HU231197B1 - Solar cell structure - Google Patents
Solar cell structure Download PDFInfo
- Publication number
- HU231197B1 HU231197B1 HU1800176A HUP1800176A HU231197B1 HU 231197 B1 HU231197 B1 HU 231197B1 HU 1800176 A HU1800176 A HU 1800176A HU P1800176 A HUP1800176 A HU P1800176A HU 231197 B1 HU231197 B1 HU 231197B1
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- solar cell
- cells
- structure according
- solar
- support
- Prior art date
Links
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 claims description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229920001875 Ebonite Polymers 0.000 description 1
- 241000127225 Enceliopsis nudicaulis Species 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000005289 physical deposition Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229920000638 styrene acrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S20/00—Supporting structures for PV modules
- H02S20/30—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S30/00—Structural details of PV modules other than those related to light conversion
- H02S30/10—Frame structures
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
7U426/DO7U426/DO
NAPELEM SZERKEZETSOLAR PANEL STRUCTURE
A találmány tárgya napelem szerkezet, amelynek napsugarakat, összegyűjtő cellái» a cellákat hordozó tartószerkezete, valamint kiegészítő szerkezeti egységei vannak.The subject of the invention is a solar cell structure, which has cells that collect solar rays, a supporting structure that carries the cells, and additional structural units.
Az energiahordozó készletek csökkenése folytán, egyre inkább előtérbe kerülnek a megújuló energiaforrások igénybevétele.Due to the reduction of energy-carrying supplies, the use of renewable energy sources is becoming more and more prominent.
Számos napelem szerkezet ismeretes, amelyek különféle napelem cellákat alkalmaznák. A napelemek általában kristályos és vékonyrétegű cellákon alapulnak, amelyek lényegi különbsége a félvezető réteg gyártásában van,A number of solar structures are known that employ various solar cells. Solar cells are generally based on crystalline and thin-film cells, the main difference of which is the production of the semiconductor layer,
A kristályos napelemek esetén a felvezető réteg szilícium, amelyből vékony lapokat képeznek és ezeket sorba kötve hermetikusan lezárva kapjuk a napelem cellákat.In the case of crystalline solar cells, the conductive layer is silicon, from which thin sheets are formed and these are connected in a row to obtain hermetically sealed solar cell cells.
A vékonyréteges kialakításnál a félvezető réteget kémiai vagy fizikai lecsapafássai nyerik és a lecsapatás közvetlenül az üvegre történik vagy a lecsapatott anyagot viszik fél más felületre.In the thin-film design, the semiconductor layer is obtained by chemical or physical deposition methods and the deposition takes place directly on the glass or the deposited material is taken to another surface.
A napelem, hatásfoka fögg a gyártási technológiától, a hatásfokra azonban hatással van a sugárzás hullámhossza.The efficiency of the solar cell depends on the manufacturing technology, but the efficiency is affected by the wavelength of the radiation.
A napelem szerkezetek közölt ismertek a sík szerkezetű napelemek, ahol a cellák maguk is sík kialakításúak és egy sík tartószerkezeten vannak elhelyezve, a napsugárzás irányában. Hátrányuk, hogy a teljesítmény csak a napelemek számának növelésével érhető eh amely azt jelenti, hogy nagyobb területen kell ezeket elhelyezni és így akár mezőgazdasági művelésre alkalmas területeket vonnak ki a termelésből.The known solar cell structures are planar structure solar cells, where the cells themselves have a planar design and are placed on a flat support structure in the direction of the sun's radiation. Their disadvantage is that the performance can only be achieved by increasing the number of solar panels, which means that they have to be placed in a larger area and thus even areas suitable for agricultural cultivation are taken out of production.
Kötött a beeső napsugár szöge, így az energiatermelés szakaszos.The angle of the incident sunlight is fixed, so the energy production is intermittent.
Bár ezen probléma kiküszöbölésére ismertek az olyan szerkezeti, kialakítások, amelyek nmzgatószerkezeí révén követik a nap mozgását. Ilyen mozgatható szerkezet ismerhető meg pl. a CN 206256890 U sz. közzétételi iratból. Hátrányuk azonban, hogy a sík felületből következően csak. bizonyos szöghatáron belül mozgathatók.Although structural designs that follow the movement of the sun through tracking devices are known to eliminate this problem. Such a movable structure can be seen e.g. CN 206256890 U no. from a publication document. However, their disadvantage is that, due to the flat surface, only they can be moved within a certain angular limit.
A teljesítmény növelésére fényvisszaverő parabola alkalmazását ismerteti a WO 2005/130808 és a WO 2015/120367 sz. közzétételi irat. Ezek bonyolult, drága megoldásnak tűnnek.The use of a reflective parabola to increase performance is described in WO 2005/130808 and WO 2015/120367. publication document. These seem like a complicated, expensive solution.
A jelen találmány célkitűzése nagyobb teljesítményű napelem szerkezet kialakítása, amely kis helyigényű és a napsütések teljes Ideje alatt használható.The objective of the present invention is to create a solar cell structure with a higher performance, which requires little space and can be used during the entire period of sunshine.
