PL246394B1 - Mechanizm ustawiający ramę, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm ustawiający ramę, zwłaszcza panelu fotowoltaicznego posiadający ramę nośną, prowadnicę, silnik napędzający. Charakteryzuje się on tym, że składa się z pionowego słupa (1) z podstawą na jego pierwszym końcu zamocowaną do podłoża, a na jego drugim końcu zamocowana jest za pomocą tulei obrotowej (2) i zawiasu rama nośna (4), do której jednego z boków zainstalowany jest wózek napędowy (5) sprzężony z zamocowaną do podłoża wyprofilowaną prowadnicą (6), której końce zamocowane są do podstawy słupa (1).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm ustawiający ramę, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych, który przekręca je i kieruje optymalnie względem padających promieni słonecznych.

Dotychczas znane są różne rozwiązania mechanizmów mocowania paneli fotowoltaicznych. Problemem jest ustawianie tych paneli pod odpowiednim kątem, aby przejmowały jak najwięcej energii padającego promieniowania słonecznego.

Z opisu wzoru użytkowego ES1247809U znane jest urządzenie do pobierania energii słonecznej. W rozwiązaniu tym rama, która podtrzymuje moduły fotowoltaiczne, jest przegubowo połączona za pomocą poziomych śrub pełniących funkcję zawiasu z wydłużoną podstawą z kołami. Obrót tej ramy napędzany jest przez silnik przekładniowy wokół centralnej śruby, która jest prostopadła do powierzchni podparcia. Urządzenie charakteryzuje się przymocowaniem z tyłu co najmniej jednego skośnego słupka, który opiera się na przeciwległym końcu za pomocą rowkowanego wałka na obwodowej prowadnicy. Prowadnica ta biegnie w kształcie podkowy otwartej na południe i jest współśrodkowa względem osi centralnej śruby. Obwodowa prowadnica ma zmienną wysokość względem podłoża, do którego jest przymocowana za pomocą podpór. Końce podkowy są umieszczone wyżej, a część środkowa na minimalnej wysokości. Gdy silnik redukcyjny pracuje, rowkowana rolka przesuwa się po obwodowej prowadnicy i przekazuje zmianę wysokości do skośnego słupka, co powoduje przechylenie ramy obrotowej, umożliwiając jej obrót względem osi poziomej.

Z opisu zgłoszenia patentowego JP2005039148A znane jest urządzenie śledzące słońce do generatora słonecznego. W rozwiązaniu tym zapewniono dwa wsporniki słupowe do podtrzymywania modułu akumulatora słonecznego. Kąt azymutu modułu baterii słonecznej zmienia się poprzez obrót pierwszego słupa-rozpórki. Kąt podniesienia modułu akumulatora słonecznego zmienia się za pomocą drugiego masztu podnoszącego lub opuszczającego moduł generujący energię podczas ruchu wzdłuż szyny w kształcie łuku kołowego, która posiada wypukłość powstałą w wyniku obrotu pierwszego masztu. Ponadto w drugim uchwycie masztu zastosowano mechanizm regulacji długości, który umożliwia dostosowanie go do sezonowych zmian wysokości słońca.

Celem wynalazku jest odpowiednie ustawianie ramy, na której przykładowo mogą być zamocowane panele fotowoltaiczne. Takie ustawianie ramy zapewni wtedy uzyskiwanie maksymalnej energii elektrycznej generowanej przez te panele.

W przedmiotowym rozwiązaniu poprzez określenie rama rozumie się układ konstrukcyjny prętów sztywno ze sobą połączonych końcami.

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm ustawiający ramę nośną, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych posiadający pionowy teleskopowy słup zamocowany do przytwierdzonej do podłoża podstawy, na którego końcu znajduje się tuleja obrotowa, do której poprzez zawias przy mocowana jest rama nośna. Jego istotą jest to, że do jednego z boków ramy nośnej zamocowany jest wózek napędowy, którego koła ułożone są na wygiętej w łuk wyprofilowanej prowadnicy, której końce przytwierdzone są do podstawy słupa w miejscu jego zamocowania. Oś prowadnicy znajduje się w stałej odległości od zawiasu.

