PL248149B1 - Mechanizm do optymalnego ustawiania ramy nośnej, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest mechanizm do optymalnego ustawiania ramy nośnej, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych posiadający ramę nośną (1) zamocowaną przesuwnie na prowadnicy (2). Charakteryzuje się on tym, że do każdego z boków jednej pary przeciwlegle ułożonych boków ramy nośnej (1) zamocowany jest pręt (3.1, 3.2). Pierwszy pręt (3.1) zamocowany jest do ramy nośnej (1) poprzez prowadnicę liniową, w której umieszczony jest on przesuwnie oraz obrotowo względem jej osi. Do końca każdego z prętów (3.1, 3.2) znajdującego się poza obszarem ramy nośnej (1) zamocowany jest wózek (5, 6), którego koła ułożone są na przymocowanej do podłoża wyprofilowanej prowadnicy (2) o zamkniętym torze.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm do optymalnego ustawiania ramy nośnej, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych, który przekręca je odpowiednio do kierunku padających promieni słonecznych.

Z opisu zgłoszenia patentowego PL442010A1 znany jest mechanizm pozycjonujący ramę, zwłaszcza panelu fotowoltaicznego posiadający ramę nośną, prowadnicę, silnik napędzający. Charakteryzuje się on tym, że składa się z pionowego słupa, który pierwszym końcem zamocowany jest do podłoża, a na drugim jego końcu zamocowana jest za pomocą przegubu kulowego tuleja, w której znajduje się przesuwnie osadzony pręt prowadzący zamocowany końcami do ramy nośnej, do której jednego z boków zainstalowany jest wózek napędowy sprzężony z zamocowaną do podłoża wyprofilowaną prowadnicą.

Problem techniczny polega na opracowaniu mechanizmu pozycjonowania ramy nośnej, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych, który w stosunku do rozwiązania z dokumentu PL442010A1 umożliwia zwiększenie precyzji ruchu, poprawę stabilności konstrukcji oraz zmniejszenie zużycia elementów przegubowych poprzez zastosowanie prowadnicy liniowej współpracującej z prętem przesuwnym.

W przedmiotowym rozwiązaniu poprzez określenie rama nośna rozumiany jest układ konstrukcyjny prętów sztywno ze sobą połączonych końcami.

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm do optymalnego ustawiania ramy nośnej, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych posiadający ramę nośną zamocowaną przesuwnie na prowadnicy. Jego istotą jest to, że do każdego z boków jednej pary przeciwległe ułożonych boków ramy nośnej zamocowany jest pręt. Pierwszy pręt zamocowany jest do ramy nośnej poprzez prowadnicę liniową, w której umieszczony jest on przesuwnie oraz obrotowo względem jej osi. Do końca każdego z prętów znajdującego się poza obszarem ramy nośnej zamocowany jest wózek, którego koła ułożone są na przymocowanej do podłoża wyprofilowanej prowadnicy o zamkniętym torze. W odmianach wynalazku kołami pierwszego wózka są trzy rolki kołami drugiego wózka są trzy rolki, których osie znajdują się w wierzchołkach trójkątów równoramiennych. Pierwsza rolka pierwszego wózka jest rolką napędową, a pozostałe dwie rolki są rolkami dociskowymi. Pierwsza rolka pierwszego wózka sprzężona jest z wałem pierwszego silnika napędzającego zamocowanego przesuwnie na pierwszym wózku z wykorzystaniem pierwszych prowadnic ślizgowych i pierwszej sprężyny. Wał pierwszego silnika napędzającego umieszczony jest w otworze prowadzącym w pierwszym wózku. Alternatywnie pierwsza rolka drugiego wózka jest rolką napędową, a pozostałe dwie rolki są rolkami dociskowymi. Pierwsza rolka drugiego wózka sprzężona jest z wałem drugiego silnika napędzającego zamocowanego przesuwnie na drugim wózku z wykorzystaniem drugich prowadnic ślizgowych i drugiej sprężyny. Wał drugiego silnika napędzającego umieszczony jest w otworze prowadzącym w drugim wózku.

