RU2105936C1 - Hydromechanical device for turning solar absorbing system - Google Patents
Hydromechanical device for turning solar absorbing system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2105936C1 RU2105936C1 RU96115222A RU96115222A RU2105936C1 RU 2105936 C1 RU2105936 C1 RU 2105936C1 RU 96115222 A RU96115222 A RU 96115222A RU 96115222 A RU96115222 A RU 96115222A RU 2105936 C1 RU2105936 C1 RU 2105936C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cable
- pulleys
- solar
- turning
- loads
- Prior art date
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
Description
Изобретение относится к устройствам для поворота преобразователей солнечной энергии. The invention relates to devices for turning solar energy converters.
Известен механизм слежения солнечного коллектора, обеспечивающий изменение положения шарнирно закрепленной солнечной панели в соответствии с изменением положения Солнца. Он содержит электродвигатель с устройством для его включения и выключения. Механизм оборудован также программатором, генерирующим последовательные временные сигналы. От программатора сигналы поступают к пускателю, периодически включающему и выключающему электродвигатель [1]
Однако данный механизм слежения работает с необходимой точностью не всегда, и он не всегда применим, так как в нем задействована электрическая схема с программирующим устройством.A known mechanism for tracking the solar collector, providing a change in the position of a pivotally mounted solar panel in accordance with a change in the position of the Sun. It contains an electric motor with a device for turning it on and off. The mechanism is also equipped with a programmer that generates sequential time signals. From the programmer, the signals are sent to the starter, periodically turning the motor on and off [1]
However, this tracking mechanism does not always work with the necessary accuracy, and it is not always applicable, since it uses an electrical circuit with a programming device.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является устройство для поворота гелиопоглощающей системы [2] Оно содержит трос, связанный с гелиопоглощающей системой путем его оборачивания вокруг шкива, сидящего на оси системы, а также грузовое приспособление, включающее ведро, подвешенное к прикрепленному к нему концу троса, и пружину, один конец которой зафиксирован, а к другому прикреплен трос. Ведро постепенно опускается под воздействием воды, равномерно переливаемой в него из бака, и тянет трос, который, в свою очередь, поворачивает гелиопоглощающую систему. The closest analogue (prototype) is a device for rotating the solar absorption system [2] It contains a cable connected to the solar absorption system by wrapping it around a pulley sitting on the axis of the system, as well as a cargo device including a bucket suspended from the end of the cable attached to it, and a spring, one end of which is fixed, and a cable is attached to the other. The bucket gradually drops under the influence of water, evenly poured into it from the tank, and pulls the cable, which, in turn, turns the helioplastic system.
Данное устройство работает без специального технического оснащения (электроаппаратуры и вычислительной техники). This device works without special technical equipment (electrical equipment and computers).
Однако при растяжении пружины увеличивается усилие, необходимое для ее удлинения на единицу длины. В результате при равномерном поступлении воды в ведро и, следовательно, при равномерном увеличении растягивающего усилия, скорость растягивания пружины, а значит, и скорость поворота гелиосистемы будут уменьшаться. Поэтому известное устройство нельзя использовать для поворота двух или более гелиопоглощающих систем. However, when a spring is stretched, the force required to extend it by a unit of length increases. As a result, with a uniform flow of water into the bucket and, consequently, with a uniform increase in tensile force, the speed of stretching of the spring, and hence the rotation speed of the solar system will decrease. Therefore, the known device cannot be used to rotate two or more helioplastic systems.
Наряду с этим, из-за того, что усилие, необходимое для растяжения пружины и поворота системы, будет неодинаковым на разных фазах поворота, различным будет и влияние, оказываемое на вращение моментом сопротивления системы (например, из-за трения в узлах вращения недостатков балансировки и т.п.). Это влияние, а следовательно, и возможные отклонения от равномерности поворота будут большими в начале цикла. Along with this, due to the fact that the force required to stretch the spring and rotate the system will not be the same at different phases of rotation, the influence exerted on the rotation by the moment of resistance of the system will also be different (for example, due to friction in the rotation nodes of the balancing deficiencies etc.). This influence, and consequently, possible deviations from the uniformity of rotation will be large at the beginning of the cycle.
