EA023274B1 - Солнечный модуль - Google Patents

Abstract

Солнечный модуль (1), включающий в себя множество пластинчатых солнечных панелей (10), которые установлены на продолговатом держателе (3) с возможностью поворота вокруг одной общей оси (11) и могут двигаться между первым положением, в котором они располагаются друг над другом, по существу, совпадая и параллельно держателю (3), и вторым положением, в котором они располагаются, по существу, рядом друг с другом, раскладываясь веером вокруг названной оси (11), при этом держатель (3) может выдвигаться из корпуса (2), в котором он помещается с солнечными панелями (10) в первом положении, через закрываемое отверстие (5) этого корпуса.

Description

Настоящее изобретение касается солнечного модуля, включающего в себя множество пластинчатых солнечных панелей, которые установлены на продолговатом держателе с возможностью поворота вокруг одной общей оси и могут двигаться между первым положением, в котором они располагаются друг над другом, по существу, совпадая и параллельно держателю, и вторым положением, в котором они располагаются, по существу, рядом друг с другом, раскладываясь веером вокруг названной оси.

Солнечные модули этого рода известны, например, из И8 2004/0069341 А1, ЕР 1885038 А1, СЫ 2893950 Υ или СЫ 201252107 Υ и применяются для мобильного питания электрических малогабаритных приборов, таких как мобильные телефоны, лэптопы и т.д. Эти известные приборы выполнены в виде ручных или настольных устройств, при этом солнечные панели могут раскладываться подобно вееру и складываться в целях транспортировки.

В отличие от этого, изобретение ставит перед собой цель создать солнечный модуль, который пригоден для стационарного применения вне помещений, например в качестве установки энергоснабжения для односемейного дома.

Эта цель достигается с помощью солнечного модуля вышеназванного рода, который в соответствии с изобретением отличается тем, что держатель может выдвигаться из корпуса, в котором он помещается с солнечными панелями в первом положении, через закрываемое отверстие этого корпуса. Таким образом, чувствительные солнечные панели ночью или при плохой погоде, например буре, ударе молнии, граде или сильном дожде, могут задвигаться для защиты их от повреждений.

Предпочтительно корпус имеет форму плоской коробки, на верхней стороне которой находится названное отверстие, и при этом держатель установлен в корпусе с возможностью поворота и в задвинутом положении располагается параллельно верхней стороне и под ней, а в выдвинутом положении откинут через отверстие. Солнечный модуль согласно изобретению имеет благодаря этому малую глубину встраивания, что делает более удобным его встраивание в землю или фасад или перекрытие здания.

В первом предпочтительном варианте осуществления корпус образует непроницаемый поддон для встраивания в землю верхней стороной заподлицо с поверхностью, так чтобы солнечные панели в задвинутом исходном положении были защищены со всех сторон, также от влажности земли.

В одном из альтернативных предпочтительных вариантов осуществления корпус оснащен средствами для встраивания верхней стороной заподлицо с поверхностью в фасад здания или крышу здания, благодаря чему имеющиеся поверхности здания могут использоваться для получения энергии.

Согласно другому предпочтительному признаку изобретения отверстие может закрываться по меньшей мере одной скользящей примерно параллельно верхней стороне корпуса крышкой. Такое исполнение крышки требует мало места для открывания и в открытом состоянии не мешает выдвиганию и движениям солнечных панелей.

Особенно предпочтительно, если крышка образует плоский озеленяемый поддон, благодаря чему солнечный модуль может интегрироваться незаметным и защищенным образом в поверхность сада или зеленого насаждения. Озеленение крышки одновременно образует термическую изоляцию.

По другому предпочтительному варианту осуществления изобретения по меньшей мере одна солнечная панель на своей задней стороне оснащена чистящей кромкой, скользящей при раскладывании веером по находящейся под ней солнечной панели. Таким образом одновременно создается самоочищающийся солнечный модуль: при раскладывании веером, а также при противоположном движении, чистящая кромка одной солнечной панели очищает поверхность соседней солнечной панели от пыли, снега, дождя, листьев и т.д., так что оптимальная работоспособность солнечных панелей сохраняется даже при изменяющихся погодных воздействиях и в течение всего года. Предпочтительно все солнечные панели, за исключением самой нижней, снабжены такой чистящей кромкой.

С той же целью согласно другому признаку изобретения может быть предусмотрено, чтобы отверстие корпуса было оснащено чистящей кромкой, скользящей при выдвигании держателя по самой верхней из расположенных друг над другом солнечных панелей, благодаря чему также самая верхняя солнечная панель автоматически очищается.