A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy egy gömb felület, a sík felület Π-szerese, így ugyanolyan nagyságú sík felületű napelem energiatermelése is nagyobb. Továbbá az ívelt felület tulajdonságai következtében egyes részeit kevésbé érné a napsugárzás, de az ívelt felületen elhelyezett cellák és azoknak lenese fedésével ez a probléma kiküszöbölhető.The invention is based on the recognition that a spherical surface is Π times that of a flat surface, so the energy production of a flat surface solar cell of the same size is also higher. Furthermore, due to the characteristics of the curved surface, some parts would be less exposed to sunlight, but this problem can be eliminated by covering the cells placed on the curved surface and their linen.
IIIHIIliMIIIHIIliM
SZTHH-10030»685SZTHH-10030»685
A találmány szerinti napelem szerkezet, amelynek napsugarakat összegyűjtő cellái, a cellákat hordozó tartószerkezete, valamint kiegészítő szerkezeti egységei vannak, melynek jellemzője, hogy tartószerkezete egy csöalakú tartóoszlopból, a tartóoszlophoz csat lakozó, a tartóoszloppal közős tengelyű csőszakaszokból és a tartószerkezeten elhelyezett, gömbszelet alakban kialakított, síkdomború, az alacsony szögben beeső fénysugarakat megtörő lencsetesteket tartalmazó napelem cellákat hordozó szabályozható ecllatartó konzolból van kialakítva, ahol a gömbszelet belsejében a cellatartó konzol külső kerülete mentén távtartók vannak elhelyezve, amelyek a tartóoszlop felső csőszakaszán lévő rögzítőabroncshoz vannak csúsztathatóan csatlakoztatva és a cellatartó konzol döiésszögét és irányát változtató gömbcsuklója van,The solar cell structure according to the invention, which has cells that collect solar rays, a support structure that carries the cells, and additional structural units, the characteristic of which is that the support structure consists of a tube-shaped support column, pipe sections connected to the support column and having a common axis with the support column, and a spherical slice placed on the support structure, It is formed from a plano-convex, adjustable cell support bracket carrying solar cell cells containing lens bodies that refract light rays incident at a low angle, where spacers are placed inside the sphere along the outer perimeter of the cell support bracket, which are slidably connected to the fixing ring on the upper tube section of the support column and control the angle and direction of the cell support bracket has a variable ball joint,
Λ találmány szerinti napelem szerkezet egy előnyös kiviteli alakja esetén a távtartó Γ alakú profil, amely a tartóoszlop felső szakaszán lévő forgáspont körül elforgatható és a gömbszelet alakú ecllatartó konzol belsejében lévő, a tartóoszloppal közös tengelyű rögzítőabroncshoz csavarral rögzíthető.In the case of a preferred embodiment of the solar cell structure according to the invention Λ, the spacer is a Γ-shaped profile, which can be rotated around the pivot point on the upper section of the support column and can be fixed with a screw to the fixing ring inside the spherical slice-shaped cell support bracket, which has a common axis with the support column.
A találmány szerinti napelem szerkezet egy másik előnyös kiviteli alakjánál a lencsetesteket befogadó napelem cellák a cellatartó konzolon közös rugalmas távtartó szakaszokkal összekötve vannak elhelyezve és a cellatartó konzol távtartójához rögzítve rudanként egy-egy egy másba csúszó csőív van elhelyezve, valamint napelem cellái a gömbszelet cellatartó konzolokban távtartó szakaszokkal vannak elhelyezve.In another preferred embodiment of the solar cell structure according to the invention, the solar cells that accommodate the lens bodies are arranged on the cell support bracket connected by common flexible spacer sections, and each rod is attached to the spacer of the cell support bracket. are arranged in sections.
A találmány szerinti napelem szerkezei valamennyi előnyős kiviteli alakjainak cellái kör alakú polikrisíályos, vékonytechnológiával kialakított cellák vagy napelemei organikus vagy flexibilis fólia, vagy festék alapú fotovoltaikus anyagból vannak kialakítva,The cells of all advantageous embodiments of the structure of the solar cell according to the invention are circular polycrystalline, thin-technological cells or solar cells made of organic or flexible film or paint-based photovoltaic material,
A találmány szerinti napelem szerkezet egy további előnyös kiviteli alakjának cellái az ív (gömbszelet) héján cellatartó konzolokon vannak elhelyezve, ahol a cellatartó konzolokra helyezett cellák vannak elhelyezve, és a cellák fénygyűjtő oldalán, a teljes felületen lencse fedés van, amelyekben előnyösen nagy fényáteresztő képességű műgyanta, szilikon vagy folyadék van.The cells of a further preferred embodiment of the solar cell structure according to the invention are placed on cell-holding brackets on the shell of the arc (spherical slice), where the cells placed on the cell-holding brackets are placed, and on the light-collecting side of the cells, there is a lens covering on the entire surface, which are preferably made of synthetic resin with high light transmittance , silicone or liquid.
