Переносная солнечная фотоэлектрическая установка

Предлагаемое техническое решение относится к области электротехники, в частности к электростанциям, работающим на основе преобразования солнечного излучения в электрическую энергию, и может быть использовано для автономного электропитания потребителей, в том числе периодически изменяющих свое местоположение. Технический результат заключается в создании переносной солнечной фотоэлектрической установка с возможностью ориентации плоскости рабочей поверхности солнечной батареи относительно направления на солнце, сочетающей малый вес с устойчивостью к ветровым нагрузкам. Указанный технический результат достигается тем, что часть конструкции установки, служащая опорой для солнечной батареи, выполнена в виде трехгранной пирамиды, образованной соединением брусков, например из дерева, являющихся ребрами пирамиды. Бруски, соединенные между содой, опираются на пластину, выполненную, например, из фанеры, являющуюся основанием пирамиды. Использование пирамидальной конструкции позволяет обеспечить достаточную прочность при малом весе. К двум брускам - ребрам одной из граней прикрепляется солнечная батарея, причем эта грань имеет возможность изменять угол наклона относительно основания пирамиды за счет перемещения точки прикрепления двух брусков - ребер к третьему. Другая пластина имеет прикрепленные к ней четыре бруска с вылетом части каждого из них за периметр пластины и служит опорой для пирамидальной конструкции с солнечной батареей. Причем обе пластины соединяются плоскостями с возможностью поворота одной пластины относительно другой. 1 з.п.ф., 4 илл.

Предлагаемое техническое решение относится к области электротехники, в частности к электростанциям, работающим на основе преобразования солнечного излучения в электрическую энергию, и может быть использовано для автономного электропитания потребителей, в том числе периодически изменяющих свое местоположение.

Известна (Ю.А.Шиняков, Ю.А.Шурыгин, В.В.Аржанов и др. Автономная фотоэлектрическая энергетическая установка // Известия Томского политехнического университета. 2012. - Т.320. 4. - С.133-138) автономная фотоэлектрическая энергетическая установка, содержащая, опору, площадку для крепления солнечной батареи, соединенную с опорой посредством шарнирно-поворотного узла, солнечную батарею(СБ), шарнирно соединенную с площадкой для крепления СБ, два мотор-редуктора, обеспечивающие поворот площадки для крепления СБ в двух плоскостях, систему автоматического управления мотор-редукторами, снабженную фотодатчиками. Такое устройство ориентации, работающее в автоматическом режиме, позволяет поддерживать угол, близкий к девяноста градусам, между плоскостью рабочей поверхности СБ и направлением на солнце. При этом обеспечивается увеличение мощности, генерируемой СБ, относительно мощности, генерируемой этой СБ при иной ее ориентации относительно направления на солнце.

К недостаткам такого решения следует отнести повышенные вес конструкции и ее низкую устойчивость к ветровым нагрузкам, что осложняет ее переноску или транспортирование при смене места эксплуатации и эксплуатацию при наличии сильных ветров.

Известна также солнечная электрическая станция (Патент на полезную модель RU (11)94379 МПК H01L 31/042, F24J 2/38, опубл. 20.05.2010), включающая в себя солнечную батарею, жестко закрепленную на вертикальном валу. Вертикальный вал (далее опора) соединен с площадкой с возможностью поворота относительно площадки. Площадка шарнирно соединена с основанием. Кроме того, вертикальный вал подключен к электроприводу с часовым механизмом. Такая солнечная электрическая станция, работающая в полуавтоматическом режиме, позволяет поддерживать угол, близкий к девяноста градусам, между плоскостью рабочей поверхности СБ и направлением на солнце в горизонтальной плоскости. При этом обеспечивается увеличение мощности, генерируемой СБ, относительно мощности, генерируемой этой СБ при иной ее ориентации относительно направления на солнце.

К недостаткам такого решения следует отнести повышенные вес конструкции и ее низкую устойчивость к ветровым нагрузкам, что осложняет ее переноску или транспортирование при смене места эксплуатации и эксплуатацию при наличии сильных ветров.

В основу нового технического решения положена задача создания переносной солнечной фотоэлектрической установки, сочетающей низкий вес с устойчивостью к ветровым нагрузкам.

Указанный технический результат достигается тем, что переносная солнечная фотоэлектрическая установка, включающая солнечную батарею, закрепленную на опоре с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях, согласно новому техническому решению, дополнительно содержит верхнюю и нижнюю пластины и восемь брусков, причем три из них одними своими концами шарнирно закреплены на одной из сторон верхней пластины в точках, образующих вершины треугольника, другими концами два бруска из этих трех соединены вместе и прикреплены к третьему бруску на расстоянии от его шарнирно закрепленного конца с возможностью изменения этого расстояния, четвертый брусок прикреплен к двум соединенным вместе брускам параллельно плоскости верхней пластины, образуя опору, остальные четыре бруска закреплены на одной из сторон нижней пластины так, что часть каждого из них выступает за пределы нижней пластины, причем выступающие концы четырех брусков находятся в вершинах квадрата наибольшей возможной площади, при этом верхняя и нижняя пластины сторонами, свободными от закрепленных брусков, соединены с возможностью взаимного проворачивания друг относительно друга в плоскости соприкосновения. В переносной солнечной фотоэлектрической установке солнечная батарея может быть выполнена из n-секций.

Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 на виде сбоку показана переносная солнечная фотоэлектрическая установка. На фиг.2а, б показана верхняя пластина с шарнирно закрепленными на ней тремя брусками, четвертым бруском и солнечной батареей, причем на фиг.2,а показан вид сбоку, а на фиг.2,б - вид сверху. На фиг.3а, б показана нижняя пластина с присоединенными к ней остальными четырьмя брусками, причем на фиг.3а показан вид сбоку, а на фиг.3б - вид сверху. На фиг.4 показан вариант скобы.

