MD4401C1

MD4401C1 - Sistem de orientare a panourilor fotovoltaice

Info

Publication number: MD4401C1
Application number: MDA20150093A
Authority: MD
Inventors: Ион БОСТАН; Валериу ДУЛГЕРУ; Кэтэлин ДУМИТРЕСКУ; Олег ЧОБАНУ; Раду ЧОБАНУ; Ион КОЗМА
Original assignee: Технический университет Молдовы; Научно-Исследовательский Институт Гидравлики И Пневматики
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2016-10-31
Also published as: MD4401B1

Abstract

Invenţia se referă la energetică, şi anume la instalaţiile pentru transformarea energiei solare în electrică.Sistemul de orientare a panourilor fotovoltaice conţine panouri fotovoltaice (1), amplasate pe suporturi (2), şi arbori (6) de orientare a panourilor fotovoltaice (1) în plan meridional, legaţi cu un motor-reductor precesional prin intermediul unei serii de arbori. Arborii (6) sunt legaţi cinematic cu panourile fotovoltaice (1) în plan azimutal prin intermediul unui sistem de bare (9, 13) articulate, amplasate într-o flanşă (12), legată cinematic cu arborele (6) de orientare a panourilor fotovoltaice (1) în plan meridional prin intermediul unei transmisii şurub-piuliţă.

Description

Invenţia se referă la energetică, şi anume la instalaţiile pentru transformarea energiei solare în electrică.

Se cunoaşte un sistem de orientare la soare a unei instalaţii solare, care include un receptor de energie solară, cu care sunt legate mecanisme de orientare în direcţie azimutală şi zenitală, precum şi un sistem de dirijare a mecanismelor de orientare, care asigură o recepţionare încontinuu a energiei solare pe parcursul unei întregi zile însorite, într-un regim optim, indiferent de latitudinea geografică şi anotimp [1].

Soluţia tehnică analizată posedă, însă, o construcţie relativ complicată, fapt ce îi reduce fiabilitatea.

Se cunoaşte, de asemenea, o instalaţie solară cu autoorientare, care include un suport, pe care este instalat un receptor de energie solară, executat în formă de panou solar, şi nişte mecanisme de orientare în plan azimutal şi zenital, care conţin nişte servomotoare, reductoare precesionale în două trepte şi un sistem de dirijare a mecanismelor de orientare, care asigură o recepţionare continuă a energiei solare pe parcursul întregii zile într-un regim optim [2].

Dezavantajele acestui sistem de orientare constau în construcţia complicată a mecanismelor de rotire în plan azimutal şi zenital, precum şi a sistemului de dirijare cu ele, posibilităţi funcţionale reduse, de asemenea, funcţionarea permanentă a mecanismelor de rotire ale sistemului conduce la un consum mare de energie electrică.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenţia este simplificarea construcţiei, lărgirea posibilităţilor funcţionale, precum şi reducerea pierderilor de energie şi a costurilor.

Sistemul de orientare a panourilor fotovoltaice, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că conţine panouri fotovoltaice, amplasate pe suporturi, arbori de orientare a panourilor fotovoltaice în plan meridional şi un motor-reductor precesional. Arborii de orientare a panourilor fotovoltaice în plan meridional sunt legaţi cu motorul-reductor prin intermediul unui arbore flexibil, care este constituit dintr-o serie de arbori cardanici. Arborii de orientare a panourilor fotovoltaice sunt legaţi cinematic cu acestea în plan azimutal prin intermediul unui sistem de bare articulate, capătul uneia din bare fiind executat sferic cu posibilitatea glisării într-un canal semicircular în secţiune, executat curbiliniu pe perimetrul suprafeţei interioare a unei flanşe, care este legată cinematic cu arborele de orientare a panourilor fotovoltaice în plan meridional prin intermediul unei transmisii şurub-piuliţă cu un pas mic al filetului.