A találmány szerinti napelem szerkezet egy további előnyös kiviteli alakjának gyártástechnológiai előnye, hogy az ismertetett héjazat tetszőlegesen válaszható, megfelelően rugalmas, (előnyösen PVC, síkosztirol, vagy SAN anyagú) cellatartó konzolai egy darabból, síkban kivághatóak, maid a sík kerületén körben egymásba csúszó kör kivitelialakú csőszakaszon keresztül, az ahűsó konzolhoz csappal rögzített bordák és az alulsó konzolnak a főtartó oszlopon való csúsztatásával és rögzítésével összehűxhaíóak, előnyösen így kialakítva az adott évszaknak vagy topográfiai elhelyezkedésnek előnyösen megfelelő ívelés mértékét. (Opcionális kiviteli alak lehet a cellatartó konzolok (húzó) mgóstagokkai való összekötése, amelyek alkalmazásával jelentősen megnövelhető az ívelés mértéke)Another advantageous embodiment of the solar cell structure according to the invention has the manufacturing technology advantage that the cell support brackets of the described shell can be chosen as desired, are suitably flexible (preferably made of PVC, polystyrene, or SAN material) and can be cut out of one piece in a plane, but have a circular design that slides into each other around the circumference of the plane through a pipe section, the ribs attached to the cooling console with a pin and the lower console are connected by sliding and fixing them on the main support column, preferably creating the degree of curvature that is advantageously suitable for the given season or topographical location. (An optional design can be the connection of the cell support brackets with (pulling) rods, which can be used to significantly increase the degree of arching)
A találmány szerinti napelem szerkezet egy további előnyős kiviteli alakjának tulajdonsága, hogy a főtartó oszlop szögben megtörhető a főtartó oszlop alulsó és felülső része között elhelyezett csukló segítségével, ezáltal beállítható a gömbszeleinek az adott évszak nap pályájának leginkább megfelelő szögáliása.Another advantageous embodiment of the solar panel structure according to the invention is that the main support column can be broken at an angle with the help of a hinge placed between the lower and upper part of the main support column, thereby setting the angle of the spherical winds that best matches the path of the sun in the given season.
A találmány szerinti napelem szerkezet egy példaképpen! kiviteli alakját a csatolt ábrák segítségével részletesen ismertetjük, ahol azThe solar cell structure according to the invention is an example! its embodiment is described in detail with the help of the attached figures, where it
L ábra a találmány szerinti napelem szerkezet metszete,Figure L is a cross-section of the solar cell structure according to the invention,
2- ábra a találmány szerinti napelem szerkezet gömbfelületének Ctos-Krüger-féle vetületezése teljes félgömbre vonatkoztatva,Figure 2 - the Ctos-Krüger projection of the spherical surface of the solar cell structure according to the invention, referring to the entire hemisphere,
3. a~b> ábra a találmány szerinti napelem szerkezet ívelt gömbszelet héjazatán elhelyezett cellák és lenesek elrendezése,Fig. 3 a~b> is the arrangement of the cells and cells placed on the shell of the curved spherical slice of the solar cell structure according to the invention,
4. ábra az 1. ábra szerinti napelem szerkezet cellatartó konzolénak keresztmetszete, cellájának és lencséjének elhelyezése, annak rétegezéseFigure 4. Cross-section of the cell support bracket of the solar cell structure according to Figure 1, placement of its cell and lens, its layering
5. ábra az 1. ábra szerinti napelem szerkezet a tartóoszlophoz való csatlakozásának metszete,Fig. 5 is a section of the connection of the solar panel structure according to Fig. 1 to the support column,
6. ábra az L ábra szerinti napelem szerkezet gömbszelet héjazatát alkotó konzolok metszete - részlet,Figure 6. Section of the brackets forming the spherical shell of the solar cell structure according to Figure L - detail,
7. ábra az 1. ábra szerinti napelem szerkezet gömbszelet héjazatát alkotó konzolok síkban kiterített mintázata (részlet),Fig. 7 is the flat pattern of the brackets that make up the shell of the spherical slice of the solar cell structure according to Fig. 1 (detail),
8. ábra a találmány szerinti napelem szerkezet lencsesorának metszeti képe,Figure 8 is a cross-sectional view of the lens array of the solar cell structure according to the invention,
9. ábra a találmány szerinti napelem szerkezet gömbszelet héjazatok - azaz cellatartó konzol-összehúzásának, ezáltal az ívelés mértékének megváltoztatási lehetősége,Figure 9. the possibility of changing the degree of curvature of the spherical slice shells of the solar cell structure according to the invention - i.e. the cell support bracket contraction,
10. ábra a találmány szerinti napelem szerkezet külső kerületének egymásba csúszó csőszakaszai.Fig. 10. Pipe sections of the outer circumference of the solar cell structure according to the invention that slide into each other.
Az 1. ábrán a találmány szerinti napelem szerkezet felépítése látható metszetben. A találmány szerinti napelem szerkezet tartószerkezete egy függőleges csőalakú 19 tartóoszlopból, a 19 tartóoszlop felső részébe csúsztathatóan csatlakoztatható középső 16 csőszakaszból és egy felső 12 csőszakaszból és a 16 csőszakasz felső részén rögzíthető 13 és 14 gömb csuklókból épül fel. A napelem szerkezet felső részét tartó 12 csőszakasz felső végén egy csavarkötéssel rögzített 4 cellatartó konzol van elhelyezve, amely a gömbszelet formában van kialakítva.Figure 1 shows the construction of the solar cell structure according to the invention in section. The support structure of the solar panel structure according to the invention is made up of a vertical tubular support column 19, a middle pipe section 16 that can be slidably connected to the upper part of the support column 19, and an upper pipe section 12, and ball joints 13 and 14 that can be fixed on the upper part of the pipe section 16. At the upper end of the 12 pipe sections supporting the upper part of the solar cell structure, there are 4 cell support brackets fixed with a screw connection, which are designed in the form of a spherical slice.
