MD4419C1

MD4419C1 - Sistem de orientare a panourilor fotovoltaice

Info

Publication number: MD4419C1
Application number: MDA20150114A
Authority: MD
Inventors: Ион БОСТАН; Валериу ДУЛГЕРУ; Кэтэлин ДУМИТРЕСКУ; Олег ЧОБАНУ; Раду ЧОБАНУ; Ион КОЗМА
Original assignee: Технический университет Молдовы; Исследовательский Институт Гидравлики И Пневматики
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2016-12-31
Also published as: MD4419B1

Abstract

Invenţia se referă la sistemele de conversie a energiei regenerabile, şi anume la sistemele de orientare a unui grup de panouri fotovoltaice după soare.Sistemul de orientare a panourilor fotovoltaice include panouri fotovoltaice (1), instalate pe nişte suporturi (2, 3, 4) în punctele A, B, C. Suportul (2), cu un capăt, este fixat rigid pe o bază, şi cu celălalt capăt este fixat în punctul A, amplasat în partea de sus la mijlocul panoului (1), prin intermediul unui reazem sferic (14), amplasat într-un locaş sferic (17) şi executat cu 2 grade de libertate pentru amplasarea unui deget (15) într-o canelură (16), executată longitudinal în locaşul sferic (17), unit cu o tijă (18), care prin intermediul unui cuplaj unisens (19) comunică cu un şurub (20) al unui nod (21) cu transmisie şurub-piuliţă cu pas mic al filetului, iar suporturile (3 şi 4), cu un capăt, sunt fixate rigid, respectiv, în punctele B şi C, amplasate simetric faţă de punctul A în partea de jos a panoului (1), şi sunt executate în formă de tije reglabile, care conţin, respectiv, câte un nod (5 şi 6) cu transmisie şurub-piuliţă cu nişte şuruburi (7 şi 8), unite rigid cu nişte roţi elicoidale (9 şi 10), între care este amplasat un pinion elicoidal (11), legat cinematic cu arborele unui motor electric (12), unit şi cu nişte arbori cardanici (13). Direcţia liniei elicoidale a şurubului (7) este inversă direcţiei liniei elicoidale a şurubului (8).

Description

Invenţia se referă la sistemele de conversie a energiei regenerabile, şi anume la sistemele de orientare a unui grup de panouri fotovoltaice după soare.

Este cunoscut sistemul de orientare după soare, care include un suport rigid, pe care este montată o platformă cu panouri solare prin intermediul unui reazem central şi a trei motoare hidraulice liniare laterale de acţionare a platformei în plan azimutal şi meridional. La capetele motoarelor hidraulice sunt executate locaşuri sferice, în care sunt amplasate reazeme sferice, fixate pe partea din spate a platformei şi, respectiv, pe suport. Motoarele hidraulice sunt unite cu o instalaţie hidraulică cu sistem de comandă computerizat [1].

Dezavantajul acestui sistem constă în aceea că are o construcţie complexă.

Este cunoscut sistemul de orientare după soare, care constă dintr-un ansamblu de şapte actuatoare cu parafină (A, B, C, D, E, F şi G), distribuite în jurul unui rotor constituit dintr-un butuc fixat concentric pe un ax vertical, butucul fiind plasat pe un rulment asupra căruia acţionează ansamblul de actuatoare (A, B, C, D, E, F şi G) expuse succesiv radiaţiei solare, printr-un disc parasolar prevăzut cu o fantă (t), la extremitatea axului fiind montat, prin intermediul unei articulaţii, un panou cu celule fotovoltaice, care se roteşte sub acţiunea axului, urmărind în timpul rotaţiei profilul unei came, prin intermediul unui pinten cu rolă, pentru funcţionarea corectă, pe axul vertical fiind plasat şi un dispozitiv unisens, solidar cu axul şi cu discul parasolar [2].

Dezavantajele sistemului constau în aceea că posedă o construcţie complicată şi o eficienţă de conversie relativ redusă.