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

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

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

Fig. 2 - widok perspektywiczny mechanizmu z góry i z boku w pozycji środkowej,

Fig. 3 - widok perspektywiczny mechanizmu z góry i z boku w pozycji skrajnej,

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

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

Fig. 6 - szczegół ułożenia wózka napędowego na prowadnicy w widoku perspektywicznym z tyłu i z dołu w pozycji środkowej,

Fig. 7 - szczegół ułożenia wózka napędowego na prowadnicy w widoku perspektywicznym z przodu i z góry w pozycji skrajnej,

Fig. 8 - szczegół ułożenia wózka napędowego na prowadnicy w widoku perspektywicznym z tyłu i z dołu w pozycji skrajnej,

Fig. 9 - rozstawienie osi kół pierwszego wózka napędowego i otworu prowadzącego, Fig. 10 - rozstawienie osi kół drugiego wózka napędowego i otworu prowadzącego.

Mechanizm do optymalnego ustawiania ramy nośnej, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych posiadający ramę nośną 1 zamocowaną przesuwnie na prowadnicy 2 w przykładzie wykonania składa się z ramy nośnej 1 sporządzonej z belek o przekroju kwadratowym 5x5 cm wyprodukowanych z duralu cynkowego PA9. Rama nośna 1 ma zarys kwadratu, w którym środki dwóch przeciwległych boków połączone są belką środkową. Na przedłużeniach belki środkowej, na zewnątrz ramy nośnej 1, zamocowane są stalowe pręty 3.1, 3.2. Pierwszy pręt 3.1 ma kołowy przekrój poprzeczny o średnicy 3,5 cm i zamocowany jest do ramy nośnej 1 poprzez znajdującą się pod belką środkową prowadnicę liniową 4, w której umieszczony jest on przesuwnie oraz obrotowo względem jej osi. Natomiast drugi pręt 3.2 ma kwadratowy przekrój 3,5x3,5 cm i jest zamocowany na sztywno do ramy nośnej 1. Do końców prętów 3.1, 3.2 znajdujących się poza obszarem ramy nośnej 1 zamocowane są wózki 5, 6, których koła ułożone są na przymocowanej do podłoża wyprofilowanej zamkniętej prowadnicy 2. Prowadnicą 2 jest złączona końcami stalowa rura o średnicy 5 cm, wygięta i ustawiona w taki sposób, że największa jej wysokość nad podłożem jest w kierunku północnym. Wysokość ta maleje równomiernie w kierunku wschodnim i zachodnim, a następnie ustala się aż do kierunku południowego. Kołami pierwszego wózka 5 zamocowanego do końca pierwszego pręta 3.1 są trzy rolki 7.1, 7.2, 7.3, a kołami drugiego wózka 6 zamocowanego do końca drugiego pręta 3.2 są trzy rolki 8.1, 8.2, 8.3. Osie tych rolek znajdują się w wierzchołkach trójkątów równoramiennych. Pierwsza rolka 7.1 pierwszego wózka 5 i pierwsza rolka 8.1 drugiego wózka 6 są rolkami napędowymi i znajdują się od dołu prowadnicy 2. Pozostałe dwie rolki 7.2, 7.3 pierwszego wózka 5 i pozostałe dwie rolki 8.2, 8.3 drugiego wózka 6 są rolkami dociskowymi i znajdują się od góry prowadnicy 2. Pierwsza rolka 7.1 pierwszego wózka 5 i pierwsza rolka 8.1 drugiego wózka 6 sprzężone są odpowiednio z wałem pierwszego silnika napędzającego 9 i z wałem drugiego silnika napędzającego 12, którymi są silniki krokowe. Silnik napędzający 9 pierwszego wózka 5 zamocowany jest na tym wózku przesuwnie z wykorzystaniem prowadnic ślizgowych 10 umiejscowionych po obydwu stronach tego silnika i z użyciem sprężyny 11 do jego pozycjonowania. Silnik napędzający 12 drugiego wózka 6 zamocowany jest na tym wózku przesuwnie poprzez prowadnice ślizgowe 13 umiejscowione po obydwu stronach tego silnika z użyciem sprężyny 14 do jego pozycjonowania. Wał silnika napędzającego 9 umieszczony jest w otworze prowadzącym 5.1 w pierwszym wózku 5, a wał silnika napędzającego 12 umieszczony jest w otworze prowadzącym 6.1 w drugim wózku 6. Obydwa silniki napędzające 9 i 12 połączone są z modułem sterująco-zasilającym w postaci modułu, do którego podłączony jest również czujnik natężenia oświetlenia kierunkowego. Do ramy nośnej 1 przymocowane są dwa panele fotowoltaiczne, którymi są ogniwa solarne.