A találmány szerinti napelem szerkezet felső részét alkotó gömbszelet formában kialakított 4 eellatartó konzol külső kerülete mentén 7 távtartók vannak elhelyezve, amelyek csúsztathattam J egy II rögzitőabmneshoz vannak csatlakoztatva, továbbá a csúsztatható 11 rögzítőabronesot egy 10 m szorító csavar rögzít a kívánt helyzetben A 7 távtartó egy „I” alakú profil rudazat. amely egv belső se ' “Spacers 7 are located along the outer circumference of the support bracket 4, which forms the upper part of the solar cell structure according to the invention, and is connected to a fixing aperture II, and the sliding fixing apron 11 is fixed in the desired position by a 10 m clamping screw. The spacer 7 is a " I" shaped profile bar. which egv internal se ' “
Só bt és egy külső szabályozás mértékébe» egy 8 forgáspont körül elforgatható továbbá a gömbszelet alakú 4 cellatartó konzol belsejében lévő, a 19 tartóoszloppal közös tengelyű 11 rögzítő abroncshoz a 10 csavarokkal rögzíthető.It can be rotated around a pivot point 8 to the extent of salt bt and an external control, and it can also be attached with the screws 10 to the fixing tire 11 inside the spherical cell support bracket 4, which has a common axis with the support column 19.
A találmány szerinti napelem szerkezet felső felületén lévő 2 napelemcellák és 3 lencsetestek a 4 cellatartó konzolokban vannak elrendezve amelyek köztes rugalmas 5 távtartó szakaszokkal vannak összekötve és a gömbszelet külső kerületén 7 távtartó rudasaihoz rögzített, radonként egy~egy egymásba csúszó 9 csőív van elhelyezve. A 12 csőszakasz 6 kábelvezető furattal is el van látva.The solar cells 2 and lens bodies 3 on the upper surface of the solar cell structure according to the invention are arranged in the cell support brackets 4, which are connected by intermediate flexible spacer sections 5, and on the outer circumference of the spherical slice 7 are fixed to the spacer rods 9 and slide into each other like radons. The 12 pipe sections are also equipped with 6 cable guide holes.
A szerkezet 4 cellatartó konzol gömbszeletét alkotó kör alakú, polikmtályos 2 napelem cellái úgy vannak elrendezve, hogy a 4 cellatartó konzol ív alakban egy gömbszelet felületet alkot.The cells of the 2 circular, polycrystalline solar cells forming the spherical slice of the 4 cell support brackets of the structure are arranged in such a way that the 4 cell support brackets form a spherical slice surface in the shape of an arc.
A tartószerkezet 12 csőszakaszának ahdsö vége egy 13 gömbcsukló 14 külső házában fordítható belső ponton van rögzítve, hogy a 13 gömbcsukló a 14 külső házban elfordul. A 13 gömbcsukló elfordhására és rögzítésére egy csavarmenettel ellátott 15 állítókar van elhelyezve.The eighth end of the pipe section 12 of the support structure is fixed at a pivotable internal point in the outer housing 14 of a ball joint 13 so that the ball joint 13 rotates in the outer housing 14. An adjusting lever 15 with a screw thread is placed to rotate and fix the ball joint 13.
A találmány szerinti napelem szerkezet 14 külső gömb csukló házhoz egy 16 csőszakasz van rögzítve, amely egy 17 rögzítőkonzol vele azonos forgásteugelyü 19 tartóoszlop belsejébe estiszik, valamint a 17 rögzítökonzol 18 rögzítóesavarokkal és 20 kábelvezető fWattal is el van látva.The solar cell structure according to the invention has a pipe section 16 attached to the outer spherical joint housing 14, which is inserted into the support column 19 of a mounting bracket 17 with the same pivot, and the mounting bracket 17 is also equipped with mounting bolts 18 and cable guide fWatt 20.
A 2. ábrán ezen gömbfelület Gauss-Krüger-f'éle felületezés szerinti vetülete látható.Figure 2 shows the projection of this spherical surface according to the Gauss-Krüger-edge surface.
A 3a. es ob. ábrán a 2 napelemeellák elrendezése látható, amelyek lényegében gömbszelet egy szeletének mentén vaunak elrendezve, és a találmány szerinti napelem szerkezet felületét alakítják ki.The 3a. and ob. Fig. 2 shows the arrangement of the 2 solar cells, which are essentially arranged along a slice of a spherical slice and form the surface of the structure of the solar cell according to the invention.
A 4. ábrán a találmány szerinti napelem szerkezet 4 cellatartó konzoljának keresztmetszete látható, ahol 2 napelemcella felett 3 lencsetest helyezkedik el, amely 4 eellatartó konzol több konzoltól épül fel és a szomszédos konzolokat a 5 távtartó szakasz köti össze amely 5 távtartó szakasz előnyösen rugalmas alapanyagú, amely opcionálisan húzó rugós taggal helyettesíthető.Figure 4 shows the cross-section of the cell support bracket 4 of the solar cell structure according to the invention, where 3 lens bodies are located above 2 solar cell cells, which support bracket 4 is made up of several brackets and the adjacent brackets are connected by the spacer section 5, which spacer section 5 is preferably made of flexible material, which can optionally be replaced by a tensile spring member.
