PL442011A1

PL442011A1 - Frame setting mechanism, especially of photovoltaic panel

Info

Publication number: PL442011A1
Application number: PL442011A
Authority: PL
Inventors: Bernard Połednik; Łukasz Guz
Original assignee: Lubelska Polt
Priority date: 2022-08-12
Filing date: 2022-08-12
Publication date: 2023-04-11
Also published as: PL246394B1

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).The subject of the invention is a frame positioning mechanism, especially of a photovoltaic panel, having a supporting frame, a guide, and a driving motor. It is characterized by the fact that it consists of a vertical pole (1) with a base at its first end fixed to the ground, and at its other end a supporting frame (4) is attached by means of a rotating sleeve (2) and a hinge, to which one of On the sides, a drive carriage (5) is installed, coupled with a profiled guide (6) attached to the ground, the ends of which are attached to the base of the column (1).

Description

Opis wzoru uzytkowego CN20665S116J przedstawia obrotowy mechanizm napedowy ustawiajacy panel fotowoltaiczny prostopadle do kata padania swiatla slonecznego. Mechanizm ten zawiera poziomo ustawiony obrotowy wal, do którego przymocowany jest panel fotowoltaiczny i który to wal jest obracany zgodnie ze zmiana polozenia slonca. The description of utility model CN20665S116J shows a rotating drive mechanism for aligning a photovoltaic panel perpendicular to the angle of incidence of sunlight. This mechanism includes a horizontally oriented rotating shaft to which the photovoltaic panel is attached, which rotates in accordance with the changing position of the sun.

Opis zgloszenia wzoru uzytkowego przedstawia mechanizm recznego ustawienia panelu fotowoltaicznego, który zawiera przekladnie slimakowa pozwalajaca skierowac powierzchnie aktywna panelu prostopadle do kierunku padajacych promieni slonecznych. The description of the utility model application presents a mechanism for manually adjusting the photovoltaic panel, which includes a worm gear that allows the active surface of the panel to be directed perpendicularly to the direction of incident sunlight.

W opisie zgloszenia wzoru uzytkowego C~!206313722U ujawniony jest mechanizm jednoczesnej regulacji ustawienia kilku paneli fotowoltaicznych. Panele te sa osadzone w ramach, których trójkatne wsporniki polaczone sa za pomoca walu napedzanego przez silnik krokowy ze sprzeglem oraz z przekladnia planetarna. Ustawienie paneli jest zmieniane w zaleznosci od intensywnosci dochodzacego swiatla slonecznego. The description of utility model application C~!206313722U discloses a mechanism for simultaneously adjusting the orientation of several photovoltaic panels. These panels are mounted in frames whose triangular supports are connected by a shaft driven by a stepper motor to a clutch and a planetary gear. The orientation of the panels is changed depending on the intensity of incoming sunlight.

Opis zgloszenia patentowego Gill I 0066414A przedstawia mechanizm efektywnej regulacji ustawienia grupy paneli fotowoltaicznych w kierunku slonca. Mechanizm zawiera ulozyskowana rame usztywniajaca, na której zamontowane sa panele fotowoltaiczne i której jeden z konców wyposazony jest w kolo podporowe umieszczone w odpowiednio wygietym torze. Na skutek zmiany dlugosci polaczonego z rama silownika i konsekwentny ruch kola podporowego po torze nastepuje zmiana ustawienia paneli fotowoltaicznych. The patent application Gill I 0066414A describes a mechanism for effectively adjusting the orientation of a group of photovoltaic panels towards the sun. The mechanism comprises a stiffening frame on which the photovoltaic panels are mounted, one end of which is equipped with a support wheel placed in a suitably curved track. By changing the length of the actuator connected to the frame and the consistent movement of the support wheel along the track, the photovoltaic panel orientation changes.

Opis zgloszenia patentowego ct,r109962675/\ przedstawia mechanizm pozwalajacy na latwe rozkladanie skladanie paneli fotowoltaicznych zamocowanych na teleskopowej ramie. The description of patent application ct,r109962675/\ presents a mechanism allowing for easy folding and unfolding of photovoltaic panels mounted on a telescopic frame.

