RU216726U1 - STREET LIGHT WITH CYLINDRICAL SOLAR PANEL - Google Patents

STREET LIGHT WITH CYLINDRICAL SOLAR PANEL Download PDF

Info

Publication number
RU216726U1
RU216726U1 RU2022124612U RU2022124612U RU216726U1 RU 216726 U1 RU216726 U1 RU 216726U1 RU 2022124612 U RU2022124612 U RU 2022124612U RU 2022124612 U RU2022124612 U RU 2022124612U RU 216726 U1 RU216726 U1 RU 216726U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
panel
street lamp
lamp according
cylindrical
solar
Prior art date
Application number
RU2022124612U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Морозов
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Новадек Энерджи"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Новадек Энерджи" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Новадек Энерджи"
Application granted granted Critical
Publication of RU216726U1 publication Critical patent/RU216726U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к устройствам, предназначенным для преобразования солнечной энергии в электрическую энергию. Уличный фонарь содержит цилиндрический столб, цилиндрическую солнечную панель, установленную на столбе при помощи фиксирующих колец, и светильник, установленный на верхней части столба, причем цилиндрическая солнечная панель состоит из цилиндрической гибкой основы, панели из монокристаллических солнечных фотоэлементов, установленной на основе, цилиндрического прозрачного защитного кожуха, установленного поверх панели, причем каждый монокристаллический солнечный фотоэлемент панели выполнен разделенным на части, а электрическое соединение фотоэлементов между собой выполнено параллельным и последовательным. Технический результат заключается в повышении эффективности работы с одновременным обеспечением долговечности конструкции. 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Figure 00000001
The utility model relates to electrical engineering, namely to devices designed to convert solar energy into electrical energy. The street lamp contains a cylindrical pole, a cylindrical solar panel mounted on the pole with fixing rings, and a luminaire mounted on the top of the pole, the cylindrical solar panel consists of a cylindrical flexible base, a panel of single-crystal solar photocells mounted on the base, a cylindrical transparent protective casing installed on top of the panel, wherein each single-crystal solar photocell of the panel is made divided into parts, and the electrical connection of the photocells to each other is made in parallel and in series. The technical result is to increase the efficiency of work while ensuring the durability of the structure. 14 w.p. f-ly, 4 ill.
Figure 00000001

Description

Область техники, к которой относится полезная модельField of technology to which the utility model belongs

Настоящая полезная модель относится к электротехнике, а именно к устройствам, предназначенным для преобразования солнечной энергии в электрическую энергию.This utility model relates to electrical engineering, namely to devices designed to convert solar energy into electrical energy.

Уровень техникиState of the art

На сегодняшний день по всему миру реализованы сотни проектов, в основе которых лежит солнечная энергия. На страны, расположенные ближе к экватору, а также с жарким и теплым климатом (страны Персидского залива, Австралии и юг Европы), приходится 340-355 солнечных дней в году, что благоприятно влияет на реализацию таких проектов. Но, как правило, это сопровождается низким уровнем атмосферных осадков и высокой концентрацией пыли в воздухе. Вследствие чего уже имеющиеся парки по генерации солнечной энергии сталкиваются с нижеуказанными проблемами.To date, hundreds of projects based on solar energy have been implemented around the world. Countries located closer to the equator, as well as with a hot and warm climate (the countries of the Persian Gulf, Australia and southern Europe), have 340-355 sunny days a year, which favorably affects the implementation of such projects. But, as a rule, this is accompanied by a low level of precipitation and a high concentration of dust in the air. As a result, existing solar energy parks face the following problems.

