PL243550B1 - Konstrukcja wsporcza z dwiema osiami obrotu do paneli fotowoltaicznych, oraz system do obracania w dwóch osiach obrotu konstrukcji wsporczych do paneli fotowoltaicznych - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest konstrukcja wsporcza z dwiema osiami obrotu do paneli fotowoltaicznych. Konstrukcja ta zawiera podstawę (1), maszt (2) zamocowany do podstawy, obracający się wokół własnej osi podłużnej, oraz stelaż (3) przeznaczony do montażu paneli fotowoltaicznych zamocowany do masztu za pomocą połączenia wahliwego ( … ) zapewniającego ruch stelaża wokół osi obrotu. Maszt (2) zawiera mechanizm (8) do odbierania ruchu posuwistego i/lub obrotowego i przenoszenia go na ruch obrotowy masztu wokół osi podłużnej. Konstrukcja wsporcza zawiera mechanizm do poruszania stelażem (3) w osi Y w ustalonym zakresie, który składa się ze sprężyny naciągowej (10) oraz z cięgna (11). Przedmiotem wynalazku jest również system do obracania w dwóch osiach obrotu konstrukcji wsporczych do paneli fotowoltaicznych.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest konstrukcja wsporcza z dwiema osiami obrotu, przeznaczona do zamontowania na niej paneli fotowoltaicznych. Konstrukcja wsporcza przeznaczona jest w szczególności do stosowania w instalacjach fotowoltaicznych, w których wymagane jest zapewnienie optymalnego ustawienia paneli fotowoltaicznych względem słońca. Przedmiotem wynalazku jest również system do obracania w dwóch osiach obrotu konstrukcji wsporczych do paneli fotowoltaicznych. System ten przeznaczony jest do stosowania w instalacjach fotowoltaicznych zawierających więcej niż jedną konstrukcję wsporczą.

Panele fotowoltaiczne w instalacjach do wytwarzania energii elektrycznej z promieniowania słonecznego są montowane na konstrukcjach wsporczych. Konstrukcje te mogą być posadowione na poziome gruntu lub na dachach budynków, zarówno płaskich jak i ze spadkiem.

Jedną z głównych funkcji konstrukcji wsporczych, obok stanowienia nośnika do którego mocuje się panele fotowoltaiczne, jest ustawienie tych paneli w pozycji zapewniającej ich największą sprawność. Ustawienie takie polega przede wszystkim na zamocowaniu paneli fotowoltaicznych pod kątem zapewniającym ich największą wydajność w ciągu doby.

Wśród znanych konstrukcji wsporczych do paneli fotowoltaicznych wyróżnia się konstrukcje nieruchome oraz konstrukcje ruchome. Pierwszy rodzaj konstrukcji wsporczych nie daje możliwości zmiany ustawienia paneli fotowoltaicznych względem słońca bez wprowadzania modyfikacji w konstrukcję. Konstrukcje ruchome pozwalają na zmianę położenia paneli fotowoltaicznych w jednej lub więcej płaszczyznach.

Wśród tego typu konstrukcji najpopularniejsze są te o jednej i dwóch osiach obrotu. Konstrukcje wsporcze o jednej osi obrotu mogą mieć poziomą, pionową lub skośną oś obrotu. W konstrukcjach z jedną osią najczęściej stosuje się poziomą oś obrotu. Dzięki temu przy stosunkowo prostej konstrukcji uzyskuje się możliwość dostosowania kąta nachylenia paneli fotowoltaicznych do wysokości słońca na niebie w ciągu dnia. Konstrukcje z dwiema osiami obrotu pozwalają na dostosowanie kąta nachylenia paneli oraz na zmianę jego ustawienia tak by były one ciągle ustawione prostopadle do słońca w trakcie jego wędrówki po nieboskłonie.

W konstrukcjach wsporczych ruchomych ustawienia paneli fotowoltaicznych dokonuje się najczęściej w sposób zautomatyzowany. W tym celu konstrukcje te wyposażone są we własny napęd w postaci siłowników lub przekładni z silnikami. Napęd ten może być połączony z układem sterującym, który w oparciu o dane wejściowe steruje pracą napędu konstrukcji wsporczej.