Кроме того, поскольку натяжение троса в начале цикла определяется лишь весом пустого ведра в начале цикла и является очень слабым, возможно проскальзывание троса относительно шкива. По этой же причине неудовлетворительно обеспечивается демпфирование случайных поворотов гелиопоглощающей системы в связи с изменяющимися ветровыми нагрузками. Порыв ветра может необратимо изменить положение гелиопоглощающей системы относительно солнца. In addition, since the cable tension at the beginning of the cycle is determined only by the weight of the empty bucket at the beginning of the cycle and is very weak, it is possible for the cable to slip relative to the pulley. For the same reason, damping of random rotations of the solar-absorbing system in connection with changing wind loads is unsatisfactorily provided. A gust of wind can irreversibly change the position of the solar-absorbing system relative to the sun.
Технический результат изобретения заключается в реализации равномерного поворота гелиопоглощающей системы и обеспечении ее эффективного демпфирования в условиях работы при ветровых нагрузках на протяжении всего цикла поворота, а также в обеспечении возможности поворота с помощью гидромеханического устройства одной или нескольких гелиопоглощающих систем. The technical result of the invention is to implement a uniform rotation of the helioplastic system and ensure its effective damping under operating conditions under wind loads throughout the entire pivot cycle, as well as to enable pivoting with the help of a hydromechanical device of one or more helioplastic systems.
Сопоставительный анализ с наиболее близким аналогом показывает, что заявляемое устройство отличается от него особым выполнением грузового приспособления гидромеханического устройства. Так, оно выполнено в виде двух одинаковых грузов с тросом, каждый из грузов погружен в емкость, частично заполняемую жидкостью на время работы устройства, концы троса укреплены на грузах; длина троса, грузы и жидкость подобраны так, что грузы не полностью погружены в жидкость; вес грузов превышает вес вытесняемой ими жидкости; емкости установлены на разных уровнях, гидравлически связаны друг с другом с возможностью регулирования скорости перетекания жидкости из одной емкости в другую, и выполнены с условием соблюдения равного изменения уровня жидкости в обеих емкостях при протекании жидкости. A comparative analysis with the closest analogue shows that the inventive device differs from it in the special implementation of the cargo device hydromechanical device. So, it is made in the form of two identical goods with a cable, each of the goods is immersed in a container partially filled with liquid for the duration of the device’s operation, the ends of the cable are mounted on the goods; cable length, loads and liquid are selected so that the loads are not completely immersed in the liquid; the weight of the goods exceeds the weight of the liquid displaced by them; tanks are installed at different levels, hydraulically connected to each other with the ability to control the speed of fluid flow from one tank to another, and are made with the condition that the equal change in the liquid level in both tanks when the fluid flows.
Кроме того, с целью достижения равномерного поворота, верхняя емкость грузового приспособления выполнена в виде расширяющегося вверх сосуда, поперечное сечение которого S увеличивается с высотой l, как S≈2 l, а нижняя емкость выполнена в виде сосуда, расширяющегося книзу по такому же закону. In addition, in order to achieve uniform rotation, the upper capacity of the cargo device is made in the form of a vessel expanding upwards, the cross section of which S increases with a height l, like S≈2 l, and the lower capacity is made in the form of a vessel expanding downwards according to the same law.
С целью упрощения изготовления и эксплуатации устройства и обеспечения равномерности поворота, достаточной для эффективной фокусировки солнечных лучей, емкости выполнены в виде цилиндров, а высота расположения верхней емкости относительно нижней увеличена по сравнению с расположением расширяющихся емкостей. In order to simplify the manufacture and operation of the device and ensure uniform rotation sufficient for efficient focusing of sunlight, the containers are made in the form of cylinders, and the height of the upper container relative to the lower is increased compared with the location of the expanding containers.