Dzieki zastosowaniu ruchomego korbowodu mozliwe jest równiez ustawianie paneli pod optymalnym katem do kierunku padajacego promieniowania slonecznego. Thanks to the use of a movable connecting rod, it is also possible to position the panels at an optimal angle to the direction of incident solar radiation.

Opis zgloszenia patentowego -""--'---~~---"'--''--'----"-"-'-'- przedstawia jednoosiowy mechanizm pozwalajacy na sledzenie polozenia slonca i dopasowanie ustawienia zespolu paneli fotowoltaicznych. The patent application description -""--'---~~---"'--''--'----"-"-'-'- presents a single-axis mechanism that allows for tracking the position of the sun and adjusting the orientation of a set of photovoltaic panels.

Zasadniczym elementem mechanizmu jest przekladnia, w której wal transmisyjny przekazuje naped na uzebione elementy o kolowym ksztalcie, do których przymocowana jest rama nosna paneli fotowoltaicznych. The main element of the mechanism is the gearbox, in which the transmission shaft transmits the drive to the toothed circular elements to which the supporting frame of the photovoltaic panels is attached.

Opis zgloszenia wzoru uzytkowego =:..=====- przedstawia mechanizm do regulacji polozenia zespolu paneli fotowoltaicznych który charakteryzuje sie tym, ze zawiera pozioma podstawe i wspornik do regulacji kata nachylenia paneli. Regulacja tego kata jest mozliwa dzieki prostemu ukladowi srubowo zawiasowemu zmieniajacymi polozenie wspornika. The description of the utility model application =:..=====- presents a mechanism for adjusting the position of a photovoltaic panel assembly, which is characterized by containing a horizontal base and a bracket for adjusting the panel tilt angle. Adjustment of this angle is possible thanks to a simple screw-hinge system that changes the position of the bracket.

W opisie zgloszenia patentowego ujawniony jest dwuosiowy samonaprowadzajacy mechanizm, który obraca panel fotowoltaiczny zarówno w plaszczyznie poziomej jak i pionowej ustawiajac go optymalnie do kierunku padania promieni slonecznych. Ustawienie panel regulowane jest w ukladzie zamknietym ze sprzezeniem zwrotnym. The patent application describes a two-axis self-aligning mechanism that rotates the photovoltaic panel both horizontally and vertically, optimally aligning it with the direction of sunlight. The panel alignment is regulated in a closed-loop system with feedback.

Opis zgloszenia patentowego CN108832707A przedstawia bioniczny mechanizm ustawiania panelu fotowoltaicznego symulujacego podazanie slonecznika za sloncem. The description of patent application CN108832707A presents a bionic mechanism for aligning a photovoltaic panel that simulates a sunflower following the sun.

Celem wynalazku jest odpowiednie ustawianie ramy, na której przykladowo moze byc zamocowany panel fotowoltaiczny. Takie ustawianie ramy zapewni wtedy uzyskiwanie maksymalnej energii elektrycznej generowanej przez ten panel./14Przedmiotem wynalazku jest mechanizm ustawiajacy rame, zwlaszcza panelu fotowoltaicznego posiadajacy rame nosna, prowadnice, silnik napedzajacy. Jego istota jest to, ze sklada sie z pionowego slupa z podstawa na jego pierwszym koncu zamocowana do podloza, a na jego drugim koncu zamocowana jest za pomoca tulei obrotowej i zawiasu rama nosna, do której jednego z boków zainstalowany jest wózek napedowy sprzezony z zamocowana do podloza wyprofilowana prowadnica, której konce zamocowane sa do podstawy slupa. The purpose of the invention is to properly align a frame on which, for example, a photovoltaic panel can be mounted. Such alignment of the frame will then ensure the maximum electrical energy generated by the panel. The invention is a mechanism for aligning a frame, particularly a photovoltaic panel, having a support frame, guides, and a drive motor. It consists of a vertical pole with a base attached to the ground at its first end, and a support frame attached to its second end using a rotating sleeve and a hinge. A drive trolley is installed on one side of the pole, coupled to a profiled guide attached to the ground, the ends of which are attached to the pole's base.