Z polskiego patentu PL.235952 znany jest stojak, zwłaszcza do modułów fotowoltaicznych. Składa się on z okrągłej, profilowanej prowadnicy, na której zamontowana jest za pośrednictwem co najmniej trzech łożyskowanych uchwytów rama zasadnicza, do której wierzchołka zamocowana jest w co najmniej dwóch punktach podporu rama górna, która ponadto połączona jest z ramą zasadniczą siłownikami liniowymi. Rama zasadnicza oparta jest na prowadnicy za pomocą rolek jezdnych, których ilość jest równa ilości punktów podporu. Na zewnętrznym obwodzie prowadnicy znajdują się przynajmniej dwa elementy kotwiczące, umieszczone w przynajmniej dwóch punktach, w odległości kątowej nie mniejszej niż 15 stopni w stosunku do siebie. Do prowadnicy, od jej zewnętrznej strony i w jej części dolnej zakotwiczony jest niestale na elementach kotwiczących, łańcuch napędowy i do ramy zasadniczej zamocowany jest mechanizm napędowy. Mechanizm ten składa się z zębatki napędowej połączonej z silnikiem oraz rolek napinających, przez które przeciągnięty jest łańcuch napędowy. Rolka jezdna znajduje się w obudowie, na której spoczywa rama zasadnicza a ponadto w osi każdej rolki jezdnej znajduje się wał, na którym zamocowany jest uchwyt z rolką ustalającą opartą o górną wewnętrzną część prowadnicy.

Z amerykańskiego zgłoszenia patentowego US2013075545 znana jest rama nośna modułu fotowoltaicznego do śledzenia ruchu słońca oraz system fotowoltaiczny zawierający wiele ram nośnych. Zgodnie z wynalazkiem każda z ram nośnych ma element napędowy, który w szczególności jest cylindryczny i ma wspólne dla wszystkich ram urządzenie napędowe. Element napędowy w stanie zainstalowanym zapętla się lub owija wokół urządzenia napędowego. Aby zapobiec poślizgowi między urządzeniem napędowym a elementem napędowym, zapewniono cierne urządzenie hamujące, które w szczególnym przykładzie wykonania jest utworzone przez szczelinę prowadzącą w elemencie napędowym.

W międzynarodowym zgłoszeniu patentowym WO2012030225 opisano zespół panelu słonecznego do zbierania światła słonecznego, składający się z ramy, pierwszego uchwytu panelu słonecznego i panelu słonecznego. Pierwszy uchwyt panelu słonecznego zawiera podstawę mającą obwód, na którym sprzęga się napęd w celu obracania pierwszego uchwytu panelu słonecznego względem podstawy ramy wokół pionowej osi obrotu. W odniesieniu do pierwszego uchwytu panelu słonecznego panel słoneczny może się obracać wokół poziomej osi obrotu, przy czym pionowa oś obrotu jest prostopadła do poziomej osi obrotu i przecina poziomą oś obrotu na przecięciu. Zespół panelu słonecznego jest wyposażony w drugi uchwyt panelu słonecznego, który, patrząc równolegle do pionowej osi obrotu, znajduje się całkowicie na obwodzie podstawy pierwszego uchwytu panelu słonecznego. Drugi uchwyt panelu słonecznego może się obracać względem rama nośna wokół paralaktycznej osi obrotu, w której paralaktyczna oś obrotu przecina przecięcie poziomej osi obrotu i pionowej osi obrotu.

W amerykańskim opisie patentowym US2010175741 ujawniono dwuosiowy system paneli fotowoltaicznych śledzących słońce. Zgodnie z wynalazkiem regulację paneli fotowoltaicznych można wykonać w osi poziomej i pionowej. Panele fotowoltaiczne mogą być montowane obrotowo wzdłuż osi podłużnej obrotowych ram. Zasadniczo równoległe panele fotowoltaiczne w ramie mogą być jednocześnie obracane przez obrotowy mechanizm napędowy przymocowany do ramy. Wiele obrotowych ram można ustawić równolegle do siebie, tworząc w ten sposób dwuwymiarową matrycę paneli fotowoltaicznych. Obrotowe ramy mogą być podparte przez podwyższoną konstrukcję umożliwiającą swobodny obrót zarówno ram, jak i paneli wewnątrz ram. Sterownik może zsynchronizować przechylenie i obrót tak, że połączony obrót paneli fotowoltaicznych powoduje, że panele fotowoltaiczne całego układu są zasadniczo prostopadłe do padającego promieniowania słonecznego.

Z zgłoszenia patentowego US2017149375 znane jest rozwiązanie dotyczące systemu do obracania wieloma modułami fotowoltaicznymi ustawionymi w rzędzie. System zawiera wydłużony element konstrukcyjny rozciągający się wzdłuż i równolegle do rzędu; występy połączone z wydłużonym elementem konstrukcyjnym; siłownik; oraz mechanizmy napędowe połączone z modułami fotowoltaicznymi. Uruchomienie siłownika może przesunąć wydłużony element konstrukcyjny. Ruch wydłużonego elementu konstrukcyjnego może przesunąć występy. Z kolei ruch występów może przesunąć mechanizmy napędowe, a ruch mechanizmów napędowych może obrócić moduły fotowoltaiczne.