Кроме того, с целью использования гидромеханического устройства для поворота двух гелиопоглощающих систем и исключения нарушения их ориентации относительно друг друга при резких порывах ветра, в поворотный узел включен второй шкив и через него также пропущен трос, а шкивы соединены между собой приводным ремнем. In addition, in order to use a hydromechanical device to rotate two solar-absorbing systems and to prevent violation of their orientation relative to each other during sharp gusts of wind, a second pulley is included in the rotary unit and a cable is also passed through it, and the pulleys are connected to each other by a drive belt.
С целью использования гидромеханического устройства для поворота нескольких гелиопоглощающих систем поворотный узел включает дополнительные шкивы, соединенные приводными ремнями друг с другом и с одним или двумя шкивами, приводимыми в движение тросом гидромеханического устройства. In order to use a hydromechanical device to rotate several solar-absorbing systems, the rotary assembly includes additional pulleys connected by drive belts to each other and to one or two pulleys driven by a hydromechanical device cable.
Кроме этого, приводные ремни и трос могут быть зафиксированы на ободах шкивов в точках, оказывающихся в полдень на прямой линии, соединяющей оси шкивов. Это позволяет исключить проворачивание шкивов относительно троса при резких усилениях ветровой нагрузки на систему. Фиксация не будет препятствовать работе поворотного узла, поскольку в течение светового дня гелиопоглощающая система поворачивается не более чем на ±70o относительно среднего положения.In addition, the drive belts and the cable can be fixed on the rims of the pulleys at points that appear at noon on a straight line connecting the axles of the pulleys. This eliminates the rotation of the pulleys relative to the cable during sudden amplification of the wind load on the system. The fixation will not interfere with the operation of the rotary assembly, since during the daylight hours the solar-absorbing system rotates no more than ± 70 o relative to the average position.
На фиг.1 показано гидромеханическое устройство для поворота гелиопоглощающей системы; на фиг.2 вариант того же устройствf для поворота двух гелиопоглощающих систем; на фиг.3 вариант того же устройства для поворота нескольких гелиопоглощающих систем. Figure 1 shows a hydromechanical device for rotating a solar-absorbing system; figure 2 is a variant of the same device f for the rotation of two solar systems; figure 3 is a variant of the same device for rotating several helioplastic systems.
Гидромеханическое устройство для поворота одной гелиопоглощающей системы (фиг.1) содержит трос 1, перекинутый через блоки 2 и шкив 3 поворотного узла 4, связанного с солнечным коллектором 5 гелиопоглощающей системой. A hydromechanical device for turning one helioplastic system (Fig. 1) contains a
Грузовое приспособление состоит из двух одинаковых грузов, представляющих собой емкости 6, залитые водой, а также другие емкости 7, в которые погружены емкости 6 во время работы устройства. Емкости 7 также заполнены водой и снабжены переливом 8 с запорно-регулирующим приспособлением 9, присоединяемым к емкостям 7 штуцерами 10. Устройство установлено на раме 11. Гелиопоглощающая система 5 крепится на раме 11 с помощью подшипниковых узлов 12. The cargo device consists of two identical cargoes, which are
Гидромеханическое устройство для поворота двух гелиопоглощающих систем (фиг. 2) дополнительно содержит второй шкив 3, через который также проходит трос 1 и приводной ремень 13, которым соединены оба шкива 3. В местах пересечения троса 1 и приводного ремня 13 с прямой, соединяющей оси шкивов, трос 1 и приводной ремень 13 зафиксированы на шкивах с помощью фиксатора 14. The hydromechanical device for turning two helioplastic systems (Fig. 2) further comprises a
Гидромеханическое устройство для поворота нескольких гелиопоглощающих систем (фиг.3) содержит те же элементы конструкции. A hydromechanical device for turning several helioplastic systems (Fig. 3) contains the same structural elements.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
