RU2043583C1 - Arrangement for orientation of solar power plant - Google Patents

Arrangement for orientation of solar power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2043583C1
RU2043583C1 SU925057687A SU5057687A RU2043583C1 RU 2043583 C1 RU2043583 C1 RU 2043583C1 SU 925057687 A SU925057687 A SU 925057687A SU 5057687 A SU5057687 A SU 5057687A RU 2043583 C1 RU2043583 C1 RU 2043583C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spirals
frame
swivel
arrangement
shackle
Prior art date
Application number
SU925057687A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.В. Кузьменко
Ю.С. Долик
И.П. Кузьменко
Original Assignee
Ставропольский сельскохозяйственный институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ставропольский сельскохозяйственный институт filed Critical Ставропольский сельскохозяйственный институт
Priority to SU925057687A priority Critical patent/RU2043583C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2043583C1 publication Critical patent/RU2043583C1/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47—Mountings or tracking

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

FIELD: solar-energy engineering. SUBSTANCE: arrangement has base 1, on which shackle 3 and axle 4 are installed in bearings 2. Post 5 carries blocks 6 with bimetallic spirals 7 and 8. Shackle 3 and axle 4 carry sprockets 9 and 10 coupled with chain 11. Spirals 7 and 8 are enclosed in transparent housing 12. Journals of frame 12 are installed in the yoke of shackle 3 and are under action of spirals 14 and spring 15. Spirals 14 are enclosed in housings 16. The arrangement is furnished with extension spring 17. Action of spirals 7,8,14 consists in the fact that at heating they increase the curvature, coil up more tightly, thus increasing the angle of loading by the design angular value. In this case the free end moves relative to the spiral center by the design angle. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к гелиотехнике, а именно к приводным устройствам для ориентации гелиоустановки, и может быть использовано для ориентации любого коллектора лучевой энергии, облучаемого перемещающимся источником тепловой радиации. The invention relates to solar engineering, and in particular, to drive devices for orienting a solar installation, and can be used to orient any collector of radiation energy irradiated by a moving source of thermal radiation.

В технике и литературе существует значительное число аналогов изобретения, содержащих разнообразные механизмы реагирования на перемещение солнца или слежения за его перемещением [1]
Все упомянутые аналоги имеют общие недостатки, состоящие в большой сложности устройств, высокой стоимости и потребления вырабатываемых видов энергии (прежде всего электрической).In technology and literature, there are a significant number of analogues of the invention containing a variety of mechanisms for responding to the movement of the sun or tracking its movement [1]
All of the mentioned analogues have common disadvantages, consisting in the great complexity of the devices, the high cost and consumption of the generated types of energy (primarily electrical).

В качестве прототипа изобретения может служить устройство для ориентации солнечного преобразователя [2] содержащее опорную стойку, связанное с ней при помощи сферического шарнира ориентируемое основание и упругие тяги, связанные со стойкой и деформируемыми элементами, размещенными в прорезях основания. As a prototype of the invention, a device for orienting a solar transducer [2] can be used, comprising a support strut, an orientable base connected with it with a spherical hinge, and elastic rods connected with the strut and deformable elements placed in the slots of the base.

Недостатком данного устройства является то, что угловые перемещения ориентируемого основания вслед за солнцем ограничены возможностью сферического шарнира и еще более ограничены незначительностью выборки упругих тяг и сложностью разработки каких-либо механизмов, увеличивающих эту выборку до величины, обеспечивающей требуемую ориентацию. The disadvantage of this device is that the angular displacements of the oriented base following the sun are limited by the possibility of a spherical hinge and are even more limited by the insignificance of the selection of elastic rods and the complexity of developing any mechanisms that increase this selection to a value that provides the required orientation.

Целью изобретения является расширение диапазона эксплуатационных параметров устройства. The aim of the invention is to expand the range of operational parameters of the device.

Это достигается применением для привода устройства биметаллических спиралей, непосредственно и через цепную передачу вращающих ориентируемую раму вокруг осей, расположенных по принципу карданного шарнира, применением пружин для создания контрусилий и применением собирающих солнечную энергию кожухов для усиления нагрева биметаллических спиралей в комбинации с затеняющими участками кожухов для автоматической корректуры ориентации. This is achieved by using bimetallic spirals to drive the device, directly and through a chain drive rotating the orientable frame around axes located on the principle of a cardan joint, using springs to create counter-forces and using solar-collecting casing to enhance the heating of bimetallic spirals in combination with shading sections of the casing for automatic proofreading orientation.

