PL248150B1 - Mechanizm do ustawiania i obracania ramy nośnej, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest mechanizm do ustawiania i obracania 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). Każdy z prętów (3.1, 3.2) zamocowany jest do ramy nośnej (1) poprzez prowadnicę liniową (4.1, 4.2), 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), którego koła ułożone są na przymocowanej do podłoża wyprofilowanej prowadnicy (2) o zamkniętym torze. Koniec pierwszego pręta (3.1) znajdujący się w obszarze ramy nośnej (1) połączony jest osiowo z wałem silnika obracającego (7), którego obudowa zamocowana jest do ramy nośnej (1).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm do ustawiania i obracania ramy nośnej, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych, który nastawia je odpowiednio do kierunku 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 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, które są ze sobą końcami sztywno połączone.

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm do ustawiania i obracania ramy nośnej, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych posiadający ramę nośną zamocowaną przesuwnie na prowadnicy. Jego istotą jest to, że do każdego z boków jednej pary przeciwlegle ułożonych boków ramy nośnej zamocowany jest pręt. Każdy z prętów 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. Koniec pierwszego pręta znajdujący się w obszarze ramy nośnej połączony jest osiowo z wałem silnika obracającego, którego obudowa zamocowana jest do ramy nośnej. Korzystnie kołami pierwszego wózka są trzy rolki lub 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 silnika napędzającego zamocowanego przesuwnie na pierwszym wózku z wykorzystaniem prowadnic ślizgowych i sprężyny. Wał silnika napędzającego umieszczony jest w otworze prowadzącym w pierwszym wózku.

Korzystnym skutkiem zastosowania wynalazku jest to, że dzięki mechanizmowi do ustawiania i obracania 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 pokazany 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 góry i z boku w pozycji skrajnej,

Fig. 3 - widok perspektywiczny mechanizmu z góry i z boku w pozycji środkowej z obróconą ramą nośną,

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

Fig. 5 - widok perspektywiczny rozłożonego mechanizmu z góry i z boku w pozycji środkowej,

Fig. 5.1 - szczegół mocowania pierwszego pręta do ramy nośnej w widoku perspektywicznym z góry i z boku,

Fig. 5.2 - szczegół obracania ramy nośnej w widoku perspektywicznym z góry i z boku,

Fig. 5.3 - szczegół mocowania drugiego pręta do ramy nośnej w widoku perspektywicznym z góry i z boku,

Fig. 5.4 - wózek napędowy w widoku perspektywicznym z góry i z boku,

Fig. 5.5 - wózek napędowy w widoku perspektywicznym z góry i z tyłu, Fig. 6 - rozstawienie osi kół wózka napędowego i otworu prowadzącego.

Mechanizm do ustawiania i obracania ramy nośnej, zwłaszcza panelu fotowoltaicznego posiadający ramę nośną 1 zamocowaną przesuwnie na prowadnicy 2 w przykładzie wykonania składa się z ramy nośnej 1 skonstruowanej z wykonanych z duralu PA24 belek o przekroju kwadratowym 5x5 cm.

