RO125121B1 - Sistem de orientare după soare - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un sistem de orientare după soare a unui panou solar. Sistemul de orientare după soare, conform invenţiei, este alcătuit din două motoare (M1 şi M2) cu rotor rulant şi întrefier axial, destinate să acţioneze panoul solar, după cele două axe care definesc sistemul de orientare azimutală, motoarele (M1 şi M2) fiind alimentate cu câte o succesiune de impulsuri furnizate de o sursă de curent continuu, comandată prin intermediul unui calculator (C).

Description

Invenția se referă la un sistem de orientare după soare, realizat după soluția cu montură azimutală.

în scopul orientării după soare a unor captatoare solare cu concentrator și a unor panouri cu celule fotovoltaice, este cunoscută o soluție (Al. Dănescu, S. Bucurenciu, Șt. Petrescu, Utilizarea energiei solare, București, Editura Tehnică, 1980, p. 156...158) bazată pe folosirea unui servosistem local, în care un fotosenzor (cu rol de traductor de poziție a soarelui) montat pe aparatul solar furnizează un semnal de eroare, care, amplificat, este aplicat elementului de execuție (motoare de acționare), în general, două la număr, corespunzătoare celor două grade de libertate ale echipamentului.

Dezavantajele soluției constau în capacitatea redusă de a asigura funcția de comandă complexă și de a diagnostica situațiile anormale, cauzate de condițiile meteorologice nefavorabile (vânt, ploaie, zăpadă, acoperire parțială cu nori etc.).

Un alt document relevant din stadiul tehnicii, identificat în urma cercetării documentare, este cererea de brevet US 2007145252, care prezintă o metodă și un sistem de orientare pe baza poziției soarelui. Determinarea orientării sistemului se bazează pe poziția soarelui. Poziția actualizată a soarelui este reținută și comparată cu o poziție teoretică a soarelui. Prin compararea poziției actuale a soarelui cu poziția teoretică a acestuia, se determină orientarea sistemului cu acuratețe și într-o manieră economică.

Problema tehnică, pe care își propune să o rezolve invenția, este construirea unui sistem automat de orientare după soare a unei celule fotovoltaice.

Sistemul de orientare după soare, conform invenției, înlătură dezavantajele arătate, prin aceea că este prevăzut cu două motoare cu rotor rulant și întrefier axial, destinate să acționeze aparatul solar după cele două axe care definesc sistemul de orientare în montură azimutală, cele două motoare sunt alimentate cu impulsuri de tensiune furnizate de o sursă de curent continuu, comandată prin intermediul unui calculator, în modul descris se obține un sistem de orientare extrem de eficient în heliotehnică.

Avantajul soluției constă în simplitate constructivă și precizie ridicată.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu fig. 1 ...5, care reprezintă, după cum urmează:

- fig. 1, schema de principiu a sistemului de urmărire;

- fig. 2, o secțiune longitudinală printr-unul din cele două motoare cu rotor rulant și întrefier axial;

- fig. 3, explicativă la principiul de funcționare a motorului cu rotor rulant;

- fig. 4, explicativă pentru calculul raportului de transmisie „i;

- fig. 5, schema electrică de comandă prin calculator a unui motor cu rotor rulant și întrefier axial.

în sistemele cu montură azimutală, rotația se face în jurul unei axe verticale și a uneia orizontale, după azimutul „A și, respectiv, înălțimea „h, ale soarelui.

Vitezele unghiulare de rotație în azimut și înălțime rezultă din relațiile:

dA

0.25· (sinφ - cosțp·/gJ-cos#) sin² H+ (sin¢)- cosH - costp-tgd)² [grade/min]

[grade/min]

RO 125121 Β1 unde notațiile au următoarele semnificații: φ - latitudinea locală; δ - declinația soarelui; H - 1 unghiul orar al soarelui.

în fig. 1 este prezentată schema de principiu a unui sistem de urmărire cu montură 3 azimutală, aplicată în cazul unui panou cu celule fotovoltaice. Sistemul este compus dintr-un ax vertical 1, montat prin intermediul unor rulmenți axiali 2. La partea superioară a axului 1, 5 este montat, prin intermediul unui ax orizontal 3, un panou cu celule fotovoltaice 4. Rotația în jurul axei verticale este realizată cu ajutorul unui motor cu rotor rulant și întrefier axial M1, 7 prin intermediul unui ax flexibil 5. Rotația panoului cu celule fotovoltaice este asigurată de un alt motor M2, printr-un ax flexibil 5'. 9

Alimentarea motoarelor M1 și M2 este realizată de la o sursă de curent continuu printr-un calculator C, care în funcție de durata impulsurilor și de durata pauzei dintre două 11 impulsuri succesive, poate asigura variația vitezelor unghiulare O_A și Q_h, în conformitate cu relațiile matematice prezentate anterior. 13 în fig. 2 este prezentată o secțiune longitudinală printr-un motor cu rotor rulant și întrefier axial. Motorul este constituit din patru electromagneți 7a, 7b, 7c și 7d, decalați între 15 ei cu n/2 și care sunt alimentați cu o succesiune de impulsuri furnizate de la o sursă de curent continuu. 17

Câmpul învârtitor astfel creat acționează asupra unui rotor reprezentat printr-un disc feromagnetic care se rostogolește asemenea unui titirez în repaus, pe un traseu circular. 19 Discul 8 se găsește montat pe un ax 9, care se sprijină într-un lagăr pe vârfuri 10. Axul motorului se rotește în sens invers câmpului magnetic învârtitor, cu o viteză mult mai redusă. 21 Raportul de transmisie „i, dependent, printre altele, și de mărimea intervalului dintre două impulsuri succesive, este dat de relațiile: 23

Ii, ~ 2R_{r 25}

R_r - R_s 2dh_b - d²

1 ₂₉

R_s - ψς + d² + (h_b - i/)sin# unde notațiile (fig. 3 și 4) au următoarele semnificații: R_r - raza rotorului; R_s - raza traseului circular după care se deplasează punctul de sprijin mobil al rotorului; d - lărgimeaîntrefierului 35 axial măsurată la centrul rotorului; h_b - înălțimea pivotului rotorului; θ - unghiul de înclinare a discului rotorului față de stator (aproximativ egal cu d/R_s). 37

Conectarea celor patru electromagneți la sursă, prin intermediul calculatorului, este indicată în fig. 5. 39

Sistemul descris poate fi reprodus cu aceleași caracteristici și performanțe, fapt care reprezintă un argument în favoarea criteriului de aplicabilitate industrială. 41

Claims (4)

1 Revendicare

3 Sistem de orientare după soare, caracterizat prin aceea că este prevăzut cu niște motoare cu rotor rulant și întrefier axial (M1 și M2), destinate să acționeze aparatul solar

5 după cele două axe care definesc sistemul de orientare azimutală, motoare care sunt alimentate cu câte o succesiune de impulsuri furnizate de o sursă de curent continuu,

7 comandată printr-un calculator (C), corespunzător programului și funcțiilor aferente aparatului solar.