На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства; на фиг. 2 то же, вид в плане. In FIG. 1 shows a schematic diagram of a device; in FIG. 2 same, plan view.

Устройство для ориентации гелиоустановки содержит основание 1, на котором в подшипниках 2 установлены вертлюг 3, верхняя часть которого имеет форму вилки с двумя кронштейнами (ветвями), и ось 4. На стойке 5 основания 1 закреплены с возможностью регулировки положения колодки 6 с биметаллическими спиралями 7 и 8. Вертлюг 3 и ось 4 несут звездочки 9 и 10, связанные цепью 11. Спирали 7 и 8 заключены в прозрачный кожух 12, противосолнечная внутренняя поверхность которого имеет лучепоглощающее покрытие, а несолнечная сторона имеет затемненные участки для затемнения спиралей 7, 8. Цапфы рамы 13, ориентацию которой осуществляет изобретение, установлены в кронштейнах вилки вертлюга 3, и находятся под непосредственным воздействием биметаллических спиралей 14, причем возвращение рамы 13 в исходное положении при остывании спиралей 14 обеспечивается пружиной 15, работающей на растяжение. Спирали 14 заключены в прозрачные кожухи 16, также имеющие лучепоглощающие участки на противосолнечной внутренней поверхности и затеняющие щитки. The device for orienting the solar installation contains a base 1 on which a swivel 3 is mounted in the bearings 2, the upper part of which is in the form of a fork with two brackets (branches), and an axis 4. On the rack 5 of the base 1 are fixed with the possibility of adjusting the position of the block 6 with bimetallic spirals 7 and 8. The swivel 3 and the axis 4 carry sprockets 9 and 10 connected by a chain 11. The spirals 7 and 8 are enclosed in a transparent casing 12, the sun-resistant inner surface of which has a radiation-absorbing coating, and the non-sun side has darkened areas for temneniya coils 7, 8. The trunnions of the frame 13, which carries out the orientation of the invention, mounted in the fork of the swivel bracket 3, and are under the direct influence of the bimetallic helix 14, and frame 13 return to their original position upon cooling coils 14 is ensured by a spring 15 working in tension. The spirals 14 are enclosed in transparent casings 16, also having beam-absorbing sections on the antisolar inner surface and shading shields.

Вертлюг 3 через элементы 9, 10, 11 цепной передачи и ось 4 контактирует со свободным концом спирали 7 или 8 за счет усилия пружины 17, работающей на растяжение. The swivel 3 through the elements 9, 10, 11 of the chain drive and the axis 4 is in contact with the free end of the spiral 7 or 8 due to the force of the spring 17, working in tension.

Предлагаемое устройство действует следующим образом. The proposed device operates as follows.

В вечерние часы, когда биметаллические спирали 7, 8, 14 охлаждены и находятся в исходном положении, пружина 15 удерживает раму 13 в вертикальном положении ее плоскости, а сама рама 13 может быть легко ориентирована вручную на восток. С восходом солнца биметаллические спирали 7, 8, 14 начинают нагреваться. Спирали 14, противодействуя пружине 15, постепенно разворачивают раму 13 в зенитальном направлении лучеприемной стороной вслед за солнцем. При этом, если действие спиралей 14 будет отставать от углового перемещения солнца в зенитальном направлении, то это выявит ошибку в их конструктивном расчете. Если же действие спиралей 14 будет опережать подъем солнца, то щиток кожуха 16 каждой спирали 14 начнет накрывать тенью спираль 14, и она уменьшить скорость разворота рамы 13 в зенитальном направлении. Положение каждого кожуха 16 выбрано таким, чтобы тень на спирали 14 была частично изначальной, что обеспечивает главный разворот рамы 13. In the evening hours, when the bimetallic spirals 7, 8, 14 are cooled and in the initial position, the spring 15 holds the frame 13 in the vertical position of its plane, and the frame 13 itself can be easily oriented manually east. With sunrise, the bimetallic spirals 7, 8, 14 begin to heat up. The spiral 14, counteracting the spring 15, gradually unfold the frame 13 in the zenithal direction with the beam receiving side after the sun. Moreover, if the action of the spirals 14 will lag behind the angular movement of the sun in the zenithal direction, this will reveal an error in their constructive calculation. If the action of the spirals 14 will be ahead of the rise of the sun, then the shield cover 16 of each spiral 14 will begin to cover the spiral 14 with shadow, and it will reduce the rate of rotation of the frame 13 in the zenithal direction. The position of each casing 16 is chosen so that the shadow on the spiral 14 is partially initial, which ensures the main turn of the frame 13.