Europejskie zgłoszenie patentowe EP2154449 ujawnia elektrownię słoneczną i/lub wiatrową, zawierającą wiele urządzeń śledzących, z których każde zawiera podstawę, na której znajduje się siodło o pionowej osi, którego obrotowa część podtrzymuje konstrukcję rusztowania do podtrzymywania ramy z panelami fotowoltaicznymi. Rama może swobodnie oscylować na konstrukcji rusztowania wokół osi poziomej. Każde urządzenie śledzące jest połączone z innymi urządzeniami śledzącymi instalacji za pomocą pierwszego i drugiego systemu niezależnych kabli, z których pierwszy kabel synchronicznie aktywuje obrót konstrukcji rusztowania wokół jej pionowej osi, a drugi synchronicznie aktywuje obrót ramy podtrzymującej panele słoneczne wokół poziomej osi zawiasu.

Wadą znanych ze stanu techniki instalacji fotowoltaicznych (farm fotowoltaicznych) zawierających co najmniej kilka konstrukcji wsporczych jest to, że dostarczenie napędu z jednego źródła do każdej z konstrukcji wsporczych wymaga zastosowania skomplikowanych mechanizmów przenoszenia napędu na odległość, takich jak np. wały napędowe z licznymi przekładniami zębatymi, przekładnie pasowe z dużą ilością kół pasowych. Prowadzi to po pierwsze do wzrostu kosztów budowy i eksploatacji konstrukcji wsporczych, a po drugie do wzrostu awaryjności z uwagi na ilość ruchomych elementów.

Celem wynalazku jest uzyskanie konstrukcji wsporczej z dwiema osiami obrotu do paneli fotowoltaicznych, która będzie wyposażona w proste mechanizmy do przesuwania paneli w osi pionowej i poziomej. Zastosowane w rozwiązaniu mechanizmy mają umożliwiać jednoczesne obracanie paneli fotowoltaicznych zamontowanych w kilku konstrukcjach wsporczych za pomocą jednego, wspólnego dla wszystkich konstrukcji, zespołu napędowego.

Istotą wynalazku jest konstrukcja wsporcza z dwiema osiami obrotu do paneli fotowoltaicznych. Konstrukcja wsporcza zawiera podstawę do zamocowania konstrukcji wsporczej do podłoża, maszt zamocowany obrotowo do podstawy, tak że może on obracać się wokół własnej osi podłużnej, przy czym maszt zawiera mechanizm do odbierania ruchu posuwistego i/lub obrotowego i przenoszenia go na ruch obrotowy masztu wokół osi podłużnej. Konstrukcja wsporcza zawiera stelaż przeznaczony do montażu paneli fotowoltaicznych, zamocowany obrotowo do masztu za pomocą połączenia wahliwego zapewniającego ruch stelaża wokół osi obrotu. Ponadto, konstrukcja wsporcza posiada mechanizm do poruszania stelażem w osi obrotu w ustalonym zakresie. Konstrukcja wsporcza charakteryzuje się tym, że mechanizm do poruszania stelażem w osi obrotu składa się ze sprężyny naciągowej, której jeden koniec zamocowany jest do masztu, zaś drugi koniec zamocowany jest do stelaża, oraz z cięgna którego jeden koniec zamocowany jest do stelaża zaś drugi koniec zamocowany jest do generatora siły ciągnącej cięgno. Sprężyna naciągowa jest zamocowana do stelaża na odcinku rozciągającym się od krawędzi stelaża równoległej do osi obrotu do połączenia wahliwego, zaś cięgno jest zamocowane do stelaża na odcinku rozciągającym się od połączenia wahliwego do krawędzi stelaża przeciwległej do krawędzi stelaża wyznaczającej początek odcinka. Sprężyna i cięgno są zamocowane do stelaża w osi, przecinającej się z osią obrotu.

Korzystnie, cięgno stanowi linka.

Korzystnie, konstrukcja wsporcza zawiera trzy bloczki linowe do prowadzenia linki, przy czym dwa bloczki linowe zamocowane są do masztu, zaś trzeci bloczek linowy zamocowany jest do podstawy.

Korzystnie, bloczki linowe zamocowane do masztu prowadzą linkę zasadniczo pionowo do podstawy, zaś bloczek linowy zamocowany do podstawy zmienia kierunek prowadzenia linki na zasadniczo poziomy.

Korzystnie, jeden z bloczków linowych zamocowanych do masztu jest zamocowany na wsporniku.

Korzystnie, linka poprowadzona jest wewnątrz masztu na odcinku między jednym z bloczków linowych zamocowanym do masztu, a bloczkiem linowym zamocowany do podstawy.