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. Pręty te mają okrągłe przekroje o średnicy 3,5 cm i zamocowane są do ramy nośnej 1 poprzez znajdujące się pod belką środkową prowadnice liniowe 4.1,4.2, w których umieszczone są one przesuwnie oraz obrotowo względem osi tych prowadnic. Drugi pręt 3.2 zaopatrzony jest w elementy ograniczające jego przesuwanie się w drugiej prowadnicy liniowej 4.2. 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 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, maleje równomiernie w kierunku wschodnim i zachodnim, a następnie aż do kierunku południowego jest stała. Koniec pierwszego pręta 3.1 znajdujący się pod belką środkową ramy nośnej 1 połączony jest osiowo z wałem silnika obracającego 7, którego obudowa zamocowana jest do belki środkowej ramy nośnej 1. Jako silnik obracający 7 zastosowany jest silnik krokowy. Kołami pierwszego wózka 5 zamocowanego do końca pierwszego pręta 3.1 są trzy rolki 8.1, 8.2, 8.3, a kołami drugiego wózka 6 zamocowanego do końca drugiego pręta 3.2 są trzy rolki 9.1, 9.2, 9.3. Osie tych rolek znajdują się w wierzchołkach trójkątów równoramiennych. Pierwsza rolka 8.1 pierwszego wózka 5 i pierwsza rolka 9.1 drugiego wózka 6 znajdują się od dołu prowadnicy 2. Pozostałe dwie rolki 8.2, 8.3 pierwszego wózka 5 i pozostałe dwie rolki 9.2, 9.3 drugiego wózka 6 znajdują się od góry prowadnicy 2 i są rolkami dociskowymi. Rolką dociskową jest również pierwsza rolka 9.1 drugiego wózka 6. Pierwsza rolka 8.1 pierwszego wózka 5 jest rolką napędową i sprzężona jest z wałem silnika napędzającego 10, którym jest silnik. Silnik napędzający 10 zamocowany jest przesuwnie na pierwszym wózku 5 poprzez prowadnice ślizgowe 11 umiejscowione po obydwu stronach tego silnika. Wykorzystywana jest przy tym sprężyna 12 do jego pozycjonowania. Wał silnika napędzającego 10 umieszczony jest w otworze prowadzącym 5.1 wykonanym w pierwszym wózku napędowym 5. Silnik napędzający 10 połączony jest 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 ustawiania i obracania 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 danej porze dnia i roku, przy danych warunkach nasłonecznienia był jak największy. Odbywa się to w ten sposób, że moduł sterująco-zasilający sterując pracą silnika napędzającego 10 powoduje odpowiednie przesunięcie pierwszej rolki 8.1, a tym samym rolek 8.2 i 8.3 pierwszego wózka 5 na prowadnicy 2. Jednoczesnemu przesunięciu na prowadnicy 2 podlegają też rolki 9.1,9.2, 9.3 drugiego wózka 6. Konsekwencją tego jest przemieszczenie pierwszego wózka 5 i drugiego wózka 6, a wraz z nimi ramy nośnej 1 z zamontowanymi panelami fotowoltaicznymi i zmiana ustawienia tych paneli względem stron świata. Efektem sterowania pracą silnika obracającego 7 jest odpowiedni obrót ramy nośnej 1 wokół jej osi przechodzącej wzdłuż środkowej belki. Pomocne jest przy tym obracanie i przesuwanie prętów 3.1,3.2 w prowadnicach liniowych 4.1,4.2. W ciągu dnia w wyniku przemieszczania się wózków napędowych 5 i 6 na prowadnicy 2 płaszczyzna paneli fotowoltaicznych jest zawsze skierowana w stronę słońca. Takie ustawianie paneli jest zgodnie z zaprogramowanymi danymi dla dobowych i rocznych zmian położenia słońca nad horyzontem. Opcjonalnie wykorzystywane mogą być 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

4.1 - pierwsza prowadnica liniowa,

4.2 - druga prowadnica liniowa 5 - pierwszy wózek napędowy 5.1 - otwór prowadzący 6 - drugi wózek napędowy 7 - silnik obracający

8.1 - rolka napędowa pierwszego wózka

8.2 , 8.3 - rolka dociskowa pierwszego wózka

9.1 ,9.2, 9.3 - rolka dociskowa drugiego wózka

- silnik napędzający

- prowadnica ślizgowa

- sprężyna

Claims (2)

1. Mechanizm do ustawiania i obracania 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 każdy z prętów (3.1,3.2) zamocowany jest do ramy nośnej (1) poprzez prowadnicę liniową (4.1,4.2), 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, natomiast koniec pierwszego pręta (3.1) znajdujący się w obszarze ramy nośnej (1) połączony jest osiowo z wałem silnika obracającego (7), którego obudowa zamocowana jest do ramy nośnej (1).

2. Mechanizm według zastrz. 1, znamienny tym, że kołami pierwszego wózka (5) są trzy rolki (8.1,8.2, 8.3) lub kołami drugiego wózka (6) są trzy rolki (9.1, 9.2, 9.3), których osie znajdują się w wierzchołkach trójkątów równoramiennych, przy czym pierwsza rolka (8.1) pierwszego wózka (5) jest rolką napędową, a pozostałe dwie rolki (8.2, 8.3) są rolkami dociskowymi tudzież pierwsza rolka (8.1) pierwszego wózka (5) sprzężona jest z wałem silnika napędzającego (10) zamocowanego przesuwnie na pierwszym wózku (5) z wykorzystaniem prowadnic ślizgowych (11) i sprężyny (12), zaś wał silnika napędzającego (10) umieszczony jest w otworze prowadzącym (5.1) w pierwszym wózku (5).