В начале светового дня приводят в рабочее состояние грузовое приспособление. Заливают воду в емкость 6, а затем наполняют водой емкости 7 так, чтобы при ориентировании модулей на солнце, емкости 6 были на половину высоты погружены в воду. Затем открывают запорно-регулирующее приспособление 9, и вода по переливу 8 начинает поступать из верхней емкости 7 в нижнюю. Соответственно верхний и нижний грузы перемещаются и перетягивают трос, приводящий в движение поворотный узел 4. Приспособление 9 регулируют так, чтобы скорость поворота гелиопоглощающей системы соответствовала скорости движения солнца. К концу светового дня опускающийся уровень воды в верхней емкости 7 достигнет уровня сливного штуцера 10 и переливание воды прекратится. At the beginning of daylight, the cargo device is brought into working condition. Pour water into the
Для запуска в работу гидромеханического устройства на следующий день сливают из нижней емкости 7 воду, перетекшую в нее за предыдущий день, и такое же количество воды доливают в верхнюю емкость 7. Вместо этого можно перелить из нижней емкости 7 воду, перетекшую в нее за предыдущий день, в верхнюю емкость. Во время этой процедуры грузы 6 перемещаются, и гелиопоглощающая система поворачивается с запада на восток. Перелив воды заканчивают тогда, когда гелиопоглощающая система оказывается сориентированной на солнце. Поскольку на время ориентировки на солнце запорно-регулирующее приспособление не перекрывают, устройство начинает работать сразу по окончании перелива воды. Ориентирование по солнцу и запуск системы в работу можно производить в любое время дня. To start the hydromechanical device, the next day the water flowing into it from the
Скорость уменьшения разницы уровней воды в емкости 7 остается постоянной в течение всего рабочего цикла. Это достигается тем, что уменьшение скорости перелива, вызванное уменьшением перепада высот в течение цикла, компенсируют специальной формой емкостей 7. The rate of reduction of the difference in water levels in the
Кроме того, постоянная скорость уменьшения разности уровней в емкостях 7 обеспечивает неизменный во времени вращательный момент на поворотный узел. Оба этих обстоятельства приводят к тому, что скорость поворота гелиопоглощающей системы остается постоянной в течение всего рабочего цикла. При выборе емкостей 7 с постоянным по высоте сечением расстояние между верхней и нижней емкостями 7 выбирают таким, чтобы уменьшение скорости перелива воды из-за постепенного уменьшения разности уровней воды в емкостях 7 давало бы в течение дня отклонение в ориентации не больше, чем отклонение, допускаемое конструкцией гелиопоглощающей установки. In addition, a constant speed of decreasing the difference in levels in the
Положение емкостей 6 относительно поверхности воды в емкостях 7 в течение всего цикла поворота остается неизменным, и поэтому сила натяжения троса также не меняется. При внезапных поворотах гелиосистемы из-за порывов ветра один из грузов 6 поднимается относительно поверхности воды в емкости 7, а другой опускается. Возникает сила, стремящаяся вернуть грузы, а с ними и гелиосистему в прежнее положение. Демпфирующая сила будет расти пропорционально отклонению от равновесного состояния. Величина этой силы при отклонении системы на один градус зависит от поперечного сечения емкости 6. Их выбирают в зависимости от местных ветровых условий и допустимых отклонений в ориентировании на солнце. Величина демпфирующей силы, возникающей при определенном отклонении системы от равновесия, будет одинаковой в течение всего цикла поворота. The position of the
Таким образом, описываемое гидромеханическое устройство позволяет реализовать равномерный поворот одной или нескольких гелиопоглощающих систем и обеспечить ее эффективное демпфирование при ветровых нагрузках на протяжении всего цикла поворота. Thus, the described hydromechanical device makes it possible to realize uniform rotation of one or several solar-absorbing systems and ensure its effective damping under wind loads throughout the entire rotation cycle.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96115222A RU2105936C1 (en) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | Hydromechanical device for turning solar absorbing system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96115222A RU2105936C1 (en) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | Hydromechanical device for turning solar absorbing system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2105936C1 true RU2105936C1 (en) | 1998-02-27 |