Działanie mechanizmu do optymalnego ustawiania ramy nośnej, 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 każdej porze dnia i roku, przy danych warunkach nasłonecznienia był jak największy. Odbywa się to w ten sposób, że moduł sterująco-zasilający sterując pracą silników napędzających 9 i 12 powoduje odpowiednie przesunięcia pierwszych rolek 7.1 i 8.1, a tym samym rolek 8.2 i 8.3 oraz rolek 9.2 i 9.3 odpowiednio pierwszego wózka 5 i drugiego wózka 6 na prowadnicy 2. Konsekwencją tego jest przemieszczenie pierwszego wózka 5 i drugiego wózka 6, a wraz z nimi ramy nośnej 1 z zamontowanymi panelami fotowoltaicznymi. Zmiany ustawienia tych paneli względem stron świata możliwe są też dzięki obrotom i przesunięciom pierwszego pręta 3.1 w prowadnicy liniowej 4. W ciągu dnia wynikiem ciągłego przemieszczania się wózków napędowych 5 i 6 na prowadnicy 2 jest optymalnie ustawianie paneli fotowoltaicznych względem kierunku padających promieni słonecznych. To optymalnie ustawianie odbywa się zgodnie z zaprogramowanymi danymi dla zmian położenia słońca nad horyzontem w ciągu dnia i w różnych porach roku. Wykorzystywane mogą być też sygnały z czujnika natężenia oświetlenia, które przekazywane są do modułu sterująco-zasilającego.

Wykaz oznaczeń

- rama nośna

- prowadnica

3.1 - pierwszy pręt

3.2 - drugi pręt

- prowadnica liniowa

- pierwszy wózek

5.1 - otwór prowadzący

- drugi wózek

6.1 - otwór prowadzący

7.1 - rolka napędowa pierwszego wózka

7.2 , 7.3 - rolka dociskowa pierwszego wózka .1 - rolka napędowa drugiego wózka .2, 8.3 - rolka dociskowa drugiego wózka

- silnik napędzający pierwszego wózka

- prowadnica ślizgowa pierwszego wózka

- sprężyna pierwszego wózka

- silnik napędzający drugiego wózka

- prowadnica ślizgowa drugiego wózka

- sprężyna drugiego wózka

Claims (4)

1. Mechanizm do optymalnego ustawiania ramy nośnej, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych posiadający ramę nośną (1) zamocowaną przesuwnie na prowadnicy (2), znamienny tym, że do każdego z boków jednej pary przeciwlegle ułożonych boków ramy nośnej (1) zamocowany jest pręt (3.1, 3.2), przy czym pierwszy pręt (3.1) zamocowany jest do ramy nośnej (1) poprzez prowadnicę liniową (4), w której umieszczony jest on przesuwnie oraz obrotowo względem jej osi, zaś do końca każdego z prętów (3.1,3.2) znajdującego się poza obszarem ramy nośnej (1) zamocowany jest wózek (5, 6), którego koła ułożone są na przymocowanej do podłoża wyprofilowanej prowadnicy (2) o zamkniętym torze.

2. Mechanizm według zastrz. 1, znamienny tym, że kołami pierwszego wózka (5) są trzy rolki (7.1,7.2, 7.3), kołami drugiego wózka (6) są trzy rolki (8.1,8.2, 8.3), których osie znajdują się w wierzchołkach trójkątów równoramiennych.

3. Mechanizm według zastrz. 2, znamienny tym, że pierwsza rolka (7.1) pierwszego wózka (5) jest rolką napędową, a pozostałe dwie rolki (7.2, 7.3) są rolkami dociskowymi tudzież pierwsza rolka (7.1) pierwszego wózka (5) sprzężona jest z wałem pierwszego silnika napędzającego (9) zamocowanego przesuwnie na pierwszym wózku (5) z wykorzystaniem pierwszych prowadnic ślizgowych (10) i pierwszej sprężyny (11), zaś wał pierwszego silnika napędzającego (9) umieszczony jest w otworze prowadzącym (5.1) w pierwszym wózku (5).

4. Mechanizm według zastrz. 2, znamienny tym, że pierwsza rolka (8.1) drugiego wózka (6) jest rolką napędową, a pozostałe dwie rolki (8.2, 8.3) są rolkami dociskowymi tudzież pierwsza rolka (8.1) drugiego wózka (6) sprzężona jest z wałem drugiego silnika napędzającego (12) zamocowanego przesuwnie na drugim wózku (6) z wykorzystaniem drugich prowadnic ślizgowych (13) i drugiej sprężyny (14), zaś wał drugiego silnika napędzającego (12) umieszczony jest w otworze prowadzącym (6.1) w drugim wózku (6).