Dodatkowo do wózka napedowego zamocowane sa trzy rolki ulozone na narozach trójkata równoramiennego, z których pierwsza rolka jest rolka napedowa-dociskowa zamocowana do wózka napedowego za pomoca sprezyny i umiejscowiona jest w otworze prowadzacym. Pierwsza rolka sprzezona jest z walem silnika napedzajacego osadzonego przesuwnie na wózku napedowym. Additionally, the drive carriage is equipped with three rollers arranged at the corners of an isosceles triangle. The first roller is a drive-pressure roller attached to the drive carriage by a spring and positioned in a guide hole. The first roller is coupled to the shaft of the drive motor, which is slidably mounted on the drive carriage.

Opcjonalnie slup jest slupem teleskopowym. Optionally, the pole is a telescopic pole.

Korzystnym skutkiem zastosowania wynalazku jest to, ze dzieki mechanizmowi ustawiania panelu fotowoltaicznego mozliwa jest efektywniejsza konwersja promieniowania slonecznego na energie elektryczna niz w przypadku panelu, który nie podaza za ruchem slonca. A beneficial effect of the invention is that thanks to the mechanism for aligning the photovoltaic panel, it is possible to convert solar radiation into electrical energy more efficiently than in the case of a panel that does not follow the sun's movement.

Mechanizm wedlug wynalazku w przykladzie wykonania przedstawiony jest na rysunku, na którym poszczególne figury przedstawiaja: Fig. 1 - widok perspektywiczny mechanizmu z góry i z boku w pozycji srodkowej, Fig. 2 - widok perspektywiczny mechanizmu z góry i z boku w pozycji skrajnej, Fig. 3 - widok mechanizmu z boku w pozycji srodkowej, Fig. 4 - widok mechanizmu z góry w pozycji srodkowej, Fig. 5 - widok mechanizmu z góry w pozycji skrajnej, Fig. 6 - szczegól mocowania ramy do slupa w widoku perspektywicznym z przodu i z dolu w pozycji srodkowej, Fig. 7 - szczegól mocowania ramy do slupa w widoku perspektywicznym z przodu i z dolu w pozycji skrajnej, Fig. 8 - szczegól mocowania wózka napedowego na prowadnicy w widoku perspektywicznym z przodu i z dolu, Fig. 9 - szczegól mocowania wózka napedowego na prowadnicy w widoku perspektywicznym z tylu i z dolu w pozycji srodkowej, Fig. 1 O - szczegól mocowania wózka napedowego na prowadnicy w widoku perspektywicznym z tylu i z góry w pozycji skrajnej, Fig. 11 - rama wózka napedowego w widoku z przodu. The mechanism according to the invention in an embodiment is shown in the drawing, in which the individual figures show: Fig. 1 - perspective view of the mechanism from above and from the side in the middle position, Fig. 2 - perspective view of the mechanism from above and from the side in the extreme position, Fig. 3 - side view of the mechanism in the middle position, Fig. 4 - view of the mechanism from above in the middle position, Fig. 5 - view of the mechanism from above in the extreme position, Fig. 6 - detail of the frame mounting to the pole in a perspective view from the front and from below in the middle position, Fig. 7 - detail of the frame mounting to the pole in a perspective view from the front and from below in the extreme position, Fig. 8 - detail of the drive carriage mounting on the guide in a perspective view from the front and from below, Fig. 9 - detail of the drive carriage mounting on the guide in a perspective view from the back and from below in the middle position, Fig. 1 O - detail of the drive carriage mounting on the guide in a perspective view from the rear and from above in the extreme position, Fig. 11 - drive carriage frame in a front view.