RU96115222A RU96115222A (en) | 1998-08-27 |
Family
ID=20183812
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96115222A RU2105936C1 (en) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | Hydromechanical device for turning solar absorbing system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2105936C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2009202077B1 (en) * | 2009-05-07 | 2010-03-11 | Paul Charles Best | Economical solar tracking system |
CN102282432A (en) * | 2009-01-19 | 2011-12-14 | 因诺瓦专利有限责任公司 | System for generating electric energy by using photovoltaic elements |
-
1996
- 1996-07-25 RU RU96115222A patent/RU2105936C1/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102282432A (en) * | 2009-01-19 | 2011-12-14 | 因诺瓦专利有限责任公司 | System for generating electric energy by using photovoltaic elements |
CN102282432B (en) * | 2009-01-19 | 2014-05-14 | 因诺瓦专利有限责任公司 | System for generating electric energy by using photovoltaic elements |
AU2009202077B1 (en) * | 2009-05-07 | 2010-03-11 | Paul Charles Best | Economical solar tracking system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106685330B (en) | Solar-tracking power generator | |
US4052856A (en) | Method and apparatus for harnessing the power of moving water | |
DE102008050250A1 (en) | Solar plant e.g. photovoltaic power plant, adjusting system for performing single axis solar tracking of e.g. collector mirror, has driving and/or floating body that is arranged to one of reservoirs and movable by weight force | |
RU2105936C1 (en) | Hydromechanical device for turning solar absorbing system | |
CN111852729A (en) | Floating river power generation method | |
CN109812377A (en) | A kind of toothed belt transmission oscillating floater Wave energy converting device | |
DE202017002323U1 (en) | Device for generating energy | |
AU2022218536B2 (en) | Adaptive flexible hybrid energy systems of solar, wave and wind for utility scale plants | |
DE102008016009A1 (en) | Device for producing electrical energy by buoyancy force in water or blow force in air for use in e.g. waterbody, has wheels installed on shafts, where one shaft is held sealingly by side wall of container to transfer torque to generator | |
DE2755722A1 (en) | Solar heating system mirror drive - has bowl shaped carrier rotated on spherical supports, or by liq. in tank | |
DE2521588A1 (en) | Wind driven power unit with vertical air riser tube - has additional impeller on top with two or more contrarotating rotors | |
RU96115222A (en) | HYDROMECHANICAL DEVICE FOR TURNING A HELI-ABSORBING SYSTEM | |
CN220368647U (en) | Photovoltaic panel support capable of automatically adjusting inclination angle | |
CN109812376A (en) | A kind of one-stroke acting chain conveyer Wave energy converting device | |
DE10121437A1 (en) | Arrangement for solar tracking by force and/or mass displacement has masses attached to solar component that can be displaced to shift center of gravity in controled manner to track the sun | |
EP3622171A1 (en) | Wave power plant and method for generating electricity | |
CN209545516U (en) | A kind of tracking type solar panels movable support of simple to install | |
CN207335202U (en) | A kind of heliostat device | |
SU1139936A1 (en) | Heliostat | |
CN2386391Y (en) | Automatic vertical collector for sunray | |
CN206975508U (en) | Timing transfer and sun tracking system | |
CN2034625U (en) | Automatic control wind-driven generator | |
DE10105864A1 (en) | Centrifugal wind-powered energy plant has weight lifted via centrifugal force dropped for providing rotary torque which can support rotor rotation | |
SU1692384A1 (en) | Device for automatic control of temperature in greenhouse | |
CN105929856A (en) | Solar double-shaft tracking linked transmission mechanism |