PL248151B1 - Mechanizm do pozycjonowania ramy nośnej, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest mechanizm do pozycjonowania ramy nośnej, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych posiadający pionowy słup (1) zamocowany do przytwierdzonej do podłoża podstawy, na którego końcu znajduje się przegub (2), do którego przymocowana jest rama nośna (3). Charakteryzuje się on tym, że przegub (2) jest przegubem kulowym. W ramie nośnej (3) zamontowana jest prowadnica liniowa (4) z umieszczonym w niej przesuwnie prętem prowadzącym (5), do którego końca znajdującego się wewnątrz obszaru ramy nośnej (3) poprzez łącznik (5.1) zamocowany jest wózek napędowy (6), którego koła ułożone są na przymocowanej do słupa (1) wyprofilowanej prowadnicy (7) o zamkniętym torze.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm do pozycjonowania ramy nośnej, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych umożlwiający odpowiednie ich ustawianie względem położenia słońca.

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.

Z opisu zgłoszenia patentowego PL442011A1 znany jest mechanizm ustawiający ramę, zwłaszcza panelu fotowoltaicznego posiadający ramę nośną, prowadnicę, silnik napędzający. Charakteryzuje się on tym, że składa się z pionowego słupa z podstawą na jego pierwszym końcu zamocowaną do podłoża, a na jego drugim końcu zamocowana jest za pomocą tulei obrotowej i zawiasu rama nośna, do której jednego z boków zainstalowany jest wózek napędowy sprzężony z zamocowaną do podłoża wyprofilowaną prowadnicą z końcami zamocowanymi do podstawy słupa.

Problem techniczny polega na opracowaniu mechanizmu pozycjonowania ramy nośnej, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych, który w stosunku do rozwiązania z dokumentów PL442010A1 i PL442011A1 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 prętowy układ konstrukcyjny, w którym pręty są sztywno połączone ze sobą końcami.

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm do pozycjonowania ramy nośnej, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych posiadający pionowy słup zamocowany do przytwierdzonej do podłoża podstawy, na którego końcu znajduje się przegub z przymocowaną do niego ramą nośną. Przegub jest przegubem kulowym. W ramie nośnej zamontowana jest prowadnica liniowa z umieszczonym w niej przesuwnie prętem prowadzącym. Istotą wynalazku jest to, że do końca pręta prowadzącego znajdującego się wewnątrz obszaru ramy nośnej poprzez łącznik zamocowany jest wózek napędowy, którego koła ułożone są na przymocowanej do słupa wyprofilowanej prowadnicy o zamkniętym torze.

Wskazane jest, gdy kołami wózka napędowego są trzy rolki o osiach znajdujących 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 pozycjonowania ramy nośnej paneli fotowoltaicznych możliwa jest efektywniejsza konwersja promieniowania słonecznego na energię elektryczną niż w przypadku paneli nieruchomych.

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 przodu w pozycji środkowej,

Fig. 4 - widok mechanizmu z przodu w pozycji skrajnej,

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

Fig. 6 - widok mechanizmu z góry w pozycji środkowej,

Fig. 7 - szczegół ułożenia wózka napędowego na prowadnicy w widoku perspektywicznym z przodu, Fig. 8 - szczegół ułożenia wózka napędowego na prowadnicy w widoku perspektywicznym z tyłu, Fig. 9 - rozstawienie osi kół wózka napędowego i otworu prowadzącego.