Cea mai apropiată soluţie este sistemul de orientare a panourilor fotovoltaice, care conţine panouri fotovoltaice, amplasate pe suporturi, şi arbori de orientare a panourilor fotovoltaice în plan meridional, legaţi cu un motor-reductor precesional prin intermediul unei serii de arbori. Arborii sunt legaţi cinematic cu panourile fotovoltaice în plan azimutal prin intermediul unui sistem de bare articulate, amplasate într-o flanşă, legată cinematic cu arborele de orientare a panourilor fotovoltaice în plan meridional prin intermediul unei transmisii şurub-piuliţă [3].

Dezavantajele acestui sistem de orientare constau în construcţia complicată a mecanismelor de rotaţie în plan azimutal şi zenital, a sistemului de dirijare cu ele, precum şi posibilităţile funcţionale reduse.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenţia constă în simplificarea construcţiei şi majorarea eficienţei de conversie.

Sistemul de orientare a panourilor fotovoltaice, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că include panouri fotovoltaice, instalate pe nişte suporturi în punctele A, B, C. Un suport, cu un capăt, este fixat rigid pe o bază, şi cu celălalt capăt este fixat în punctul A, amplasat în partea de sus la mijlocul panoului, prin intermediul unui reazem sferic, amplasat într-un locaş sferic şi executat cu 2 grade de libertate pentru amplasarea unui deget într-o canelură, executată longitudinal în locaşul sferic, unit cu o tijă, care prin intermediul unui cuplaj unisens comunică cu un şurub al unui nod cu transmisie şurub-piuliţă cu pas mic al filetului, iar celelalte două suporturi, cu un capăt, sunt fixate rigid, respectiv, în punctele B şi C, amplasate simetric faţă de punctul A în partea de jos a panoului, şi sunt executate în formă de tije reglabile, care conţin, respectiv, câte un nod cu transmisie şurub-piuliţă cu nişte şuruburi, unite rigid cu nişte roţi elicoidale, între care este amplasat un pinion elicoidal, legat cinematic cu arborele unui motor electric, unit şi cu nişte arbori cardanici. Direcţia liniei elicoidale a unui şurub este inversă direcţiei liniei elicoidale a celuilalt şurub.

Avantajele pe care le asigură prezenta invenţie constau în orientarea optimă a unui grup de panouri fotovoltaice după soare prin:

- utilizarea unui singur motor electric şi a unor transmisii elicoidale şi arbori cardanici;

- orientarea panoului fotovoltaic prin acţionarea asupra lui prin trei puncte alese optim pe suprafaţa panoului, inclusiv, prin compensarea varierii unghiului azimutal al soarelui legat de factorul sezonier.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1-3, care reprezintă:

- fig. 1, vederea generală a sistemului de orientare a panourilor fotovoltaice;

- fig. 2, vederea A din fig. 1;

- fig. 3, vederea sistemului de orientare a panoului cu compensarea varierii unghiului azimutal al soarelui legat de factorul sezonier.

Sistemul de orientare a panourilor fotovoltaice include panouri fotovoltaice 1, instalate pe nişte suporturi 2, 3, 4 în punctele A, B, C. Suportul 2, cu un capăt, este fixat rigid pe o bază, şi cu celălalt capăt este fixat în punctul A, amplasat în partea de sus la mijlocul panoului 1, prin intermediul unui reazem sferic 14, amplasat într-un locaş sferic 17 şi executat cu 2 grade de libertate pentru amplasarea unui deget 15 într-o canelură 16, executată longitudinal în locaşul sferic 17, unit cu o tijă 18, care prin intermediul unui cuplaj unisens 19 comunică cu un şurub 20 al unui nod 21 cu transmisie şurub-piuliţă cu pas mic al filetului, iar suporturile 3 şi 4, cu un capăt, sunt fixate rigid, respectiv, în punctele B şi C, amplasate simetric faţă de punctul A în partea de jos a panoului 1, şi sunt executate în formă de tije reglabile, care conţin, respectiv, câte un nod 5 şi 6 cu transmisie şurub-piuliţă cu nişte şuruburi 7 şi 8, unite rigid cu nişte roţi elicoidale 9 şi 10, între care este amplasat un pinion elicoidal 11, legat cinematic cu arborele unui motor electric 12, unit şi cu nişte arbori cardanici 13. Direcţia liniei elicoidale a şurubului 7 este inversă direcţiei liniei elicoidale a şurubului 8.