Mechanizm ustawiajacy rame, zwlaszcza panelu fotowoltaicznego posiadajacy rame nosna, prowadnice, silnik napedzajacy w przykladzie wykonania sklada sie z pionowego slupa 1 w postaci stalowej rury o srednicy 9 cm i wysokosci 160 cm. Slup 1 na swoim pierwszym-dolnym koncu ma podstawe zamocowana do podloza, a drugi-górny koniec slupa 1 zamocowany jest za pomoca tulei obrotowej 2 i zawiasu 3 do miejsca skrzyzowania srodkowych belek ramy nosnej 4. W srodku dolnego boku ramy nosnej 4 o grubosci 4 cm zainstalowany jest wózek napedowy 5 sprzezony z zamocowana do podloza wyprofilowana prowadnica 6. Prowadnica 6 jest stalowa rura o srednicy 5 cm wygieta w taki sposób, ze najwieksza jej wysokosc nad podlozem jest w kierunku poludniowym i wysokosc ta/14równomiernie maleje do zamocowania prowadnicy do podstawy slupa 1. Do wózka napedowego 5 zamocowane sa trzy rolki 7, 7, 7 ulozone w narozach trójkata równoramiennego. Pierwsza rolka 7 jest rolka napedowo-dociskowa i znajduje sie od dolu prowadnicy 6. Dwie pozostale rolki 7, 7 znajduja sie od góry prowadnicy 6. Pierwsza rolka 7 zamocowana jest do wózka napedowego 5 za pomoca sprezyny 8 i umiejscowiona jest w otworze prowadzacym 5. Rolka ta sprzezona jest z walem silnika napedzajacego 9 osadzonego przesuwnie na wózku napedowym 5. Silnikiem napedzajacym 9 jest silnik 60HS100-3504A08-D24 produkowany przez Shenzhen HSM stepper Motor Electric Co., Ltd. Silnik napedzajacy 9 polaczony jest z modulem sterujaco-zasilajacym w postaci modulu DM542 firmy WAVETOPSING INTERNATIONAL TECHNOLOGY Co. Do ramy nosnej 4 zamocowany jest panel fotowoltaiczny, którym jest modul fotowoltaiczny JKM380M-72 firmy JinKO Solar. Dodatkowo slup 1 jest slupem teleskopowym. The frame-setting mechanism, especially for a photovoltaic panel, having a supporting frame, guides, and a drive motor, in the embodiment example consists of a vertical pole 1 in the form of a steel pipe with a diameter of 9 cm and a height of 160 cm. The first, lower end of the column 1 has a base attached to the ground, and the second, upper end of the column 1 is attached by means of a pivot sleeve 2 and a hinge 3 to the intersection of the central beams of the support frame 4. In the middle of the lower side of the 4 cm thick support frame 4, a drive trolley 5 is installed, coupled to a profiled guide 6 attached to the ground. The guide 6 is a steel pipe with a diameter of 5 cm, bent in such a way that its greatest height above the ground is in the south direction and the height uniformly decreases until the guide is attached to the base of the column 1. Three rollers 7, 7, 7 are attached to the drive trolley 5, arranged in the corners of an isosceles triangle. The first roller 7 is a drive-pressure roller and is located at the bottom of the guide 6. The two remaining rollers 7, 7 are located at the top of the guide 6. The first roller 7 is attached to the drive carriage 5 by means of a spring 8 and is located in the guide hole 5. This roller is coupled to the shaft of the drive motor 9, which is slidably mounted on the drive carriage 5. The drive motor 9 is a 60HS100-3504A08-D24 motor manufactured by Shenzhen HSM stepper Motor Electric Co., Ltd. The drive motor 9 is connected to a control and power supply module in the form of a DM542 module manufactured by WAVETOPSING INTERNATIONAL TECHNOLOGY Co. The photovoltaic panel, a JKM380M-72 photovoltaic module from JinKO Solar, is attached to support frame 4. Additionally, pole 1 is a telescopic pole.