Rezultatul tehnic al invenţiei este simplificarea construcţiei, lărgirea posibilităţilor funcţionale şi reducerea pierderilor de energie prin orientarea discretă a unui grup de panouri fotovoltaice cu un singur motor-reductor.

Particularităţile invenţiei permit simplificarea construcţiei şi lărgirea posibilităţilor funcţionale prin orientarea unui grup de panouri fotovoltaice cu un singur motor-reductor, precum şi reducerea pierderilor de energie şi a costurilor prin orientarea discretă a unui grup de panouri fotovoltaice.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1-6, care reprezintă:

- fig. 1, vederea generală a grupului de panouri fotovoltaice;

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

- fig. 3, construcţia mecanismului de orientare a unui panou în plan meridional şi azimutal;

- fig. 4, desfăşurata canalului curbiliniu;

- fig. 5, secţiunea B-B din fig. 3;

- fig. 6, construcţia motorului-reductor precesional şi arborele flexibil.

Sistemul de orientare a panourilor fotovoltaice conţine panourile fotovoltaice 1 (fig. 1, 2), amplasate pe suporturile 2, motorul-reductor precesional 3, arborele flexibil 4, constituit dintr-o serie de arbori cardanici 5. În suportul 2 (fig. 3) este amplasat arborele de orientare 6, legat cinematic cu arborele flexibil 4 şi arborii cardanici 5 prin intermediul transmisiilor elicoidale 7. Arborele 6 este legat prin legătura articulată 8 cu un grad de libertate (rotire în plan vertical) cu panoul fotovoltaic 1. Totodată arborele 6 este legat articulat cu bara articulată 9, capătul căreia 10 este executat sferic cu posibilitatea glisării în canalul 11 semicircular în secţiune, executat curbiliniu pe perimetrul suprafeţei interioare a flanşei 12 (fig. 4). Bara 9 este, de asemenea, legată articulat cu bara articulată 13 care, la rândul ei, este legată articulat cu panoul fotovoltaic 1.

Flanşa 12 este instalată în suportul 2 cu posibilitatea micro-deplasărilor verticale, de exemplu, prin îmbinarea în „coadă de rândunică” 14 (fig. 5) şi este legată suplimentar cu arborele 6 prin intermediul sectorului filetat 15, care este angrenat cu filetul bucşei filetate 16, legate rigid cu arborele 6.

Motorul-reductor precesional 3 (fig. 6) include motorul electric 17, arborele căruia este legat rigid cu arborele-manivelă 18, pe care este instalat blocul-satelit 19 cu coroanele danturate 20 şi 21 cu role conice. De partea coroanei 20 este amplasată roata dinţată centrală 22, fixată în capacul carcasei 23, iar de partea coroanei 21 sunt amplasate roţile dinţate centrale conduse 24 şi 25, legate cu arborii conduşi 26 şi, respectiv, 27. Arborele 27 este legat cu arborele flexibil 4 prin intermediul cuplajului unisens 28, iar arborele condus 26 poate fi legat suplimentar cu arborele flexibil 4 prin intermediul ambreiajului 29.

Sistemul de orientare a panourilor fotovoltaice funcţionează în modul următor.

Orientarea panourilor fotovoltaice 1 la soare în plan meridional se efectuează în mod discret de la motorul-reductor precesional 3 prin arborele condus 27, cuplajul unisens 28, arborele flexibil 4, arborii cardanici 5 şi arborii de orientare 6, asigurându-se o mişcare de rotaţie redusă cu raportul de transmitere:

,

unde Z20, Z21 sunt numerele de role conice ale coroanei 20 şi, respectiv, 21;

Z22 - numărul de dinţi ai roţii dinţate centrale fixe 22;

Z25 - numărul de dinţi ai roţii dinţate centrale conduse 25.