Korzystnie, sprężyna naciągowa i cięgno zamocowane są do stelaża w jednakowej odległości od połączenia wahliwego.

Korzystnie, połączenie wahliwe stanowi przegub sworzniowy.

Korzystnie, konstrukcja wsporcza zawiera ogranicznik kąta obrotu stelaża.

Korzystnie, ogranicznik stanowi co najmniej jedno ramię zamocowane do masztu od strony po której znajduje się cięgno, zakończone podestem, znajdującym się na wysokości odpowiadającej położeniu stelaża w pozycji poziomej.

Korzystnie, mechanizm do odbierania ruchu posuwistego i/lub obrotowego i przenoszenia go na ruch obrotowy masztu wokół jego osi podłużnej stanowi koło zębate zamocowane do masztu w jego osi podłużnej.

Istotą wynalazku jest również system do obracania w dwóch osiach obrotu konstrukcji wsporczych do paneli fotowoltaicznych, który zawiera co najmniej dwie konstrukcje wsporcze określone w zastrzeżeniach patentowych od 1 do 11. Ponadto system zawiera mechanizm generujący ruchu posuwisty i/lub obrotowy jednocześnie dla każdego z mechanizmów zamieniających go na ruch obrotowy masztu wokół własnej osi podłużnej znajdujących się w każdej z konstrukcji wsporczej, oraz mechanizm generujący siłę ciągnącą jednocześnie każde z cięgien znajdujących się w każdej z konstrukcji wsporczej.

Korzystnie, mechanizm generujący ruchu posuwisty i/lub obrotowy jednocześnie dla każdego z mechanizmów zamieniających go na ruch obrotowy masztu wokół własnej osi podłużnej stanowi zębatka liniowa wprawiana w ruch posuwisto-zwrotny za pomocą siłownika lub przekładni zębatej.

Korzystnie, mechanizm generujący ruchu posuwisty i/lub obrotowy jednocześnie dla każdego z mechanizmów zamieniających go na ruch obrotowy masztu wokół własnej osi podłużnej stanowi zestaw kół zębatych z mimośrodem lub wycinków kół zębatych z mimośrodem, przyporządkowanych po jednym do każdej z konstrukcji wsporczych, wprawianych w ruch obrotowy za pomocą cięgna wprawianego w ruch posuwisto-zwrotny za pomocą siłownika.

Korzystnie, mechanizm generujący siłę ciągnącą stanowi cięgno, do którego zamocowane są końce cięgien z każdej konstrukcji wsporczej, przy czym cięgno jest wprawiane w ruch posuwisto-zwrotny za pomocą siłownika.

Główną zaletą konstrukcji wsporczej według wynalazku jest to, że mechanizmy do obracania paneli fotowoltaicznych w osi pionowej i poziomej mają bardzo prostą budowę. Dzięki temu koszt wytworzenia konstrukcji wsporczej jest niski. To z kolei sprawia, że konstrukcje wsporcze z dwiema osiami obrotu stają się bardziej przystępne cenowo dla masowego klienta. Zastosowanie takich konstrukcji na masową skale, pozwala na osiągnięcie przez panele fotowoltaiczne większego uzysku energii w stosunku do energii uzyskiwanej przez taką samą liczbę takich samych paneli montowanych na konstrukcjach wsporczych nieruchomych.

Zaletą wynikającą z prostej konstrukcji mechanizmów do obracania panelami jest również to, że są one tanie w eksploatacji. Brak przekładni zębatych, zwłaszcza kątowych, sprawia, że koszt prac serwisowych konstrukcji wsporczej według wynalazku jest niski.

Kolejną zaletą wynalazku jest to, że mechanizmy do dostarczenia jednocześnie napędu dla wielu konstrukcji wsporczych, tworzących instalację fotowoltaiczną (farmę fotowoltaiczną) do obracania paneli osi poziomej i pionowej, ma prostą budowę. Jedno, wspólne dla wszystkich konstrukcji wsporczych, źródło napędu dostarcza napęd do każdego z mechanizmów do obracania paneli w osi pionowej. Tak samo, jedno źródło napędu dostarcza napęd do każdego z mechanizmów do obracania paneli w osi poziomej. Mechanizm przenoszący napęd do mechanizmów obracających panele w osi pionowej i poziomej nie zawierają żadnych przekładni zębatych ani pasowych. Dzięki temu są one tanie w produkcji oraz eksploatacji. Ponadto, z uwagi na małą liczbę ruchomych części, są one mało podatne na uszkodzenia.