Az 5. abra szerinti elrendezésben a 12 tartóoszlophoz, egy 1 tartókonzol van rögzítve, szegecselés vagy csavarozás útján. Az 1 konzolra a 4 eellatartó konzol alatt 5 távtartó szakasz van rögzítve.In the arrangement according to Fig. 5, a support bracket 1 is attached to the support column 12 by means of riveting or screwing. 5 spacer sections are attached to bracket 1 below support bracket 4.
A 6. ábra a találmány szerinti napelem szerkezet 4 cellatartő konzoljainak egymáshoz és a 4 konzolok 5 távtartóihoz való kapcsolódásának keresztmetszete az 5 távtartók A jelű rugalmas szakaszával amelyek előnyösen síkosztirol, SAN, vagy keménygumi anyagból vannak kialakítva. Megjegyezzük, hogy az 5 távtartó szakasz rugótagből is kialakítható.Figure 6 is a cross-section of the connection of the cell support brackets 4 of the solar cell structure according to the invention to each other and to the spacers 5 of the brackets 4 with the flexible section A of the spacers 5, which are preferably made of polystyrene, SAN, or hard rubber material. Note that the spacer section 5 can also be formed from a spring member.
A 7. ábra a találmány szerinti napelem szerkezet 4 eellatartó konzoléinak 5 rugalmas távtartókkal való összekötésének mintázatát ábrázolja. Megjegyezzük, hogy az ábrán a jobb megfigyelhetőség érdekében a 5 távtartók hossza nem arányos a 4 eellatartó konzolok átmérőihez.Figure 7 shows the pattern of connecting the support brackets 4 of the solar cell structure according to the invention with flexible spacers 5. Note that in the figure, for better visibility, the length of the spacers 5 is not proportional to the diameters of the support brackets 4.
Λ 8, ábra a találmány szerinti, napelem szerkezet a 3 lencsetestek alkotta metszeti képe és nagyított részlete amelyen a 3 lencsetest sorai és a vele értelemszerűen párhuzamos 2 napelem cella irányok láthatók.Figure Λ 8 is a sectional image of the solar cell structure according to the invention formed by the 3 lens bodies and an enlarged detail showing the rows of the 3 lens bodies and the directions of the 2 solar cell cells parallel to it by definition.
A 9. ábrán a találmány szerinti napelem szerkezet gömbszelet héjazatának ~ azaz 4 cellatartó konzoljai összehúzásának, ezáltal az ívelés mértékének megváltoztatási lehetősége látható.Figure 9 shows the possibility of contracting the 4 cell support brackets of the spherical slice shell of the solar cell structure according to the invention, thereby changing the amount of curvature.
10. ábrán a találmány szerinti napelem szerkezet 7 állandó hosszúságú távtartó rudazat által megtámasztott külső kerületének változásakor egymásba csúszó 9 csőszakaszai láthatók.Fig. 10 shows the pipe sections 9 that slide into each other when the outer circumference of the structure of the solar cell according to the invention 7 is supported by a spacer rod of constant length.
A találmány szerinti napelem szerkezet működését: az alábbiakban ismertetjük:The operation of the solar cell structure according to the invention is described below:
A gömbszelet felület ívelésének szabályozhatósága úgy valósai meg, hogy a felső 12 csőszakaszon elhelyezett 11 rögzítő abroncsot csúsztatjuk el a 12 függőleges csőszakaszon felfelé vagy lefelé kívánt irányba, amely a 8 forgásponton rögzített 7 távtartó rudazatának segítségével a 7 távtartó mdazatának másik végén 8 forgásponton keresztül egy 9 csőív egymásba csúszó szakaszait a 11 rögzítő abroncs csúsztatása irányának függvényében kisebb, vagy nagyobb körkerület felvételére és ezáltal a rugalmas 5 távtartó szakaszokkal összekötött 4 eellatartó konzolok ivében a 11 rögzítő abroncs lefelé irányú elmozdításakor nagyobb, a 11 rögzítő abroncs felfelé mozgatásakor alacsonyabb íveltséget valósítunk meg, amelyet a kívánt helyzetben a 11 rögzítő abroncs 10 rögzítő csavarja segítségével rögzítünk.The controllability of the curvature of the surface of the spherical slice is achieved by sliding the fixing tire 11 placed on the upper pipe section 12 in the desired direction up or down the vertical pipe section 12, which, with the help of the struts of the spacer 7 fixed at the pivot point 8, at the other end of the spacer section 7 through the pivot point 8, a 9 the sliding sections of the pipe bend into one another depending on the sliding direction of the fixing tire 11 to accommodate a smaller or larger circumference and thus in the support brackets 4 connected by the flexible spacer sections 5, a larger curvature is achieved when the fixing tire 11 is moved downwards, and a lower curvature when the fixing tire 11 is moved upwards, which it is fixed in the desired position with the help of the fixing screw 10 of the fixing tire 11.
