соответственно. Для управления и снижения пульсации крутящего момента двух азимутального 4 и зенитального 3 реактивно-вентильных двигателей используют шесть датчиков тока 8, сигналы тока из которых поступают в корректирующее устройство 9, корректирующие сигналы из выхода корректирующего устройства 9 поступают в широтно-импульсный преобразователь 10, управляющие сигналы из которого регулируют ключи вентильного коммутатора 2. Электромеханическая система солнечного модуля при заходе солнца управляет системой автоматического управления 1 с реально-временными часами и реагирует так, что солнечный модуль 5 обратно поворачивается на восток, а при длинном бессолнечном дне управляющих сигналов из азимутального 12 и зенитального 11 датчиков положений не будет и тогда электромеханическая система солнечного модуля возвращается в стационарное состояние.

Предложенное техническое решение электромеханической системы солнечного модуля позволило повышение точность позиционирования при ориентации солнечного модуля в два раза и эффективность работы установки.

Электромеханическая система солнечного модуля, содержащая систему управления, два двигателя, два датчика положения, солнечный модуль, два механизма передачи, отличающаяся тем, что двигатели выполнены реактивно-вентильными зенитальными и азимутальными, датчики выполнены зенитальными и азимутальными соответственно, механизмы передачи тоже - зенитальными и азимутальными, и в нее дополнительно введены вентильный коммутатор, шесть датчиков тока, корректирующее устройство, широтно-импульсный преобразователь, блок сравнения, причем выходы системы управления соединены с первыми входами вентильного коммутатора, выходы которого соединены с каждым из двух реактивно-вентильных двигателей, зенитальных и азимутальных соответственно, первые выходы которых соединены с солнечным модулем посредством двух механизмов передач, зенитальных и азимутальных соответственно, вторые выходы каждого реактивно-вентильного двигателя, зенитального и азимутального, соединены каждый с входами трех датчиков тока, выходы шести датчиков тока соединены с входами корректирующего устройства, выход которого соединен с входом широтно-импульсного преобразователя, выходы которого соединены со вторыми входами вентильного коммутатора, а выход солнечного модуля соединен с входами двух датчиков положения, зенитального и азимутального соответственно, выходы которых соединены с входами блока сравнения.