Mechanizm do pozycjonowania ramy nośnej, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych posiadający pionowy słup 1 zamocowany do przytwierdzonej do podłoża podstawy, na którego końcu znajduje się przegub 2, do którego przymocowana jest rama nośna 3 w przykładzie wykonania składa się z pionowego słupa 1 w postaci stalowej rury o średnicy 9 cm i wysokości 190 cm. Słup ten zamocowany jest dolnym końcem do przytwierdzonej do podłoża podstawy. Na górnym końcu słupa 1 znajduje się przegub 2 kulowy, który przymocowany jest do ramy nośnej 3. Punkt przymocowania przegubu znajduje się w ¾ długości środkowej belki ramy nośnej 3. Ramę nośną 3 tworzą wykonane z duralu PA25 belki o przekroju kwadratowym 5 x 5 cm. Rama ta ma zarys kwadratu, w którym środki dwóch przeciwległych boków połączone są belką środkową. Na bardziej oddalonym od przegubu 2 końcu środkowej belki zamocowana jest od dołu tej belki prowadnica liniowa 4, w której umieszczony jest przesuwnie stalowy pręt 5 o kwadratowym przekroju 3,5 x 3,5 cm. Do końca pręta prowadzącego 5 znajdującego się wewnątrz obszaru ramy nośnej 3 i od strony przegubu 2 zamocowany jest poprzez prostopadły łącznik 5.1 wózek napędowy 6. Koła wózka napędowego 6 ułożone są na przymocowanej do słupa 1 wyprofilowanej prowadnicy 7 o zamkniętym torze. Prowadnicą 7 jest stalowa rura o średnicy 5 cm. Ma ona złączone końce, kolisty kształt oraz jest ona wygięta i ustawiona w taki sposób, że największa jej wysokość nad podłożem jest w kierunku północnym i wysokość ta najpierw szybko, a później wolno maleje w kierunku wschodnim i zachodnim. Po osiągnięciu tych stron i przesuwając się dalej w kierunku południowym wysokość prowadnicy 7 nad podłożem w dalszym ciągu maleje, z tym że teraz najpierw maleje wolno, a później szybko osiągając jej minimalną wartość w kierunku południowym. Kołami wózka napędowego 6 są trzy rolki 8.1, 8.2, 8.3, których osie znajdują się w wierzchołkach trójkąta równoramienne go. Pierwsza rolka 8.1 jest rolką napędową i znajduje się od dołu prowadnicy 7, a pozostałe dwie rolki 8.2, 8.3 są rolkami dociskowymi i znajdują się od góry prowadnicy 7. Pierwsza rolka 8.1 sprzężona jest z wałem silnika napędzającego 9, którym jest silnik krokowy. Silnik napędzający 9 zamocowany jest przesuwnie na wózku napędowym 6 z wykorzystaniem prowadnic ślizgowych 10 umiejscowionych po obydwu stronach tego silnika oraz z użyciem sprężyny 11 do jego pozycjonowania. Wał silnika napędzającego 9 umieszczony jest w otworze prowadzącym 6.1 wykonanym w wózku napędowym 6. Silnik napędzający 9 połączony jest z modułem sterująco-zasilającym, w którego skład wchodzi miedzy innymi sterownik. Do modułu sterująco-zasilającego podłączony jest również czujnik natężenia oświetlenia kierunkowego. Do ramy nośnej 3 przymocowane są dwa panele fotowoltaiczne, którymi są ogniwa.

Działanie mechanizmu do pozycjonowania 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 z tych paneli w 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 9 powoduje odpowiednie przesunięcie pierwszej rolki 8.1, a tym samym rolek 8.2 i 8.3 wózka napędowego 6 na prowadnicy 7. Konsekwencją tego ruchu jest przemieszczenie wózka napędowego 6 i dolnego boku ramy nośnej 3 z zamontowanymi panelami fotowoltaicznymi. Przemieszczanie to jest też możliwe dzięki obrotom w trzech osiach przegubu 2. Zmiany odległości prowadnicy 7 od pionowego słupa 1 kompensowane są przesunięciami pręta prowadzącego 5 w prowadnicy liniowej 4. W ciągu dnia w wyniku ciągłego przemieszczania wózka napędowego 6 na prowadnicy 7 jest rano podnoszenie, w południe ustawienie w pozycji najwyższej na prowadnicy 7, a po południu opuszczanie jednego z boków ramy nośnej 3 z panelami fotowoltaicznymi ustawiając je optymalnie względem kierunku padających promieni słonecznych. Takie pozycjonowanie paneli fotowoltaicznych odbywa się zgodnie z zaprogramowanymi danymi dla dobowych i rocznych zmian położenia słońca nad horyzontem. Pomocne w tym względzie są też sygnały z czujnika natężenia oświetlenia, które przekazywane są do modułu sterująco-zasilającego.

Claims (2)

1. Mechanizm do pozycjonowania ramy nośnej, zwłaszcza paneli fotowoltaicznych posiadający pionowy słup (1) zamocowany do przytwierdzonej do podłoża podstawy, na którego końcu znajduje się przegub (2) z przymocowaną do niego ramą nośną (3), przy czym przegub (2) jest przegubem kulowym, zaś w ramie nośnej (3) zamontowana jest prowadnica liniowa (4) z umieszczonym w niej przesuwnie prętem prowadzącym (5) znamienny tym, że do końca pręta prowadzącego (5) znajdującego się wewnątrz obszaru ramy nośnej (3) poprzez łącznik (5.1) zamocowany jest wózek napędowy (6), którego koła ułożone są na przymocowanej do słupa (1) wyprofilowanej prowadnicy (7) o zamkniętym torze.

2. Mechanizm według zastrz. 1 znamienny tym, że kołami wózka napędowego (6) są trzy rolki (8.1,8.2, 8.3), których osie znajdują się w wierzchołkach trójkąta równoramiennego, przy czym pierwsza rolka (8.1) jest rolką napędową, a pozostałe dwie rolki (8.2, 8.3) są rolkami dociskowymi tudzież pierwsza rolka (8.1) sprzężona jest zwałem silnika napędzającego (9) zamocowanego przesuwnie na wózku napędowym (6) z wykorzystaniem prowadnic ślizgowych (10) i sprężyny (11), zaś wał silnika napędzającego (9) umieszczony jest w otworze prowadzącym (6.1) w wózku napędowym (6).