A gömbszelet dőlésszögének megváltoztatása oly módon valósul meg, hogy a tartószerkezet 12 csőszakaszának alulsó vége egy 13 gömbcsukló 14 külső házában fordítható belső pontón van rögzítve, igy a 13 gömbcsukló a 14 külső házban elfordul. Az elfordítási a 15 állítókar mozgatásával végezzük. A 13 gömbcsukló és a rajta 12 csőszakaszon rögzített gömbszelet kívánt pozícióban való rögzítéséhez a 15 állítókar tengelyirányú elforgatásával rögzítjük.Changing the angle of inclination of the spherical slice is realized in such a way that the lower end of the pipe section of the support structure 12 is fixed on a pivotable inner point in the outer housing 14 of a ball joint 13, so that the ball joint 13 rotates in the outer housing 14. Turning is done by moving the adjusting lever 15. To fix the ball joint 13 and the ball joint fixed on the pipe section 12 in the desired position, it is fixed by rotating the adjusting lever 15 in the axial direction.
A gömbszelet annak függőleges oszlopa körül való tengelyirányú elforgathatósága úgy valósul meg, hogy: hogy az 19 tartóoszlopba csúsztatott középső 16 csőszakaszt a 17 rögzítő konzol és 18 rögzítő csavar oldása után elforgatjuk és a 17 rőgzítőkonzol 18 rögzitőcsavaija segítségévei a kívánt helyzetben rögzítjük.The axial rotatability of the spherical piece around its vertical column is achieved by: rotating the central pipe section 16 slid into the support column 19 after loosening the fixing bracket 17 and fixing screw 18 and fixing it in the desired position with the help of the fixing screws 18 of the fixing bracket 17.
A gömbszelet függőleges magasság állítása úgy valósul meg, hogy az alulsó 19 tartóoszlopba csúsztatott középső 16 csőszakaszt a 17 rögzítő konzol 18 rögzítő csavarjának oldása után a 19 tartóoszlopba függőleges ítónyban kiemeljük, vagy becsúsztatjuk és a 17 rőgzítőkonzol 18 rőgzítöcsavarja segítségével a kívánt helyzetben rögzítjük.The vertical height adjustment of the spherical section is achieved by lifting the central pipe section 16 slid into the lower support column 19 after loosening the fixing screw 18 of the fixing bracket 17, into the support column 19 vertically, or sliding it in and fixing it in the desired position with the help of the fixing screw 18 of the fixing bracket 17.
ATHE
Ismeretes, hogy a gömb felszíne Π x nagyobb, mint a köré rajzolt négyzeté. Tehát egy adott alapterületen 3.141 x nagyobb felülettel “gazdálkodhatunk”, mint egy “lapos” napelem esetében. Tudható, hogy egy cnr-nyi felület átlagosan 0.015W teljesítménnyel bír. Eszerint egy nr felület 150W teljesítményű. Ha ugyanezen a területen gömb kiviteli alakot alkalmazunk e felület szám szerint 471W. Ha 2m x 2m területben gondolkodunk, a 4 m2 felület helyett - gömb esetében 12.5b m2 4 kapunk, ami a 4 m2 600W-ja helyett 1884W. Természetesen mindez akkor lenne érvényes, ha a gömb (és a négyzet) teljes felületét folyamatosan csúcsteljesítményen tudnánk világítani. Ezzel szemben viszont látható a kétféle alkalmazás közötti szignifikáns különbség.It is known that the surface of the sphere Π x is greater than that of the square drawn around it. So, on a given floor area, we can "farm" with a surface 3,141 times larger than in the case of a "flat" solar panel. It is known that a cnr surface has an average power of 0.015W. According to this, an nr surface has a power of 150W. If a spherical design is used in the same area, this surface is numerically 471W. If we think in terms of a 2m x 2m area, instead of a 4 m 2 surface - in the case of a sphere, we get 12.5bm 2 4, which is 1884W instead of 600W for 4 m 2 . Of course, all of this would be valid if we could continuously illuminate the entire surface of the sphere (and the square) at peak performance. On the other hand, there is a significant difference between the two types of applications.
Az ívelt (gömbszelet) felületen mindegy, hogy milyen irányból süt a nap, napkeltétől ~ napnyugtáig fénysugarak beesési szögeit tekintve. A W/p (WatVPeak) - ben megadott teljesítmény » mint a fent írtakból látható- az ideális tájolás (esetleg déli) a megfelelő dőlésszög (M,o.-n cca35°) és a rá merőlegesen beeső fénysugarak esetén érvényes. Sík .napelemet vizsgálva ez a “csúcs” teljesítmény egy évre vetítve alig néhány órát tesz ki, ilyen módon egy napon csak néhány percetOn the curved (spherical) surface, it doesn't matter from which direction the sun shines, considering the angle of incidence of light rays from sunrise to sunset. The performance given in W/p (WatVPeak) » as can be seen from what was written above - the ideal orientation (possibly south) is valid for the right angle of inclination (approx. Examining a planar solar cell, this "peak" performance amounts to just a few hours projected over a year, thus only a few minutes a day
Szükséges tudni, hogy milyen beesési szögekkel számolhatunk a nap folyamán. Tehát: a sík napelem esetében napfelkeltekor a beesési szög - alacsony, majd a nap folyamán, egyre inkább közelit az ideálishoz. Ezt (90°) elérve (mindössze néhány perc) és ezen túlhaladva a beesési szög .folyamatosan csökken. Emiatt a teljesítmény folyamatosan növekvő - ideális ♦ majd folyamatosan csökkenő. Nyilvánvaló, hiszen a nap sugarai elhajlanak a síkhoz képest. Ezzel szemben a gömbszelet esetében ezek a beesési szögek állandóak, ugyan. Itt a gömbszelet, ive hajlik el a beesés irányától, de ebben az esetben ez állandó és folyamatos.It is necessary to know what angles of incidence can be expected during the day. So: in the case of a flat solar panel, the angle of incidence at sunrise is low, and during the day, it gets closer to the ideal. After reaching this (90°) (just a few minutes) and beyond, the angle of incidence decreases continuously. For this reason, the performance is continuously increasing - ideal ♦ and then continuously decreasing. It is obvious, since the sun's rays are bent relative to the plane. On the other hand, in the case of a spherical slice, these angles of incidence are constant, i.e. Here, the spherical slice, ive, bends away from the direction of incidence, but in this case it is constant and continuous.