Альтернативно эта функция очищения может достигаться, когда крышка оснащена чистящей кромкой, скользящей при ее открытии по самой верхней из расположенных друг над другом солнечных панелей.

В каждом случае особенно предпочтительно, если держатель на одном своем конце имеет поворотную головку для установки солнечных панелей. Благодаря этому солнечные панели в разложенном веером положении могут точно ориентироваться на солнце. Предпочтительно для этого предусмотрено, чтобы держатель и/или поворотная головка, в случае если таковая имеется, был/была оснащена приводом, управляемым в зависимости от высоты солнца, для автоматического слежения солнечных панелей за солнцем, чтобы всегда достигать оптимального коэффициента полезного действия в течение дня и года.

Солнечные панели могли бы, в принципе, выдвигаться из корпуса и раскладываться веером вручную и наоборот. Особенно предпочтительно, однако, если солнечные панели могут двигаться между их положениями посредством электропривода, и держатель может задвигаться и выдвигаться посредством электропривода, так чтобы работа солнечного модуля могла быть автоматизирована. Солнечные панели

- 1 023274 могут, таким образом, например, при достаточном солнечном свете и хорошей погоде автоматически выдвигаться и раскладываться веером, а в темноте или при плохой погоде автоматически складываться и задвигаться.

Предпочтительно эти электроприводы представляют собой червячные приводы, которые входят в зацепление с зубчатыми венцами приводных осей, что позволяет получить компактные приводы с высоким понижением между частотой вращения двигателя и выходной частотой вращения.

Солнечные панели могут представлять собой, в принципе, панели любого известного в технике рода, который позволяет осуществлять преобразование солнечного света в пригодную для использования энергию, например, с помощью циркулирующих в солнечных панелях теплопередающих текучих сред, которые нагреваются солнечным светом. Предпочтительно, однако, каждая солнечная панель образована плоской матрицей фотогальванических солнечных ячеек, чтобы непосредственно вырабатывать электрическую энергию. Это облегчает также соединение солнечных панелей между собой и их подключение к держателю или, соответственно, поворотной головке, потому что здесь необходимо изготавливать только электрические подключения.

Ниже изобретение поясняется подробнее на одном из примеров осуществления, изображенном на прилагаемых чертежах. На чертежах показано:

фиг. 1: солнечный модуль изобретения в сложенном и задвинутом положении на виде в перспективе;

фиг. 2: солнечный модуль изобретения в разложенном веером и выдвинутом положении на виде в перспективе;

фиг. 3а-3£: виды в перспективе солнечного модуля согласно изобретению в следующих друг за другом фазах выдвигания держателя и раскладывания веером солнечных панелей;

фиг. 4: один из приводов солнечного модуля на виде сбоку;

фиг. 5: сечение двух находящихся друг над другом солнечных панелей для изображения чистящей кромки между ними; и фиг. 6: вид сечения корпуса и его отверстия, снабженного чистящей кромкой для самой верхней солнечной панели.

В соответствии с фиг. 1-3 солнечный модуль 1 включает в себя корпус 2, в котором установлен с возможностью поворота вокруг оси 4 продолговатый держатель 3. Корпус 2 имеет примерно форму плоской коробки и в показанном примере выполнен в виде рамы из ферм. На его верхней стороне корпус 2 имеет отверстие 5, через которое откидывается держатель 3 при выдвигании и задвигании (см. фиг. 3 с).

Отверстие 5 закрыто по меньшей мере одной крышкой 6, которая для выдвигания держателя 3 может откидываться или, как в показанном примере, соскальзывать вбок. С этой целью крышка 6 установлена с возможностью скольжения по направляющим 7 (см. фиг. 3Ь), которые, в свою очередь, могут несколько приподниматься по линейным направляющим 8 над верхней стороной корпуса 2 (фиг. 3а), чтобы крышка 6 могла проскальзывать вбок через край корпуса 2.

После полного откидывания держателя 3 крышка 6 может снова скользить назад на свое место (фиг. 3й). Вспомогательная крышка 6', которая закрыла отверстие 5 в том месте, где проходит держатель 3 в выдвинутом состоянии, может в этом положении оставаться открытой, будучи откинутой.