Zaletą rozwiązania jest także to, że instalacja fotowoltaiczną (farma fotowoltaiczna) zawierająca kilka lub więcej konstrukcji wsporczych według wynalazku może być łatwo rozbudowywana o dodatkowe konstrukcje wsporcze. Zastosowane mechanizmy do dostarczania napędu do mechanizmów obracających panele fotowoltaiczne w osi pionowej i poziomej mogą być w łatwo przedłużone do nowo dodanych do istniejącej instalacji fotowoltaicznej konstrukcji wsporczych.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w korzystnym przykładzie wykonania na rysunku, na którym:

Fig. 1 pokazuje konstrukcję wsporczą w przekroju pionowym,

Fig. 2 pokazuje w przekroju pionowym podstawę oraz część masztu konstrukcji wsporczej z fragmentem cięgna stanowiącym mechanizm generującym siłę ciągnącą cięgno,

Fig. 3 pokazuje w przekroju pionowym cztery konstrukcje wsporcze ustawione w szeregu i połączone ze źródłami napędu do obracania paneli fotowoltaicznych w osi pionowej i poziomej.

Fig. 4 pokazuje w przekroju poziomym, wykonanym na wysokości kół zębatych cztery konstrukcje wsporcze ustawione w szeregu i połączone ze źródłami napędu do obracania paneli fotowoltaicznych w osi pionowej i poziomej.

Konstrukcja wsporcza według wynalazku, jak przedstawiono na Fig. 1 składa się ze podstawy 1, masztu 2, zamocowanego do podstawy 1, oraz stelaża 3 zamocowanego do masztu 2.

Podstawa 1 służy do przytwierdzenia konstrukcji wsporczej do podłoża. Może być ona zamocowana do podłoża na stałe lub też rozłącznie, np. za pomocą połączenia śrubowego. W przykładzie realizacji podstawa 1 składa się z poziomej płyty 4, czterech wsporników 5 oraz z tulei 6. Płyta 4 służy do posadowienia konstrukcji wsporczej na podłożu, np. betonowym fundamencie. Może być ona wyposażona w otwory służące do przykręcenia podstawy do gwintowanych prętów osadzonych w fundamencie. Tuleja 6 połączona jest z płytą 4 za pomocą wsporników 5. Tuleja 6 nie jest posadowiona bezpośrednio na płycie 4. Jest ona zamocowana na pewnej wysokości, tak że między dolną krawędzią tulei 6 a płytą 4 jest wolna przestrzeń. Podstawa 1 wykonana jest ze stali.

Do podstawy 1 zamocowany jest maszt 2. Jest on zamocowany obrotowo. Dzięki temu może on się obracać wokół własnej osi podłużnej. Maszt 2 osadzony jest w tulei 6 za pomocą trzech łożysk tocznych 7. W przykładzie realizacji wynalazku zastosowano łożyska kulkowe. Maszt 2 wykonany jest ze stalowej rury z otworami na końcach.

Zgodnie z wynalazkiem maszt 2 zawiera mechanizm 8 do odbierania ruchu posuwistego i/lub obrotowego i przenoszenia go na ruch obrotowy masztu wokół osi podłużnej. W bieżącym przykładzie realizacji mechanizm ten stanowi koło zębate zamocowane do masztu 2 w jego osi podłużnej. Jest ono osadzone bezpośrednio nad podstawą 1.

Do górnej części masztu 2 zamocowany jest stelaż 3. Służy on do zamontowania do konstrukcji wsporczej jednego lub więcej paneli fotowoltaicznych. Ilość paneli fotowoltaicznych, które można zamontować na pojedynczym stelażu 3, zależy od wielkości paneli oraz rozmiarów stelaża. Zgodnie z wynalazkiem konstrukcja wsporcza możne zawierać stelaż 3, do którego można zamocować dwa lub więcej paneli fotowoltaicznych. W takim przypadku rozmiar masztu 2 oraz podstawy 1 musi być dobrany tak by utrzymać większy stelaż i ciężar. Stelaż 3 wykonany jest z metalowych, korzystnie aluminiowych, profili.

Stelaż 3 zamocowany jest obrotowo do masztu 2 za pomocą połączenia wahliwego 9. Połącznie to umożliwia ruch stelaża 3 wokół osi obrotu. W przykładzie realizacji wynalazku połączenie wahliwe 9 stanowi przegub sworzniowy.