Hogy az ívelt gömbszelethez képest alacsony szögben beeső fénysugarak energiáit se veszítsük el, a gömbszelet felület minden egyes cellája felett speciálisan kialakított lencséket alkalmazunk, amelyek az alacsony szögben beeső fénysugarakat az ideális beesési szöghöz közeli irányba törik meg. (alacsony, irányított beesési szög)In order not to lose the energy of light rays falling at a low angle compared to the curved spherical slice, specially designed lenses are used above each cell of the spherical slice surface, which refract the light rays falling at a low angle in a direction close to the ideal angle of incidence. (low, directional incidence angle)
E cél elérése érdekében alkalmazunk gömbszelet kivitelű felületet amelyet előnyösen a fentiekben ismertetett módon szabályozhatók.In order to achieve this goal, we use a spherical surface, which can preferably be regulated as described above.
I. A gömbszelet felület ívelésének szabályozhatósága:I. Controllability of the curvature of the spherical slice surface:
a. A jobb helykihasználás érdekébenthe. For better space utilization
b. amely felhős időjárás esetén a szórt fénynek leginkább minden irányból való kihasználhatóságát teszi lehetővé alkalmasan felhős időjárás eseténb. which, in case of cloudy weather, makes it possible to use the diffused light from all directions, preferably in cloudy weather
c. illetve hóesésben, amely ilyen esetben a gömbszelet jelentős részét annak ívelése miatt nem fedi be, következésképpen annak celláit nem zárja el a fénytől.c. or in snowfall, which in this case does not cover a significant part of the spherical slice due to its curvature, and consequently does not block its cells from light.
E szabályozhatóságot a gömbszelet héjazata alá helyezeti, egyik végpontján forgásponttal a gömbszelet külső kerületén, másik, belső végpontján szintén forgásponttal a felülsö csőszakaszon elhelyezett, csúsztatható .rögzítőabroncson rögzített rudazaton keresztül a csúsztatható rögzítőabroncs függőleges elesüsztatásával és a megfelelő pozícióban való rögzítésével lehetséges előnyösen megvalósítani.This controllability can be advantageously achieved by pushing the sliding locking ring vertically and fixing it in the appropriate position through a rod attached to the sliding locking tire placed under the shell of the spherical slice, with a pivot point at one end on the outer circumference of the spherical slice, and a pivot point at the other end also placed on the upper tube section.
2. A gömbszelet dölésszögének szabályozhatósága:2. Controllability of the angle of inclination of the spherical slice:
Szintén a fénysugárzás jobb kihasználhatósága érdekében és figyelembe véve az (általánosságban) téli - alacsonyabb és nyári - magasabb napjárást, valamint, hogy a világ különböző földrajzi pontjain mindez más és más, a gömbszelet tartóoszlopa szögben megtörhető, amelyet előnyösen a tartóoszlop felülsö és középső szakasza között elhelyezett gömbcsukló segítségével alkalmazhatunk,Also in order to make better use of the light radiation and taking into account the (generally) winter - lower and summer - higher sunlight, as well as the fact that it is all different in different geographical parts of the world, the support column of the spherical slice can be broken at an angle, which is preferably between the upper and middle sections of the support column can be applied with the help of a ball joint,
3. A gömbszelet annak függőleges oszlopa körül való elforgathatósága:3. The rotatability of the spherical slice around its vertical column:
a. Helyhez kötött telepítéskor változhat a környezet, lehetségessé válik a gömbszeletek más, jobban kihasználható irányba való fordítása, lásd mint fent, téli - nyári üzemmódra való átállítás lehetősége.the. During stationary installation, the environment can change, it becomes possible to turn the spherical slats in other, more usable directions, see above, the possibility of switching to winter - summer mode.
b. Helyváltoztató, vagy mozgó objektumon való alkalmazás lehetősége, így katonai, egy éb tábori, vagy a hosszújáratú tengerhajózásban való alkalmazása.b. The possibility of application on a moving or moving object, such as military, military, or long-distance maritime applications.
4. A gömbszelet és annak függőleges oszlopa magasságának állíthatósága:4. Adjustability of the height of the spherical slice and its vertical column:
a. a jobb helykihasználás érdekében (Lásd fenni ismertetés)the. for better space utilization (see description above)
b. Hogy a gömbszeletek sorban való telepítésekor az egyes elemek ne képezhessenek egymás számára fényakadályt,b. So that when installing the spheres in a row, the individual elements cannot create a light barrier for each other,
c. Hogy az esetlegesen változó körülmények esetén is a lehető legmegfelelőbb legyen kihasználhatóságuk. Pl. 3.b. pont.c. So that they can be used as optimally as possible even in the event of changing circumstances. E.g. 3.b. point.