Dzialanie mechanizmu ustawiajacego rame, zwlaszcza panelu fotowoltaicznego, polega na tym, ze modul sterujaco-zasilajacy w oparciu o mechanizm zegarowy, tak steruje ustawieniem panelu fotowoltaicznego, aby uzysk energii elektrycznej z tego panelu o danej porze dnia byl jak najwiekszy. The operation of the frame adjustment mechanism, especially for a photovoltaic panel, is based on the control and power supply module, based on a clock mechanism, controlling the positioning of the photovoltaic panel so that the electrical energy yield from this panel at a given time of day is as high as possible.

Odbywa sie to w ten sposób, ze modul sterujaco-zasilajacy sterujac praca silnika napedzajacego 9 powoduje odpowiednie przesuniecie pierwszej rolki 7, a tym samym rolek 7 i 7 na prowadnicy 6. This is done in such a way that the control and power supply module, by controlling the operation of the drive motor 9, causes the appropriate shift of the first roller 7, and thus of the rollers 7 and 7 on the guide 6.

Konsekwencja tego ruchu jest przemieszczenie wózka napedowego 5 i dolnego boku ramy nosnej 4 wraz z zamontowanym panelem fotowoltaicznym. Istotnym elementem pozwalajacym na poruszanie sie ramy nosnej 4 z panelem fotowoltaicznym jest zawias 3, a takze tuleja obrotowa 2. Wynikiem ciaglego przemieszczania wózka napedowego 5 z rolkami 7, 7, 7 na prowadnicy 6 jest poczynajac od poranka podnoszenie, w poludnie ustawienie w pozycji najwyzszej na prowadnicy 6, a po poludniu opuszczanie dolnego boku ramy nosnej 4 z panelem fotowoltaicznym ustawiajac go optymalnie wzgledem kierunku padajacych promieni slonecznych. Ustawianie panelu fotowoltaicznego odbywa sie zgodnie z zaprogramowanymi danymi dla dobowych zmian polozenia slonca nad horyzontem. The consequence of this movement is the displacement of the drive carriage 5 and the lower side of the support frame 4 with the mounted photovoltaic panel. A key element enabling the movement of the support frame 4 with the photovoltaic panel is the hinge 3, as well as the rotating sleeve 2. The result of continuous movement of the drive carriage 5 with rollers 7, 7, 7 on guide 6 is raising in the morning, setting it to the highest position on guide 6 at noon, and lowering the lower side of the support frame 4 with the photovoltaic panel in the afternoon, optimally positioning it regarding the direction of incident sunlight. The photovoltaic panel is adjusted according to the programmed data for daily changes in the sun's position above the horizon.

Opcjonalnie modul sterujaco-zasilajacy w oparciu zaprogramowane dane dotyczace polozenia slonca w cyklu rocznym zmienia dlugosc pionowego teleskopowego slupa 1, przez co odpowiednio do pory roku zmienia sie katy nachylenia panelu fotowoltaicznego i maksymalizuje sie uzysk energii eklektycznej./141 - slup 2 - tuleja obrotowa 3 - zawias 4 - rama nosna - wózek napedowy - otwór prowadzacy 6 - prowadnica 7, 7, 7 - rolka 8 - sprezyna 9 - silnik napedzajacy Wykaz oznaczen/14Optionally, the control and power supply module, based on programmed data regarding the sun's position, changes the length of the vertical telescopic pole 1 throughout the year, thus changing the angle of the photovoltaic panel according to the season and maximizing the energy yield. /141 - pole 2 - rotating sleeve 3 - hinge 4 - supporting frame - drive trolley - guide hole 6 - guide 7, 7, 7 - roller 8 - spring 9 - drive motor List of markings/14

Claims

Patent claims

1. A mechanism for setting a frame, especially a photovoltaic panel, having a support frame, guides, and a driving motor, characterized in that it consists of a vertical pole (1) with a base attached to the ground at its first end, and at its second end a support frame (4) is attached by means of a rotating sleeve (2) and a hinge (3), to one of the sides of which a drive trolley (5) is installed, coupled to a profiled guide (6) attached to the ground, the ends of which are attached to the base of the pole (1).