Zgodnie z wynalazkiem konstrukcja wsporcza zawiera mechanizm do poruszania stelażem 2 w osi obrotu w ustalonym zakresie. Mechanizm ten składa się ze sprężyny naciągowej 10 oraz cięgna 11. Jeden koniec sprężyny 10 zamocowany jest do masztu 2, zaś drugi koniec zamocowany jest do stelaża 3. Sprężyna 10 jest zamocowana do stelaża 3 na odcinku A rozciągającym się od krawędzi stelaża równoległej do osi Y do połączenia wahliwego 9. W przypadku cięgna 11 jeden koniec zamocowany jest do stelaża 3, zaś drugi koniec zamocowany jest do generatora siły ciągnącej cięgno. Generatorem tej siły może być bezpośrednio lub pośrednio siłownik linowy lub silnik elektryczny, np. krokowy. Cięgno 11 jest zamocowane do stelaża 3 na odcinku B rozciągającym się od połączenia wahliwego 9 do krawędzi stelaża przeciwległej do krawędzi stelaża wyznaczającej początek odcinka A. Zgodnie z wynalazkiem sprężyna 10 i cięgno 11 są zamocowane do stelaża w osi przecinającej się z osią obrotu. W bieżącym przykładzie realizacji oś ta jest prostopadła do osi obrotu. Oznacza to, że sprężyna 10 jest zamocowana do stelaża 3 dokładnie naprzeciwko cięgna 11, po przeciwległej stronie połączenia wahliwego. Sprężyna 10 i cięgno 11 są zamocowane do stelaża 3 w jednakowej odległości od połączenia przegubowego 9.

Sprężyna 10 jest sprężyną typu naciągowego. Ciągnie ona w kierunku masztu 2 stelaż 3. Dzięki temu, zamocowany na przegubie sworzniowym stelaż 3 obraca się w osi obrotu do pozycji pionowej.

Cięgno 11 służy do generowania siły przeciwdziałającej sile ciągnącej sprężyny 10. Gdy siła ta jest większa niż siła wywoływana przez sprężynę 10, stelaż 3 obraca się w osi obrotu w kierunku odwrotnym do tego, w którym obraca go sprężyna. W celu wprowadzenia do układu tej siły cięgno jest połączone bezpośrednio lub pośrednio do mechanizmu generującego taką siłę. Mechanizmem tym może być siłownik liniowy lub silnik elektryczny, np. krokowy.

W przykładzie realizacji wynalazku cięgno 11 stanowi stalowa linka 11a. Konstrukcja wsporcza zawiera trzy bloczki linowe 12a, 12b, 12c do prowadzenia linki 11a. Bloczki linowe 12a, 12b są zamocowane do masztu 2, zaś bloczek 12c do podstawy 1. Bloczek linowy 12a jest zamocowany do masztu 2 za pośrednictwem wspornika 13. Zastosowanie wspornika 13 pozwala na umieszczenie bloczka linowego 12a blisko miejsca mocowania linki do stelaża 3. Bloczki linowe 12a, 12b prowadzą linkę 11a zasadniczo pionowo do podstawy 1. Bloczek linowy 12c zmienia kierunek prowadzenia linki na poziomy. Poziomo ustawiony koniec linki jest zamocowany do mechanizmu generującego siłę ciągnącą. W przykładzie realizacji jest to poziomo ustawione cięgno w postaci pręta ciągnięte przez siłownik linowy (niepokazany na rysunku). W innych możliwych do realizacji przykładach wykonania cięgno 11 (linka 11a) może być połączone bezpośrednio do siłownika linowego. Między bloczkami linowymi 12b i 12c linka biegnie wewnątrz masztu 2. Przechodzi ona przez tuleje 6 w podstawie 1 i jest wyprowadzana na zewnątrz przez wolną przestrzeń między dolną krawędzią tulei 6 a płytą 4. Dzięki temu linka 11a, na znacznej swojej długości, jest zabezpieczona przed uszkodzeniami mechanicznymi, które mogłyby powstawać w wyniku przypadkowych uderzeń w maszt 2.

Konstrukcja wsporcza zawiera ogranicznik 14 kaja obrotu stelaża 3. Jego zadaniem jest ograniczenie kaja obrotu stelaża 3, tak by kąt obrotu stelaża 3 wokół osi obrotu nie przekraczał 90° i jednocześnie aby przy maksymalnym kącie obrotu stelaż 3 był w pozycji poziomej. Ogranicznik 14 stanowią dwa ramiona 15 zamocowane do masztu 2 od strony po której znajduje się cięgno 11. Każde z ramion 15 na swoim końcu posiada podest 16. Wysokość, na której znajdują się podesty 16, jest dobrana tak, że opierał się na nich stelaż 3 przy położeniu w pozycji poziomej.