Pentru readucerea rapidă a panourilor fotovoltaice 1, aflate în poziţia „asfinţit de soare” la sfârşitul zilei, în poziţia iniţială „răsărit de soare” la începutul zilei următoare, se conectează ambreiajul 29, care leagă arborele condus 26 cu arborele flexibil 4 şi arborii cardanici 5, asigurând rotirea rapidă a panourilor cu raportul de transmitere:

,

unde Z24 este numărul de dinţi ai roţii dinţate centrale conduse 24.

Pentru orientarea panourilor fotovoltaice 1 la soare în plan azimutal, mişcarea de rotaţie redusă de la arborele de orientare 6 se transmite barei 9, legată cu arborele de orientare 6 prin intermediul unei articulaţii cu un grad de libertate (asigură rotirea ei alternativă în plan vertical). Ca rezultat, capătul sferic 10 al barei 9 la mişcarea de rotaţie a arborelui 6 se va mişca în canalul curbiliniu 11, copiind traiectoria acestuia, comunicându-i barei 9 o mişcare oscilatorie de rotaţie alternativă în plan vertical (Y-Y) cu amplitudinea S (fig. 4). Această mişcare în plan vertical (Y-Y) este transmisă barei 13, legată articulat cu un capăt cu bara 9, iar cu celălalt capăt - cu panoul fotovoltaic 1, comunicându-i mişcare în plan azimutal. Valoarea maximă S a acestei mişcări pe direcţia Y-Y va fi egală cu diferenţa dintre poziţiile panoului fotovoltaic la răsăritul soarelui şi la amiază.

Pentru a lua în consideraţie schimbarea poziţiei azimutale a panourilor fotovoltaice în funcţie de sezon (primăvară, vară, toamnă, iarnă) flanşa 12, instalată pe suportul 2 prin îmbinarea în „coadă de rândunică” 14, prin intermediul sectorului filetat 15 angrenează cu bucşa filetată 16, fixată rigid pe arborele de orientare 6. Astfel, la rotirea arborelui 6, flanşa 12 va efectua micro-deplasări în direcţie verticală. La o rotaţie completă a arborelui de orientare 6, flanşa 12 se va deplasa în direcţie verticală cu un pas al filetului, corespunzător schimbării poziţiei azimutale a soarelui timp de 24 ore.

Deoarece cele două mişcări ale panourilor solare - în plan meridional şi azimutal, cea în plan azimutal fiind variabilă în funcţie de sezon, sunt legate între ele, este posibilă realizarea celor trei mişcări necesare orientării optime a panourilor fotovoltaice de la un singur motor-reductor, fapt ce a simplificat simţitor construcţia sistemului de orientare la soare.

Orientarea la soare a mai multor panouri fotovoltaice cu un singur motor-reductor prin intermediul unui arbore flexibil, constituit dintr-o serie de arbori cardanici, asigură simplificarea substanţială a sistemului de orientare a panourilor fotovoltaice.

1. RU 2147358 C1 2000.04.10

2. MD 2965 B1 2006.01.31

Claims

Sistem de orientare a panourilor fotovoltaice, care conţine panouri fotovoltaice, amplasate pe suporturi, arbori de orientare a panourilor fotovoltaice în plan meridional şi un motor-reductor precesional, caracterizat prin aceea că arborii de orientare a panourilor fotovoltaice în plan meridional sunt legaţi cu motorul-reductor prin intermediul unui arbore flexibil, care este constituit dintr-o serie de arbori cardanici, totodată arborii de orientare a panourilor fotovoltaice sunt legaţi cinematic cu acestea în plan azimutal prin intermediul unui sistem de bare articulate, capătul uneia din bare fiind executat sferic cu posibilitatea glisării într-un canal semicircular în secţiune, executat curbiliniu pe perimetrul suprafeţei interioare a unei flanşe, care este legată cinematic cu arborele de orientare a panourilor fotovoltaice în plan meridional prin intermediul unei transmisii şurub-piuliţă cu un pas mic al filetului.