Sistemul de orientare a panourilor fotovoltaice funcţionează în modul următor.

Mişcarea de rotaţie de la motorul electric 12 se transmite pinionului elicoidal 11, care angrenând simultan cu roţile elicoidale 9 şi 10, le comunică o mişcare de rotaţie redusă, care este transmisă şuruburilor 7 şi 8. Datorită execuţiei şuruburilor 7 şi 8 cu direcţie inversă a liniei elicoidale, piuliţele nodurilor 5 şi 6 se vor deplasa în direcţie inversă, realizând poziţionarea panoului fotovoltaic 1 după soare. Alegerea parametrilor geometrici ai nodurilor cu transmisie şurub-piuliţă, poziţionarea lor faţă de suportul 2, alegerea optimă a distanţelor dintre punctele A, B, C, asigură formarea unghiurilor azimutale şi meridionale optime şi orientarea optimă a panourilor fotovoltaice după soare.

Pentru asigurarea corectării poziţionării azimutale a panourilor fotovoltaice legată de factorul sezonier (vară, iarnă, primăvară) în sistemul de orientare (fig. 3), reazemul sferic 14 este amplasat într-un locaş sferic 17 şi executat cu 2 grade de libertate pentru amplasarea unui deget 15 într-o canelură 16, executată longitudinal în locaşul sferic 17. Mişcarea de rotaţie alternativă a tijei 18, legate rigid cu locaşul sferic 17, este transmisă prin intermediul cuplajului unisens 19 şurubului 20 al nodului 21 cu transmisie şurub-piuliţă. Această mişcare de rotaţie într-o singură direcţie este transformată în mişcare de translaţie a locaşului sferic 17, care asigură corectarea permanentă a unghiului azimutal al panourilor fotovoltaice 1.

Soluţia tehnică propusă permite orientarea optimă după soare a unui grup de panouri fotovoltaice în plan meridional şi azimutal cu luarea în consideraţie a factorului sezonier cu un singur motor electric şi o serie de transmisii elicoidale şi arbori cardanici, ceea ce asigură simplitate constructivă.

1. MD 887 Y 2015.02.28

2. RO 122873 B1 2010.03.30

3. MD 4401 B1 2016.02.29

Claims

Sistem de orientare a panourilor fotovoltaice, care include panouri fotovoltaice (1), instalate pe nişte suporturi (2, 3, 4) în punctele A, B, C, totodată suportul (2), cu un capăt, este fixat rigid pe o bază, şi cu celălalt capăt este fixat în punctul A, amplasat în partea de sus la mijlocul panoului (1), prin intermediul unui reazem sferic (14), amplasat într-un locaş sferic (17) şi executat cu 2 grade de libertate pentru amplasarea unui deget (15) într-o canelură (16), executată longitudinal în locaşul sferic (17), unit cu o tijă (18), care prin intermediul unui cuplaj unisens (19) comunică cu un şurub (20) al unui nod (21) cu transmisie şurub-piuliţă cu pas mic al filetului, iar suporturile (3 şi 4), cu un capăt, sunt fixate rigid, respectiv, în punctele B şi C, amplasate simetric faţă de punctul A în partea de jos a panoului (1), şi sunt executate în formă de tije reglabile, care conţin, respectiv, câte un nod (5 şi 6) cu transmisie şurub-piuliţă cu nişte şuruburi (7 şi 8), unite rigid cu nişte roţi elicoidale (9 şi 10), între care este amplasat un pinion elicoidal (11), legat cinematic cu arborele unui motor electric (12), unit şi cu nişte arbori cardanici (13), totodată direcţia liniei elicoidale a şurubului (7) este inversă direcţiei liniei elicoidale a şurubului (8).

Sistem de orientare a panourilor fotovoltaice, conform revendicării 1, în care reazemul sferic (14), amplasat în locaşul sferic (17), este dotat cu cel puţin un deget (15).