Высокая концентрация пыли в воздухе приводит к быстрому запылению плоских солнечных панелей, как правило установленных на 35 градусов над фонарем уличного света, что приводит к снижению КПД панелей. Как пример, солнечная панель, покрытая пылью на 7%, перестает вырабатывать электроэнергию, вследствие чего решения на плоских солнечных панелях, расположенных над фонарем, нуждаются в еженедельной чистке от пыли. При этом, чистка 100-150 столбов уличного света с высотой столба 10 метров потребует дополнительных трудозатрат, техники, человеческих ресурсов, что непомерно приведет к добавочным расходам и удорожанию стоимости сервиса и обслуживания проекта.A high concentration of dust in the air leads to a rapid dusting of flat solar panels, usually installed 35 degrees above a street light, which leads to a decrease in the efficiency of the panels. As an example, a solar panel covered by 7% dust stops producing electricity, as a result of which solutions on flat solar panels located above the lantern need to be dusted weekly. At the same time, cleaning 100-150 street light poles with a pole height of 10 meters will require additional labor, equipment, human resources, which will unreasonably lead to additional costs and an increase in the cost of service and maintenance of the project.

Также все солнечные панели подвержены так называемому "эффекту тени", который не позволяет фотоэлементам работать на максимальной мощности.Also, all solar panels are subject to the so-called "shadow effect", which does not allow solar cells to work at maximum power.

Из уровня техники известен источник KR20120093697A, 23.08.2012, в котором описана солнечная панель. Панель предпочтительно может представлять собой солнечный модуль и быть расположена на восточной, южной и западной сторонах фонарного столба, предпочтительно сформирована в виде тонкой пластины, которую можно согнуть, чтобы расположить вокруг внешней поверхности столба в виде четырехугольного элемента. Модуль солнечной батареи может включать в себя один из аккумуляторов, заряжаемых солнечным светом, и блок управления для управления включением/выключением блока фонаря.From the prior art known source KR20120093697A, 08/23/2012, which describes the solar panel. The panel may preferably be a solar module and be located on the east, south and west sides of the lamp post, preferably formed as a thin plate that can be bent to fit around the outer surface of the post in a quadrilateral shape. The solar battery module may include one of the solar-charged batteries and a control unit to control the on/off of the lamp unit.

Недостатками данного решения является то, что такая конструкция имеет эффект тени, обладает низким КПД, малой емкостью и мощностью, кроме того присутствует эффект парусности, влияющий на сохранение устойчивости и безопасность при установке на вертикальные конструкции, при этом не имеет защиты от пыли и царапин, что влияет на долговечность, надежность и сохранение изначальных параметров конструкции, в том числе на эффективность работы. Также такое выполнение панели является довольно трудоемким.The disadvantages of this solution is that such a design has a shadow effect, has low efficiency, low capacity and power, in addition, there is a sail effect that affects stability and safety when installed on vertical structures, while it does not have protection from dust and scratches, which affects the durability, reliability and preservation of the original design parameters, including the efficiency. Also, this implementation of the panel is quite laborious.

Заявленное решение устраняет указанные недостатки и позволяет достичь заявленный технический результат.The claimed solution eliminates these shortcomings and allows you to achieve the claimed technical result.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Техническая задача заключается в разработке уличного фонаря с солнечной панелью, обладающего высокой эффективностью работы с высоким КПД и отсутствием эффекта тени и парусности, являющегося долговечной, надежной и безопасной конструкцией с низкой трудоемкостью при изготовлении и установке, который может быть применен для магистральных дорог.The technical task is to develop a street lamp with a solar panel, which has high efficiency with high efficiency and the absence of the effect of shadow and windage, which is a durable, reliable and safe design with low labor intensity during manufacture and installation, which can be used for main roads.

Технический результат заключается в повышении эффективности работы с одновременным обеспечением долговечности конструкции.The technical result is to increase the efficiency of work while ensuring the durability of the structure.