Корпус 2 может быть своей верхней стороной заподлицо с поверхностью встроен в землю, фасад здания или крышу здания. При встраивании в землю корпус 2 предпочтительно выполнен в виде непроницаемого поддона, чтобы защищать от влажности земли. Крышка 6 может образовывать плоский озеленяемый поддон, так чтобы солнечный модуль 1 мог интегрироваться в зеленую поверхность.

Для встраивания заподлицо с поверхностью в фасад здания или в крышу дома корпус 2 может быть снабжен соединительными частями для крепления заподлицо в соответствующем отверстии фасада или крыши, например, крепежными лапками или фланцами (не показаны).

На конце, противолежащем его опорной оси 4, держатель 3 имеет поворотную головку 9 для установки с возможностью перестановки набора пластинчатых солнечных панелей 10. Солнечные панели 10 установлены с возможностью поворота вокруг одной общей оси 11 на держателе 3, точнее, на его поворотной головке 9, и таким образом из первого положения, см. фиг. 1 и 3а-й. в котором они, по существу, совпадая, располагаются друг над другом и параллельно держателю 3, могут приводиться во второе положение, в котором они разложены веером вокруг оси 11 и при этом располагаются, по существу, рядом друг с другом, см. фиг. 2 и 3£, и наоборот. Как видно, солнечные панели 10 имеют предпочтительно форму сектора круга, так что они в разложенном веером положении дополняют друг друга, образуя полный круг.

Каждая солнечная панель 10 в показанном примере осуществления образована плоской матрицей фотогальванических солнечных ячеек 12. Электрические подключения или, соответственно, соединения солнечных ячеек 12 и солнечных панелей 10 с целью наглядности не показаны; например, солнечные панели 10 контактируются посредством гибких соединительных кабелей или скользящих контактов и жестких контактных колец и подключаются к другой электрике для передачи энергии.

Поворотная головка 9 установлена с возможностью поворота вокруг вертикальной оси 13 и вокруг горизонтальной оси 14 на держателе 3, так что ось 11 или, соответственно, солнечные панели 10 могут

- 2 023274 оптимально ориентироваться на солнце. С этой целью может быть также предусмотрен привод, управляемый в зависимости от высоты солнца соответствующими сенсорами (не показаны), для автоматического слежения солнечных панелей 10 за солнцем, например, с помощью исполнительных приводов, которые ориентируют поворотную головку 9 на ее осях 13, 14 вращения.

Эти исполнительные приводы могут, например, представлять собой снабженные электродвигателями червячные приводы, которые воздействуют на зубчатые венцы, сцепленные с осями 13, 14. Аналогичные червячные приводы применяются предпочтительно также для откидывания и закидывания держателя 3 и для раскладывания веером и складывания солнечных панелей 10.

На фиг. 4 показан один из этих приводов в деталях. Электродвигатель 15 осуществляет привод червяка 16, который входит в зацепление с зубчатым венцом 17, сцепленным непосредственно с одной частью 18 шарикоподшипника, другая часть 19 которого смонтирована неподвижно. Часть 18 сцеплена в каждом случае с тем компонентом, привод которого должен осуществляться, таким как держатель 3 относительно корпуса 2, поворотная головка 9 относительно держателя 3, часть 20 опорного узла поворотной головки 9 для солнечных панелей 10 относительно остальной поворотной головки 9 или, соответственно, солнечные панели 10 относительно части 20 опорного узла. Для раскладывания веером солнечных панелей 10 вокруг оси 11 достаточно, например, осуществлять привод только самой верхней или самой нижней солнечной панели 10, когда каждая солнечная панель 10 тащит за собой расположенную под ней или, соответственно, расположенную над ней солнечную панель 10 посредством тянущего крючка или тянущих планок 21 (фиг. 5).

Скольжение друг по другу солнечных панелей 10 при этом тянущем движении может использоваться для чистки солнечных панелей 10. С этой целью в соответствии с фиг. 5 каждая солнечная панель 10 (за исключением самой нижней солнечной панели 10) на своей задней стороне оснащена чистящей кромкой 22, которая при раскладывании веером очищает в каждом случае находящуюся под ней солнечную панель 10. Чистящая кромка 10 может, например, представлять собой резиновую кромку или щеточную кромку.

Чистящая кромка 22 может одновременно образовывать тянущую планку 21. Тянущая планка 21 упирается в конце своего движения по находящейся под ней солнечной панели 10 в упорную планку 23 этой панели.