Korzystnie kołami wózka napędowego są trzy rolki, których osie znajdują się w wierzchołkach trójkąta równoramiennego. Pierwsza rolka jest rolką napędową, a pozostałe dwie rolki są rolkami dociskowymi. Pierwsza rolka sprzężona jest z wałem silnika napędzającego zamocowanego przesuwnie na wózku napędowym z wykorzystaniem prowadnic ślizgowych i sprężyny. Wał silnika napędzającego umieszczony jest w otworze prowadzącym w wózku napędowym.

Korzystnym skutkiem zastosowania wynalazku jest to, że dzięki mechanizmowi ustawiania ramy nośnej paneli fotowoltaicznych możliwa jest efektywniejsza konwersja promieniowania słonecznego na energię elektryczną niż w przypadku paneli, które nie podążają za ruchem słońca.

Mechanizm według wynalazku w przykładzie wykonania przedstawiony jest na rysunku, na którym poszczególne figury przedstawiają:

Fig. 1 - widok perspektywiczny mechanizmu z góry i z boku w pozycji środkowej,

Fig. 2 - widok perspektywiczny mechanizmu z dołu i z boku w pozycji skrajnej,

Fig. 3 - widok mechanizmu z boku w pozycji środkowej,

Fig. 4 - widok mechanizmu z góry w pozycji środkowej,

Fig. 5 - widok mechanizmu z góry w pozycji skrajnej,

Fig. 6 - szczegół mocowania ramy do słupa w widoku perspektywicznym z przodu i z dołu w pozycji środkowej,

Fig. 7 - szczegół mocowania ramy do słupa w widoku perspektywicznym z przodu i z dołu w pozycji skrajnej, Fig. 8 - szczegół ułożenia wózka napędowego na prowadnicy w widoku perspektywicznym z przodu i z dołu w pozycji środkowej,

Fig. 9 - szczegół ułożenia wózka napędowego na prowadnicy w widoku perspektywicznym z tyłu i z dołu w pozycji środkowej,

Fig. 10 - szczegół ułożenia wózka napędowego na prowadnicy w widoku perspektywicznym z tyłu i z góry w pozycji skrajnej,

Fig. 11 - rozstawienie osi kół wózka napędowego i otworu prowadzącego.

Mechanizm ustawiający ramę nośną, zwłaszcza panelu fotowoltaicznego posiadający pionowy teleskopowy słup 1 zamocowany do przytwierdzonej do podłoża podstawy, na którego końcu znajduje się tuleja obrotowa 2, do której poprzez zawias 3 przymocowana jest rama nośna 4 w przykładzie wykonania składa się z pionowego słupa 1 w postaci stalowej teleskopowo wysuwanej rury o średnicy 9 cm i wysokości 160 cm. Słup 1 swoim dolnym końcem zamocowany jest do przytwierdzonej do podłoża podstawy, a jego górny koniec przymocowany jest za pomocą tulei obrotowej 2 i zawiasu 3 do miejsca skrzyżowania środkowych belek ramy nośnej 4. W środku dolnego boku ramy nośnej 4 o grubości 4 cm zamocowany jest wózek napędowy 5, którego koła ułożone są na wygiętej w łuk wyprofilowanej prowadnicy 6. Prowadnica 6 jest stalową rurą o średnicy 5 cm wygiętą w taki sposób, że największa jej wysokość nad podłożem jest w kierunku południowym i wysokość ta równomiernie maleje aż do miejsca zamocowania prowadnicy do podstawy słupa 1. Oś prowadnicy 6 znajduje się w stałej odległości od zawiasu 3. Kołami wózka napędowego 5 są trzy rolki 7.1, 7.2, 7.3, których osie znajdują się w wierzchołkach trójkąta równoramiennego. Pierwsza rolka 7.1 jest rolką napędową i znajduje się od dołu prowadnicy 6, a pozostałe dwie rolki 7.2, 7.3 są rolkami dociskowymi i znajdują się od góry prowadnicy 6. Pierwsza rolka 7.1 sprzężona jest z wałem silnika napędzającego 8. Silnik napędzający 8 zamocowany jest przesuwnie na wózku napędowym 5 z wykorzystaniem prowadnic ślizgowych 9 i sprężyny 10. Prowadnice ślizgowe 9 pozycjonowane poprzez sprężynę 10 umiejscowione są po obydwu stronach silnika napędzającego 8. Wał silnika napędzającego 8 umieszczony jest w otworze prowadzącym 5.1 wykonanym w wózku napędowym 5. Silnik napędzający 8 połączony jest z modułem sterującozasilającym. Do ramy nośnej 4 przymocowane są cztery panele fotowoltaiczne, którymi są ogniwa.