Konstrukcja wsporcza według wynalazku może być stosowana zarówno w małych instalacjach fotowoltaicznych zawierających tylko jedną konstrukcję do zamocowania paneli fotowoltaicznych, jak i w farmach fotowoltaicznych zawierających dwie lub więcej konstrukcje wsporcze. Korzystne skutki wynalazku są szczególnie widoczne przy wykorzystaniu konstrukcji wsporczej w farmach fotowoltaicznych, z systemami w których napęd do obracania paneli w osi poziomej i pionowej jest wspólny dla wszystkich konstrukcji.

System do obracania w osi pionowej i poziomej konstrukcji wsporczych w przykładzie realizacji pokazanym na Fig. 3 zawiera cztery konstrukcje wsporcze według niniejszego wynalazku ustawione w szeregu, w linii prostej.

Zgodnie z wynalazkiem system zawiera mechanizm 17 generujący ruch posuwisty i/lub obrotowy jednocześnie dla każdego z mechanizmów 8 zamieniających go na ruch obrotowy masztu 2 wokół własnej osi podłużnej. W przykładzie realizacji pokazanym na Fig. 4 mechanizm 17 stanowi zestaw wycinków kół zębatych z mimośrodem 18, umieszczonych po jednym przy każdej z konstrukcji wsporczych, wprawianych w ruch obrotowy za pomocą cięgna 19. Wycinki kół zębatych 18 zazębiają się z kołami zębatymi stanowiącymi mechanizm 8. Obrót wycinków kół zębatych 18 powoduje obrót kół zębatych 8 a tym samym obrót masztu 2 wokół osi podłużnej. Wycinki kół zębatych 18 zawierają mimośród. Dzięki temu ruch posuwisto-zwrotny cięgna 19 zamieniany jest na ruch obrotowy kół zębatych 18. Cięgno 19 łączy wszystkie wycinki kół zębatych 18 z siłownikiem hydraulicznym generującym ruch posuwisto-zwrotny. W innym przykładzie realizacji ruch posuwisto-zwrotny może generować serwomechanizm. Cięgno 19 stanowi zestaw czterech płaskowników, każdy zamocowany do jednego wycinka koła zębatego 18, połączonych ze sobą śrubami rzymskimi. Ruch siłownika hydraulicznego przesuwa cięgno 19, które z kolei obraca wycinkami kół zębatych 18 wokół ich osi. To z kolei powoduje obrót kół zębatych 8 zamocowanych w podłużnej osi masztu 2.

Koła zębate 8 oraz mechanizm 17 znajdują się na wysokości między 1 m a 1,50 m. Dzięki temu są one dostępne z poziomu gruntu dla personelu serwisującego.

System według wynalazku posiada również wspólny mechanizm 20 generujący siłę ciągnącą jednocześnie każdą z linek 11a (cięgien 11) znajdującym się w każdej z konstrukcji wsporczej. Mechanizm 20 stanowi cięgno, do którego zamocowane są końce linek 11a z każdej konstrukcji wsporczej. Cięgno 20a jest wprawiane w ruch posuwisto-zwrotny za pomocą siłownika hydraulicznego. Cięgno stanowi płaskownik rozciągający się wzdłuż wszystkich konstrukcji wsporczych ustawionych w szeregu. Płaskownik ten przechodzi na wylot przez wszystkie podstawy 1 konstrukcji wsporczych ustawionych w szeregu. Płaskownik na swojej długości zawiera uchwyty, do których zaczepione są końce linek 11a. Pociągnięcie przez siłownik płaskownika powoduje jednoczesne pociągnięcie wszystkich linek 11a, co z kolei powoduje obrót stelaży 3 wokół osi obrotu. Przesunięcie cięgna 20a w przeciwnym kierunku powoduje zluzowanie linek 11a. W następstwie tego siła generowana przez sprężyny naciągowe 10 przeważa i stelaże 3 obracają się w przeciwnym kierunku.

Claims (15)

1. Konstrukcja wsporcza z dwiema osiami obrotu do paneli fotowoltaicznych, zawierająca podstawę do zamocowania konstrukcji wsporczej do podłoża, maszt zamocowany obrotowo do podstawy, tak że może on obracać się wokół własnej osi podłużnej, przy czym maszt zawiera mechanizm do odbierania ruchu posuwistego i/lub obrotowego i przenoszenia go na ruch obrotowy masztu wokół osi podłużnej, stelaż przeznaczony do montażu paneli fotowoltaicznych, zamocowany obrotowo do masztu za pomocą połączenia wahliwego (9) zapewniającego ruch stelaża wokół osi obrotu, mechanizm do poruszania stelażem w osi obrotu w ustalonym zakresie, znamienna tym, że mechanizm do poruszania stelażem (3) w osi obrotu składa się ze sprężyny naciągowej (10), której jeden koniec zamocowany jest do masztu (2), zaś drugi koniec zamocowany jest do stelaża (3), oraz z cięgna (11), którego jeden koniec zamocowany jest do stelaża (3) zaś drugi koniec zamocowany jest do generatora siły ciągnącej cięgno, przy czym sprężyna naciągowa (10) jest zamocowana do stelaża (3) na odcinku A rozciągającym się od krawędzi stelaża równoległej do osi obrotu do połączenia wahliwego (9), zaś cięgno (11) jest zamocowane do stelaża (3) na odcinku B rozciągającym się od połączenia wahliwego (9) do krawędzi stelaża przeciwległej do krawędzi stelaża wyznaczającej początek odcinka A, przy czym sprężyna naciągowa (10) i cięgno (11) są zamocowane do stelaża (3) w osi przecinającej się z osią obrotu.