Для самой верхней солнечной панели 10 может быть предусмотрена расположенная в корпусе 2 другая чистящая кромка 24, например, на направляющей 7, см. фиг. 6. Чистящая кромка 24 очищает самую верхнюю солнечную панель 10 при откидывании и держателя 3 из корпуса 2, и его убирания в корпус 2. Альтернативно другая чистящая кромка 24 могла бы также располагаться на крышке 6 и двигаться при открытии крышки по самой верхней солнечной панели 10 (не изображено).

Изобретение не ограничено изображенным вариантом осуществления, а включает в себя все варианты и модификации, которые попадают в рамки прилагаемых пунктов формулы изобретения. Например, держатель 3 мог бы вместо откидывания посредством линейного движения выдвигаться из корпуса 2, если этот корпус был бы выполнен соответствующим образом, например имел вертикальный формат. Также вместо скользящей крышки 6 может быть предусмотрена откидная крышка, в случае если это желательно для упрощения. Кроме того, солнечный модуль 1 пригоден также для встраивания предпочтительно заподлицо с поверхностью в конструкции крыш или поверхности наземных и водных транспортных средств, например крыши жилых прицепов и палубы судов.

Claims (14)

1. Солнечный модуль (1), включающий в себя множество пластинчатых солнечных панелей (10), которые установлены на продолговатом держателе (3) с возможностью поворота вокруг одной общей оси (11) и являются перемещаемыми между первым положением, в котором они располагаются друг над другом, по существу совпадая и параллельно держателю (3), и вторым положением, в котором они располагаются, по существу, рядом друг с другом, раскладываясь веером вокруг указанной оси (11), отличающийся тем, что держатель (3) выполнен с возможностью выдвигания из корпуса (2), в котором он помещен с солнечными панелями (10) в первом положении, через закрываемое отверстие (5) этого корпуса, при этом корпус (2) имеет форму плоской коробки, на верхней стороне которой находится указанное отверстие (5), и при этом держатель (3) установлен в корпусе (2) с возможностью поворота и в задвинутом положении расположен параллельно верхней стороне и под ней, а в выдвинутом положении откинут через отверстие (5).

2. Солнечный модуль по п.1, отличающийся тем, что корпус (2) представляет собой непроницаемый бункер для встраивания в землю верхней стороной заподлицо с поверхностью.

3. Солнечный модуль по п.1, отличающийся тем, что корпус (2) оснащен средствами для встраивания верхней стороной заподлицо с поверхностью в фасад здания или крышу здания.

4. Солнечный модуль по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что отверстие (5) закрывается по меньшей мере одной скользящей, по существу, параллельно верхней стороне корпуса крышкой (6).

5. Солнечный модуль по п.4, отличающийся тем, что крышка (6) представляет собой плоский лоток

- 3 023274 для озеленения.

6. Солнечный модуль по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что по меньшей мере одна солнечная панель (10) на своей задней стороне оснащена чистящей кромкой (22), выполненной с возможностью скольжения при раскладывании веером по находящейся под ней солнечной панели (10).

7. Солнечный модуль по п.6, отличающийся тем, что все солнечные панели (10), за исключением самой нижней, снабжены указанной чистящей кромкой (22).

8. Солнечный модуль по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что корпус (2) оснащен чистящей кромкой (24), выполненной с возможностью скольжения при выдвигании держателя (3) по самой верхней из расположенных друг над другом солнечных панелей (10).

9. Солнечный модуль по одному из пп.4-8, отличающийся тем, что чистящая кромка (24) выполнена с возможностью скольжения по самой верхней из расположенных друг над другом солнечных панелей (10) при открывании крышки (6).

10. Солнечный модуль по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что держатель (3) на одном своем конце имеет поворотную головку (9) для установки солнечных панелей (10).

11. Солнечный модуль по одному из пп.1-10, отличающийся тем, что держатель (3) и/или поворотная головка (9) оснащен/оснащены приводом (15-19), управляемым в зависимости от высоты солнца, для автоматического слежения солнечных панелей (10) за солнцем.

12. Солнечный модуль по одному из пп.1-11, отличающийся тем, что солнечные панели (10) и держатель (3) выполнены с возможностью перемещения между их положениями посредством электропривода (15-19).

13. Солнечный модуль по п.12, отличающийся тем, что электроприводы (15-19) представляют собой червячные приводы (16), которые входят в зацепление с зубчатыми венцами (17) приводных осей (11) .

14. Солнечный модуль по одному из пп.1-13, отличающийся тем, что каждая солнечная панель (10) образована плоской матрицей фотогальванических солнечных ячеек (12).