Для решения поставленной задачи с достижением заявленного технического результата уличный фонарь содержит цилиндрический столб, цилиндрическую солнечную панель, установленную на столбе при помощи фиксирующих колец, и светильник, установленный на верхней части столба, причем цилиндрическая солнечная панель состоит из цилиндрической гибкой основы, панели из монокристаллических солнечных фотоэлементов, установленной на основе, цилиндрического прозрачного защитного кожуха, установленного поверх панели, причем каждый монокристаллический солнечный фотоэлемент панели выполнен разделенным на части, а электрическое соединение фотоэлементов между собой выполнено параллельным и последовательным.To solve the task with the achievement of the claimed technical result, the street lamp contains a cylindrical pole, a cylindrical solar panel mounted on the pole with fixing rings, and a lamp mounted on the top of the pole, the cylindrical solar panel consists of a cylindrical flexible base, a panel of monocrystalline solar photocells installed on the basis of a cylindrical transparent protective casing installed on top of the panel, each single-crystal solar photocell of the panel is made divided into parts, and the electrical connection of the photocells to each other is made in parallel and in series.

Кроме того, каждый монокристаллический солнечный фотоэлемент панели выполнен разделенным на шесть частей.In addition, each monocrystalline solar cell of the panel is divided into six parts.

Кроме того, фотоэлементы первой половины панели соединены между собой последовательно, фотоэлементы второй половины панели соединены между собой также последовательно, а две указанные половины фотоэлементов соединены между собой параллельно.In addition, the photocells of the first half of the panel are connected to each other in series, the photocells of the second half of the panel are also connected to each other in series, and the two said halves of the photocells are connected to each other in parallel.

Кроме того, электрическое соединение частей каждого фотоэлемента панели между собой выполнено последовательным и параллельным.In addition, the electrical connection of the parts of each photocell of the panel to each other is made in series and in parallel.

Кроме того, части первой половины фотоэлемента соединены между собой последовательно, части второй половины фотоэлемента соединены между собой также последовательно, а две указанные половины фотоэлемента соединены между собой параллельно.In addition, parts of the first half of the photocell are connected to each other in series, parts of the second half of the photocell are also connected to each other in series, and the two said halves of the photocell are connected to each other in parallel.

Кроме того, гибкая основа выполнена из этилентетрафторэтилена или полиэтилентерефталата.In addition, the flexible base is made of ethylene tetrafluoroethylene or polyethylene terephthalate.

Кроме того, полиэтилентерефталат выполнен электропроводным или с алюминиевой прокладкой для соединения фотоэлементов.In addition, polyethylene terephthalate is made electrically conductive or with an aluminum gasket for connecting photocells.

Кроме того, алюминиевая прокладка выполнена слоем в 0.1мм.In addition, the aluminum spacer is made with a layer of 0.1mm.

Кроме того, части каждого монокристаллический солнечного фотоэлемента выполнены на расстоянии 5 мм между собой.In addition, the parts of each monocrystalline solar cell are made at a distance of 5 mm between them.

Кроме того, цилиндрический прозрачный защитный кожух выполнен из стекла или акрила или ПВХ.In addition, the cylindrical transparent protective cover is made of glass or acrylic or PVC.

Кроме того, в качестве стекла использовано боросиликатное стекло.In addition, borosilicate glass is used as the glass.

Кроме того, дополнительно включает антирефлекторное, антинагревающееся и нанокерамическое покрытия.In addition, it additionally includes anti-reflective, anti-heating and nanoceramic coatings.

Кроме того, фиксирующие кольца установлены по обеим сторонам цилиндрической солнечной панели.In addition, fixing rings are installed on both sides of the cylindrical solar panel.

Кроме того, фиксирующие кольца выполнены из высококачественного полимера по физическим свойствам не имеющего расширения или сужения при воздействии внешних температур.In addition, the fixing rings are made of a high-quality polymer that does not expand or contract when exposed to external temperatures due to its physical properties.