2. Konstrukcja wsporcza według zastrz. 1, znamienna tym, że cięgno (11) stanowi linka (11a).

3. Konstrukcja wsporcza według zastrz. 2, znamienna tym, że zawiera trzy bloczki linowe (12a), (12b), (12c) do prowadzenia linki (11a), przy czym dwa bloczki linowe (12a) i (12b) zamocowane są do masztu (2), zaś trzeci bloczek linowy (12c) zamocowany jest do podstawy (1).

4. Konstrukcja wsporcza według zastrz. 3, znamienna tym, że bloczki linowe (12a), (12b) prowadzą linkę (11a) zasadniczo pionowo do podstawy (1), zaś bloczek linowy (12c) zmienia kierunek prowadzenia linki (11a) na zasadniczo poziomy.

5. Konstrukcja wsporcza według zastrz. 3 albo 4, znamienna tym, że bloczek linowy (12a) zamocowany jest na wsporniku (13).

6. Konstrukcja wsporcza według zastrz. 3 albo 4, albo 5, znamienna tym, że linka (11a) poprowadzona jest wewnątrz masztu (2) na odcinku między bloczkiem linowym (12b) a bloczkiem linowym (12c).

7. Konstrukcja wsporcza według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 6, znamienna tym, że sprężyna (10) i cięgno (11) zamocowane są do stelaża (3) w jednakowej odległości od połączenia wahliwego (9).

8. Konstrukcja wsporcza według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 7, znamienna tym, że połączenie wahliwe (9) stanowi przegub sworzniowy.

9. Konstrukcja wsporcza według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 8, znamienna tym, że zawiera ogranicznik (14) kaja obrotu stelaża (3).

10. Konstrukcja wsporcza według zastrz. 9, znamienna tym, że ogranicznik (14) stanowi co najmniej jedno ramię (15) zamocowane do masztu (2) od strony po której znajduje się cięgno (11), zakończone podestem (16), znajdującym się na wysokości odpowiadającej położeniu stelaża (3) w pozycji poziomej.

11. Konstrukcja wsporcza według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 10, znamienna tym, że mechanizm (8) do odbierania ruchu posuwistego i/lub obrotowego i przenoszenia go na ruch obrotowy masztu wokół jego osi podłużnej stanowi koło zębate zamocowane do masztu (2) w jego osi podłużnej.

12. System do obracania w dwóch osiach obrotu konstrukcji wsporczych do paneli fotowoltaicznych znamienny tym, że zawiera co najmniej dwie konstrukcje wsporcze według zastrz. od 1 do 11, wspólny mechanizm (17) generujący ruchu posuwisty i/lub obrotowy jednocześnie dla każdego z mechanizmów (8) zamieniających go na ruch obrotowy masztu wokół własnej osi podłużnej znajdujących się w każdej z konstrukcji wsporczej, wspólny mechanizm (20) generujący siłę ciągnącą jednocześnie każde z cięgien (11) znajdującym się w każdej z konstrukcji wsporczej.

13. System według zastrz. 12, znamienny tym, że mechanizm (17)stanowi zębatka liniowa wprawiana w ruch posuwisto-zwrotny za pomocą siłownika lub przekładni zębatej.

14. System według zastrz. 12, znamienny tym, że mechanizm (17) stanowi zestaw kół zębatych z mimośrodem lub wycinków kół zębatych z mimośrodem (18), przyporządkowanych po jednym do każdej z konstrukcji wsporczych, wprawianych w ruch obrotowy za pomocą cięgna (19) wprawianego w ruch posuwisto-zwrotny za pomocą siłownika.

15. System według zastrz. 12 albo 13, albo 14, znamienny tym, że mechanizm (20) generujący siłę ciągnącą stanowi cięgno, do którego zamocowane są końce cięgien (11) z każdej konstrukcji wsporczej, przy czym cięgno jest wprawiane w ruch posuwisto-zwrotny za pomocą siłownika.