Megjegyezzük, hogy a találmány szerinti napelem szerkezet kialakítható pl. organikus vagy más flexibilis fólia, vagy festék alapú fbtovoüuikus anyagok felhasználásával is,Note that the solar cell structure according to the invention can be formed e.g. also using organic or other flexible film or paint-based fbtovoüuic materials,
A találmány szerinti napelem szerkezet fent ismertetett kialakítása folytán a napelem szerkezet felső részéi képező gömbszelet felületének mindig van olyan része, amelyet az adott napon belül a napsugarak érnek és így a napsütötte órák teljes ideje alatt képes a napsugárzás energiáit összegyűjtve energiát termelni.Due to the above-described design of the solar cell structure according to the invention, there is always a part of the surface of the spherical slice that forms the upper parts of the solar cell structure, which is reached by the sun's rays within the given day and is thus able to generate energy by collecting solar radiation energy during the entire duration of the sunny hours.
A találmány szerinti napelem szerkezet bármely vékony filmes technológia szerinti napelem cellákkal is működhet.The solar cell structure according to the invention can also work with solar cells of any thin film technology.
A felső gömbszelet dőlésszöge íveitsége és iránya az adott területre jellemző napsugárhoz állítható és így a napelem cellákra jutó napsugárzás optimalizálható. és kívánt esetben számítógépes vezérléssel is ellátható.The inclination angle and direction of the upper spherical slice can be adjusted to the sunrays characteristic of the given area and thus the solar radiation reaching the solar cells can be optimized. and, if desired, it can also be provided with computer control.
A találmány szerinti napelem szerkezet karbantartása, tisztítása a hagyományos napielem szerkezetekhez hasonlóan végezhető el.Maintenance and cleaning of the solar cell structure according to the invention can be carried out similarly to conventional solar cell structures.
A találmány szerinti napelem szerkezet előnyei:Advantages of the solar cell structure according to the invention:
- a napsugarak beesési szöge napkeltétől napnyugtáig állandó- the angle of incidence of the sun's rays is constant from sunrise to sunset
- a napjárás követéséhez nincs szükség mozgatószerkezetre, ellenben lehetőség van az aktuálisan ideális beállítások alkalmazásra «kis területen nagyobb napsugárzásnak kitett felület biztosítható,- you don't need a moving mechanism to follow the sun, but it is possible to apply the currently ideal settings «a surface exposed to more sunlight can be provided in a small area,
- egy adott területen belül az önmagában ismert sík felületű napelem szerkezetekhez kisebb nagy fény sugarú gyűjtőfelület érhető el, ~ kis karbantartási igény.- within a given area, a smaller collecting surface with a large light radius can be achieved for solar cell structures with a flat surface known by themselves, ~ low maintenance requirements.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU1800176A HU231197B1 (en) | 2018-05-24 | 2018-05-24 | Solar cell structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU1800176A HU231197B1 (en) | 2018-05-24 | 2018-05-24 | Solar cell structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUP1800176A1 HUP1800176A1 (en) | 2019-11-28 |
| HU231197B1 true HU231197B1 (en) | 2021-09-28 |
Family
ID=89992692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU1800176A HU231197B1 (en) | 2018-05-24 | 2018-05-24 | Solar cell structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| HU (1) | HU231197B1 (en) |
-
2018
- 2018-05-24 HU HU1800176A patent/HU231197B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HUP1800176A1 (en) | 2019-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10584900B2 (en) | Concentrating solar power with glasshouses | |
| US20190377157A1 (en) | Concentrating solar power with glasshouses | |
| US9455661B2 (en) | Variable tilt tracker for photovoltaic arrays | |
| US20090250095A1 (en) | Low-profile solar tracking module | |
| JP6092774B2 (en) | Concentrating daylight concentrator | |
| US20120298180A1 (en) | Solar canopy systems and methods | |
| US20100206379A1 (en) | Rotational Trough Reflector Array With Solid Optical Element For Solar-Electricity Generation | |
| US20160081282A1 (en) | Roofing | |
| JP2012019196A (en) | Condensing type photovoltaic power generation system and sun light collector | |
| CN204593900U (en) | The Fresnel solar reflection unit that focal length is variable, orientation is adjustable | |
| Van Voorthuysen et al. | Blue sky cooling for parabolic trough plants | |
| RU2715901C1 (en) | Sun tracking unit and method of its orientation | |
| HU231197B1 (en) | Solar cell structure | |
| EP4145699A1 (en) | Photovoltaic system for low solar elevation angles | |
| US9169647B2 (en) | Skylight having multiple stationary tilted reflectors aimed in different compass directions including inverted pyramidal or wedge geometry | |
| Sharma et al. | Solar module orientation and tracking type performance and optimization | |
| Pelece et al. | Surface temperature distribution and energy gain from semi-spherical solar collector | |
| NL2007048C2 (en) | Solar power installation. | |
| Swinkels et al. | Energy conversion of concentrated near infrared radiation in a solar greenhouse | |
| Vadde et al. | Design and analysis of a scalable concentrated solar power farm using lightweight heliostats |