Одновременно спираль 7, вращая ось 4 и через цепную передачу 9, 10, 11 вертлюг 3, разворачивает раму 13 в азимутальном направлении. Принцип регулирования этого действия аналогичен регулировке действия спиралей 14. Если вращение оси 4 под усилием спирали 7 обгоняет азимутальное переменение солнца, то затемненный участок кожуха 12 начинает накрывать спираль 7 тенью, и конец спирали 7 снижает скорость своего углового перемещения. At the same time, the spiral 7, rotating the axis 4 and through the chain transmission 9, 10, 11 of the swivel 3, turns the frame 13 in the azimuthal direction. The principle of regulation of this action is similar to the regulation of the action of spirals 14. If the rotation of the axis 4 under the force of the spiral 7 overtakes the azimuthal change of the sun, then the darkened section of the casing 12 begins to cover the spiral 7 with a shadow, and the end of the spiral 7 reduces the speed of its angular movement.

Положение спиралей 7, 8 отрегулировано так, что спираль 7 при прохождении солнца через меридиан его полуденной максимальной высоты доводит вертлюг 3 до критического положения пружины 17, после прохождения которого пружина 17 вращает вертлюг 3 в противоположную сторону, прижимая его через элементы цепной передачи 9, 10, 11 и ось 4 к свободному концу спирали 8, которая к этому времени также находится в максимально нагретом состоянии, выдвинув свободный конец почти до упора оси 4. По мере снижения величины лучистой энергии солнца во второй половине дня спираль 8 остывает и уменьшает свою угловую величину (и остывает быстрее, если под воздействием жары вращение оси 4 будет задерживаться, наводя тем самым под излучение солнца затеняющий участок кожуха 12), позволяя вертлюгу 3 соблюдать азимутальное направление рамы 13 на солнце. The position of the spirals 7, 8 is adjusted so that the spiral 7 when the sun passes through the meridian of its midday maximum height brings the swivel 3 to the critical position of the spring 17, after which the spring 17 rotates the swivel 3 in the opposite direction, pressing it through the elements of the chain transmission 9, 10 , 11 and axis 4 to the free end of spiral 8, which at this time is also in the most heated state, extending the free end almost to the stop of axis 4. As the radiant energy of the sun decreases in the second half of the day spiral 8 cools and decreases its angular value (and cools faster if the rotation of the axis 4 is delayed by the heat, thereby inducing a shading part of the casing 12 under the sun's radiation), allowing the swivel 3 to observe the azimuthal direction of the frame 13 in the sun.