2. A mechanism according to claim 1, characterized in that three rollers (7.1, 7.2, 7.3) are attached to the driving carriage (5) and are arranged at the corners of an isosceles triangle, the first roller (7.1) of which is a driving-pressure roller attached to the driving carriage (5) by means of a spring (8) and is located in a guiding hole (5.1), and the first roller (7.1) is coupled to the shaft of the driving motor (9) slidably mounted on the driving carriage (5).

3. A mechanism according to claim 1, characterized in that the pole (1) is a telescopic pole./14Fig. 1/14-3 --2 Fig. 2 Fig. 3/14/4 5 6 Fig. 40/14Fig. 5 Fig. 61/147.1 6- / 7.3 \ \ Fig. 7 \ \ '5 9 Fig. 82/147.3- 7.1 g Fig. 9 Fig. 10 5 Fig. 113/14al. Niepodległosci 188/192 00-950 Warsaw, PO Box 203 PATENT OFFICE OF THE REPUBLIC OF POLAND tel.: (+48) 22 579 05 55 I fax: (+48) 22 579 00 01 e-mail: kontakt@uprp.gov.pl I www.uprp.gov.pl Department of Electronics and Mechanics REPORT ON THE STATE OF TECHNOLOGY APPLICATION NO. P.442011 Application classification: F24S30 / 40(2 018.01);F24S30 / 42 5 (2 O 18.01);H 02S2 O/ 10(2 014.01); H 02S2 O /32 (2O14.01) Search conducted in classes: G01R31/40 (2020.01); G05O3/12 (2006.01); F24S30/40 (2018.01); F24S30/425 (2018.01); H0ZSZ0/10 (2014.01); H0ZSZ0/32 (2014.01); F24S50/20 (2018.01) Computer databases in which the search was conducted: UPRP, ESPACENET, EP0QUENET IC1tegorh Documents - with given identification Document reference to the file y EP2657623 (AZ); [0027]-[0031],Fig.1;T0PPER SUN ENERGYTECIIN0L0GY[TW]; 2015-08-10 1-3 y US2022216825 (Al); [0088]; SAC TEC SO LAR INC [US]; 2022-07-07 1-3 A US2009235975 (Al); SUN POWER CORP SYSTEMS [US]; 2009-09-24 1-3 A CN110912507 (A); UNIV XIAN TECHNOLOGY; 2020-03-24 1-3 A CN209265276 (U); UNIV XIAN TECHNOLOGY; 2019-08-16 1-3 I\ - a document defining the general prior art which is not considered to be of particular importance, E a document constituting an earlier application or patent but published on or after the date of filing, L - a document which may cast doubt on the claimed priority(s), or cited in order to establish the date of publication of another cited document or for another special reason, O - a document relating to oral disclosure by use, exhibition or other disclosure, P - a document published before the date of filing but after the claimed date of priority, T- a later document, published after the date of filing or on the date of priority and not in conflict with the application, but cited for the purpose of understanding the principles or theories underlying the invention, X - a document of particular importance; the claimed invention cannot be considered new or inventive if this document is taken into account; Y - a document of particular importance; the claimed invention cannot be considered as having an innovative level if this document is combined with one or more such documents, and such a combination is obvious to a person skilled in the art; & - a document belonging to the same patent family. Report prepared by: Dr. Dagmara Jarzynska date: November 14, 2022 Comments on the application The report was prepared based on the version of the patent claims dated August 12, 2022 and constitutes an integral part together with the preliminary assessment. /-signed with a qualified electronic signature-/ Letter issued in the form of an electronic document Patent Office of the Republic of Poland I al. Niepodległosci 188/192 I 00-950 Warsaw, PO Box 203 tel.: (+48) 22 579ax: (+48) 22 579 00 Ol I www.uprp.gov.pl I e-mail: kontakt@uprp.gov.pl4/14