Кроме того, каждое фиксирующее кольцо состоит из двух половин.In addition, each locking ring consists of two halves.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Фиг.1 - Уличный фонарь с солнечной панелью;Fig.1 - Street lamp with a solar panel;

Фиг.2 - Фотоэлемент (солярная клетка) разделенный на части со схемой соединения частей;Fig.2 - Photocell (solar cell) divided into parts with a connection diagram of the parts;

Фиг.3 - Солнечная панель из фотоэлементов;Fig.3 - Solar panel of photocells;

Фиг.4 - Схема соединения фотоэлементов солнечной панели.Fig.4 - Scheme of connection of photocells of the solar panel.

На фигурах позициями отмечены следующие элементы:The following elements are marked in the figures:

1 - Уличный фонарь;1 - Street lamp;

2 - Столб;2 - Pillar;

3 - Светильник;3 - Lamp;

4 - Солнечная панель;4 - Solar panel;

5 - Фиксирующие кольца.5 - Fixing rings.

Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model

Заявленный уличный фонарь 1, который представлен на фиг. 1, содержит цилиндрический столб 2, цилиндрическую солнечную панель 4, установленную на столбе и охватывающую его, и светильник 3, установленный на верхней части столба выше солнечной панели.The claimed street lamp 1, which is shown in FIG. 1 comprises a cylindrical pole 2, a cylindrical solar panel 4 mounted on and around the pole, and a lamp 3 mounted on top of the pole above the solar panel.

Заявленная конструкция солнечной цилиндрической панели 4 представляет собой сэндвич-цилиндр из нескольких основных слоев, установленных друг на друга, а именно:The claimed design of the solar cylindrical panel 4 is a sandwich cylinder of several main layers stacked on top of each other, namely:

- Базовая подложка,- base substrate,

- Панель из фотоэлементов, включающих положительный контакт, р-слой, промежуточный n-p слой, n-слой, отрицательный контакт.- A panel of photocells, including a positive contact, a p-layer, an intermediate n-p layer, an n-layer, a negative contact.

- Защитное прозрачное покрытие (стекло или прозрачный материал) с пылезащитным, антистатическим и нанокерамическим слоями.- Protective transparent coating (glass or transparent material) with dustproof, antistatic and nanoceramic layers.

В качестве базового слоя используется подложка из полиэтилена или подобного материала, например, основанная на компоненте ETFE (Ethylenetetrafluoroethylene), являющимся гибким/полугибким, что позволяет свернуть панель в цилиндр.As a base layer, a substrate made of polyethylene or a similar material is used, for example, based on a component of ETFE (Ethylenetetrafluoroethylene), which is flexible/semi-flexible, which allows the panel to be rolled into a cylinder.

Кроме того, в качестве задней подложной части могут использоваться два типа материалов, таких как: Полиэтилентерефталат электропроводной или Полиэтилентерефталат с алюминиевой прокладкой (слоем) 0.1 мм для соединения фотоэлементов.In addition, two types of materials can be used as the back pad, such as: conductive PET or PET with 0.1 mm aluminum spacer (layer) for connecting photocells.

На подложке установлены фотоэлементы. В качестве фотоэлемента может быть использована органическая или химическая солярная клетка (например, монокристаллический фотоэлемент или CIGS или CDTE). Каждая клетка разделена (разрезана), например, вдоль, на шесть частей, для получения необходимой гибкости, которая необходима для придания панели полностью цилиндрической формы. Расстояние между клетками может быть равным 5 мм.Photocells are installed on the substrate. The solar cell can be an organic or chemical solar cell (eg single crystal solar cell or CIGS or CDTE). Each cell is divided (cut), for example, along, into six parts, to obtain the necessary flexibility, which is necessary to give the panel a fully cylindrical shape. The distance between cells can be equal to 5 mm.

Также между базовой подложкой и положительным контактом слоя панели с фотоэлементами может быть размещена антибликовая подложка.Also, an antiglare substrate can be placed between the base substrate and the positive contact of the panel layer with photocells.