Переносная солнечная фотоэлектрическая установка (фиг.1) содержит солнечную батарею 1, верхнюю 2 и нижнюю 3 пластины и восемь брусков. Три из восьми брусков (фиг.2) посредством шарниров 4 одними своими концами присоединены к верхней пластине 2. Два бруска 5, из этих трех, другими концами соединены вместе с помощью скобы 6 и присоединены к третьему бруску 7 с помощью, например, болта 8 с гайкой, проходящего через отверстие в скобе 6 и одно из отверстий 9 в третьем бруске 7. Четвертый брусок 10 прикреплен к двум, соединенным вместе, брускам 5, и к ним же присоединена солнечная батарея 1. В верхней пластине 2 выполнено отверстие 11, предназначенное для ее соединения с нижней пластиной 3. Остальные четыре бруска 12 (фиг.3) закреплены на нижней пластине 3. При этом бруски 12 располагаются так, что часть каждого из них выступает за пределы нижней пластины 3, а другая часть, сопрягающаяся с нижней пластиной 3, имеет минимальную длину, но достаточную, по соображениям прочности, для соединения брусков 12 и пластины 3. Кроме того бруски 12 расположены так, что концы брусков, выступающие за пределы пластины 3, расположены в углах квадрата максимально возможной площади. В нижней пластине 3 выполнено отверстие 13, предназначенное для ее соединения с верхней пластиной 2. Соединение верхней пластины 2 с брусками и СБ (фиг.2) и нижней пластины 3 с брусками (фиг.3) в единую конструкцию - переносную солнечную фотоэлектрическую установку (фиг.1) производится, например, посредством центрального болта 14 с гайкой и шайбами, проходящего через отверстия 11 и 13 в верхней и нижней пластинах.

Усилие затяжки гайки центрального болта 14 позволяет в процессе эксплуатации производить поворот верхней пластины с СБ относительно нижней пластины.

Верхняя 2 и нижняя 3 пластины и восемь брусков могут быть выполнены из прочного, легкого, устойчивого к воздействию воды, солнечного излучения и перепадов температуры материала, например, фанеры и дерева, пропитанных составом, обеспечивающим устойчивость к воздействию вышеуказанных факторов. Прочность конструкции, являющейся опорой для СБ, при малом весе ее образующих элементов, обеспечивается за счет пирамидальной формы. Максимальная площадь квадрата, образованного выступающими концами брусков, соединенных с нижней пластиной, повышает устойчивость легкой конструкции - переносной солнечной фотоэлектрической установки к воздействию ветровой нагрузки. Таким образом, вышеуказанные особенности конструкции позволяют решить поставленную задачу, а именно создать переносную солнечную фотоэлектрическую установку, сочетающую низкий вес с устойчивостью к ветровым нагрузкам.

Соединение указанных элементов на фиг.2 и фиг.3 может быть как разборным, например с помощью самонарезающих шурупов, так и неразботным, за исключением соединительного болта 8 с гайкой, обеспечивающего соединение двух брусков 5 с третьим 7. Изменение угла наклона СБ в вертикальной плоскости осуществляется за счет изменения расстояния между точкой присоединения двух брусков 5 к третьему 7. В варианте, показанном на фиг.2а, б, это осуществляется путем использования другого из отверстий 9 в третьем бруске 7, к которому посредством соединительного болта 8 присоединяется скоба 6.

В случае использования разборных соединений для крепления брусков к пластинам 2 и 3, шарнирам 4 и скобе 6 можно получить дополнительные преимущества при переноске и транспортировании переносной солнечной фотоэлектрической установки. Для чего верхняя и нижняя пластины выполняются прямоугольной формы в плане, а бруски, после их демонтажа, закрепляются по периметру одной из пластин с одной из ее сторон. При этом получается конструкция в виде «ящика» с крышкой, дном у которой является одна из пластин, стенками - бруски, а крышкой - другая пластина. При выборе размеров пластин и брусков, достаточными для размещения внутри полученного «ящика» солнечной батареи или секций СБ, дополнительно упрощается переноска и транспортирование переносной солнечной фотоэлектрической установки. При переноске солнечная батарея или секции СБ располагаются в «ящике», что упрощает перемещение разобранной установки, а солнечная батарея или секции СБ получают защиту от механических повреждений в процессе переноски или транспортирования. Применение не единой солнечной батареи, а солнечной батареи в виде секций, позволяет уменьшить габаритные размеры «ящика» и дополнительно улучшить условия переноски и транспортирования переносной солнечной фотоэлектрической установки.

1. Переносная солнечная фотоэлектрическая установка, включающая солнечную батарею, закрепленную на опоре с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит верхнюю и нижнюю пластины и восемь брусков, причем три из них одними своими концами шарнирно закреплены на одной из сторон верхней пластины в точках, образующих вершины треугольника, другими концами два бруска из этих трех соединены вместе и прикреплены к третьему бруску на расстоянии от его шарнирно закрепленного конца с возможностью изменения этого расстояния, четвертый брусок прикреплен к двум соединенным вместе брускам параллельно плоскости верхней пластины, образуя опору, остальные четыре бруска закреплены на одной из сторон нижней пластины так, что часть каждого из них выступает за пределы нижней пластины, причем выступающие концы четырех брусков находятся в вершинах квадрата наибольшей возможной площади, при этом верхняя и нижняя пластины сторонами, свободными от закрепленных брусков, соединены с возможностью взаимного проворачивания относительно друг друга в плоскости соприкосновения.

2. Переносная солнечная фотоэлектрическая установка по п.1, отличающаяся тем, что солнечная батарея выполнена из n-секций.