Действие биметаллических спиралей 7, 8, 14 заключается в том, что при нагревании они, увеличивая кривизну, сворачиваются плотнее, увеличивая угол своей закрутки (если наружный слой биметалла имеет больший температурный коэффициент расширения) на расчетную угловую величину. Следовательно, свободный конец спирали продвигается относительно центра спирали на расчетный угол. The action of bimetallic spirals 7, 8, 14 is that when heated, they increase curvature and curl up more tightly, increasing their twist angle (if the outer layer of bimetal has a larger temperature expansion coefficient) by the calculated angular value. Consequently, the free end of the spiral moves relative to the center of the spiral by the calculated angle.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ ГЕЛИОУСТАНОВКИ, содержащее основание с опорной стойкой, ориентируемую раму гелиоустановки и четыре деформируемых элемента для азимутального и зенитального слежения, взаимодействующих с рамой посредством привода, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит две возвратные пружины, противодействующие усилиям деформируемых элементов, последние выполнены в виде биметаллических спиралей, заключенных в кожухи, имеющие лучепоглощающие и затемненные участки, а привод выполнен в виде установленных на основании вертлюга, снабженного вилкой с кронштейнами, несущими цапфы рамы, и взаимодействующей с вертлюгом через цепную передачу поворотной оси, при этом биметаллические спирали для зенитального слежения укреплены на кронштейнах вилки вертлюга и связаны с цапфами рамы, а биметаллические спирали для азимутального слежения укреплены на опорной стойке и связаны с поворотной осью с возможностью создания вращающего и удерживающего момента, возвратные пружины одним концом подсоединены к вертлюгу, другим - соответственно к раме и стойке, а биметаллические спирали установлены с возможностью регулирования их положения путем смещения их крепежных элементов и кожухов. A device for orienting a solar installation, comprising a base with a support column, an orientable solar installation frame and four deformable elements for azimuthal and anti-zenith tracking, interacting with the frame by means of a drive, characterized in that the device further comprises two return springs that counteract the forces of deformable elements, the latter being made in the form bimetallic spirals enclosed in casings having beam absorbing and darkened areas, and the drive is made in the form of mounted on the basis of the swivel equipped with a fork with brackets supporting the trunnion of the frame, and interacting with the swivel through a chain transmission of the rotary axis, while the bimetallic spirals for anti-aircraft tracking are mounted on the brackets of the swivel fork and connected to the trunnions of the frame, and the bimetallic spirals for azimuth tracking are mounted on and are connected with the rotary axis with the possibility of creating a torque and holding moment, the return springs are connected at one end to the swivel, at the other end to the frame and stand, respectively, and b metal helix mounted for adjustment of position by moving their fixing elements and housings.
SU925057687A 1992-08-15 1992-08-15 Arrangement for orientation of solar power plant RU2043583C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU925057687A RU2043583C1 (en) 1992-08-15 1992-08-15 Arrangement for orientation of solar power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU925057687A RU2043583C1 (en) 1992-08-15 1992-08-15 Arrangement for orientation of solar power plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2043583C1 true RU2043583C1 (en) 1995-09-10

Family

ID=21611080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU925057687A RU2043583C1 (en) 1992-08-15 1992-08-15 Arrangement for orientation of solar power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2043583C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2542707C2 (en) * 2013-01-09 2015-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Solar plant orientation device
RU2554701C2 (en) * 2013-03-12 2015-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Solar unit alignment device
RU2693968C1 (en) * 2018-01-17 2019-07-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") Holder of solar collector working surface adapted to position of natural source of infrared radiation (sun)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 1612184, кл. F 24J 2/38, 1990. *
2. Авторское свидетельство СССР N 1460552, кл. F 24J 2/38, 1989. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2542707C2 (en) * 2013-01-09 2015-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Solar plant orientation device
RU2554701C2 (en) * 2013-03-12 2015-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Solar unit alignment device
RU2693968C1 (en) * 2018-01-17 2019-07-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") Holder of solar collector working surface adapted to position of natural source of infrared radiation (sun)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5253637A (en) Hyperfocal tracking solar thermal collector
US4284839A (en) Internal refractor focusing solar energy collector apparatus and method
US4297521A (en) Focusing cover solar energy collector apparatus
CA1128390A (en) Self-contained solar tracking device
US4175391A (en) Self reorienting solar tracker
US4324225A (en) Solar tracking device
US4044752A (en) Solar collector with altitude tracking
US4585318A (en) Tracking device
US4154221A (en) Tracking system for solar energy collection
US4227513A (en) Solar system having improved heliostat and sensor mountings
US3996917A (en) Solar heating apparatus
US4102326A (en) Central receiver solar collector using mechanically linked mirrors
US4283588A (en) Automatic guidance system for radiation-responsive systems
US4351319A (en) Radiant energy tracker
US4106480A (en) Reflective solar heat collector
US4644933A (en) Solar system
US4365616A (en) Self-aligning solar collector
US4269168A (en) Focusing reflector solar energy collector apparatus and method
US4150663A (en) Solar energy collector and concentrator
US5347986A (en) Solar powered high pressure steam generator
US4498456A (en) Self-tracking mechanisms for solar collectors
EP0105275A1 (en) Solar collector.
RU2043583C1 (en) Arrangement for orientation of solar power plant
US4262654A (en) Solar-energy-powered sun tracker
US4274394A (en) Electromechanical solar tracking apparatus