Działanie mechanizmu ustawiającego ramę nośną, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych, polega na tym, że moduł sterująco-zasilający w oparciu o mechanizm zegarowy, tak steruje ustawieniem ramy nośnej paneli fotowoltaicznych, aby uzysk energii elektrycznej o danej porze dnia, przy danych warunkach nasłonecznienia był jak największy. Odbywa się to w ten sposób, że moduł sterująco-zasilający sterując pracą silnika napędzającego 8 powoduje odpowiednie przesunięcie pierwszej rolki 7.1, a tym samym rolek 7.2 i 7.3 na prowadnicy 6. Konsekwencją tego ruchu jest przemieszczenie wózka napędowego 5 i dolnego boku ramy nośnej 4 wraz z zamontowanymi panelami fotowoltaicznymi. Istotnym elementem pozwalającym na poruszanie się ramy nośnej 4 jest zawias 3, tuleja obrotowa 2, a także zmieniający długość teleskopowy słup 1. W ciągu dnia wynikiem ciągłego przemieszczania się wózka napędowego 5 z rolkami 7.1, 7.2, 7.3 na prowadnicy 6 jest rano podnoszenie, w południe ustawienie w pozycji najwyższej, a po południu opuszczanie dolnego boku ramy nośnej 4 z panelami fotowoltaicznymi ustawiając je optymalnie względem kierunku padających promieni słonecznych. Ustawianie paneli fotowoltaicznych odbywa się zgodnie z zaprogramowanymi danymi dla dobowych zmian położenia słońca nad horyzontem. Moduł sterująco-zasilający w oparciu zaprogramowane dane dotyczące położenia słońca w cyklu rocznym może też zmieniać podstawową długość teleskopowego słupa 1, przez co odpowiednio do pory roku zmienia się kąty nachylenia panelu fotowoltaicznego i maksymalizuje się uzysk energii eklektycznej.

Wykaz oznaczeń

- słup

- tuleja obrotowa

- zawias

- rama nośna

- wózek napędowy

5.1- otwór prowadzący

- prowadnica

7.1, 7.2, 7.3 - rolka

- silnik napędzający

- prowadnica ślizgowa

- sprężyna

Claims (2)

1. Mechanizm ustawiający ramę nośną, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych posiadający pionowy teleskopowy słup (1) zamocowany do przytwierdzonej do podłoża podstawy, na którego końcu znajduje się tuleja obrotowa (2), do której poprzez zawias (3) przymocowana jest rama nośna (4) znamienny tym, że do jednego z boków ramy nośnej (4) zamocowany jest wózek napędowy (5), którego koła ułożone są na wygiętej włuk wyprofilowanej prowadnicy (6), której końce przytwierdzone są do podstawy słupa (1) w miejscu jego zamocowania, przy czym oś prowadnicy (6) znajduje się w stałej odległości od zawiasu (3).

2. Mechanizm według zastrz. 1 znamienny tym, że kołami wózka napędowego (5) są trzy rolki (7.1, 7.2, 7.3), których osie znajdują się w wierzchołkach trójkąta równoramiennego, przy czym pierwsza rolka (7.1) jest rolką napędową, a pozostałe dwie rolki (7.2, 7.3) są rolkami dociskowymi tudzież pierwsza rolka (7.1) sprzężona jest z wałem silnika napędzającego (8) zamocowanego przesuwnie na wózku napędowym (5) z wykorzystaniem prowadnic ślizgowych (9) i sprężyny (10), zaś wał silnika napędzającego (8) umieszczony jest w otworze prowadzącym (5.1) w wózku napędowym (5).