Так как панель имеет круглую форму, то в течение дня работает около 30-50% общей площади цилиндра, а 50% находится в тени. В заявленном решении клетки соединяются между собой последовательным и параллельным соединением, что обеспечивает полное устранение эффекта тени.Since the panel has a round shape, about 30-50% of the total area of the cylinder works during the day, and 50% is in the shade. In the claimed solution, the cells are connected to each other by serial and parallel connection, which ensures the complete elimination of the shadow effect.

В качестве защитного прозрачного покрытия может быть использован акрил, ПВХ или прозрачный стеклянный цилиндр со встроенными рефлекторными элементами, что может увеличивать КПД генерации электроэнергии на 2-5%.Acrylic, PVC or a transparent glass cylinder with built-in reflector elements can be used as a protective transparent coating, which can increase the efficiency of power generation by 2-5%.

В качестве стеклянного цилиндра может быть применено боросиликатное стекло, потому что панель постоянно находится на улице под воздействием различного климата, и при высоком коэффициенте срока службы фотоэлемента в 20-25 лет имеет, необходимо надежное покрытие панели в течение данного срока эксплуатации.Borosilicate glass can be used as a glass cylinder, because the panel is constantly outdoors under the influence of various climates, and with a high solar cell life factor of 20-25 years, it is necessary to reliably cover the panel during this service life.

На акриловый, ПВХ или прозрачный стеклянный цилиндр нанесено нано керамическое покрытие, что дает устойчивость к царапинам, тепло понижение, антипыльные и антистатические свойства.The acrylic, PVC, or clear glass cylinder is coated with a nano-ceramic coating that provides scratch resistance, heat reduction, anti-dust and anti-static properties.

Между защитным прозрачным покрытием и отрицательным контактом слоя панели с фотоэлементами может быть выполнен слой прозрачного клея или силикона.Between the protective transparent coating and the negative contact of the panel layer with photocells, a layer of transparent adhesive or silicone can be made.

Для крепления и фиксации панели на столбе сверху и снизу могут быть использованы соответствующие кольца.Appropriate rings can be used to fasten and fix the panel to the pole at the top and bottom.

Панель после изготовления с задней стороны имеет горизонтальный вывод (junction box) только двух контактов +/- для полноценной работы. Также может быть впаен защитный диод для предотвращения циркуляции электрического тока, что предотвращает нагревание панели.The panel after manufacturing on the back side has a horizontal output (junction box) with only two +/- contacts for full-fledged work. A protective diode can also be soldered in to prevent the circulation of electric current, which prevents the panel from heating up.

Основные преимущества перед аналогами:The main advantages over analogues:

1) Форма панели - цилиндр. Другие используют плоскую панель, четырехугольные вертикальные панели, шестиугольные вертикальные панели. Многогранные формы панелей имеют эффект тени, также производство их панелей является трудоемким и дорогостоящим, так как им необходим цилиндрический каркас.1) The shape of the panel is a cylinder. Others use flat panel, quadrilateral vertical panels, hexagonal vertical panels. The polyhedral shapes of the panels have a shadow effect, and the production of their panels is laborious and expensive, since they require a cylindrical frame.

2) Никто не разделяет (разрезает) солнечный фотоэлемент на части, в том числе на шесть частей, и не соединяет особым образом электрически между собой как сами фотоэлементы, так и соответственно их части, что является инновацией.2) No one separates (cuts) the solar cell into parts, including six parts, and does not electrically connect in a special way both the photocells themselves and, accordingly, their parts, which is an innovation.

Если рассматривать технологические решения аналогов, то они в основном используют аморфный силиконовый фотоэлемент, КПД которого не превышает 8-10% и дает возможность производить фонари уличного света низкой мощности, максимум 80-90W на одну LED лампу. То есть если фонарь будет двурукий, то они вынуждены будут использовать две LED лампы по 45W каждая.If we consider the technological solutions of analogues, they mainly use an amorphous silicone photocell, the efficiency of which does not exceed 8-10% and makes it possible to produce low-power street lights, a maximum of 80-90W per LED lamp. That is, if the flashlight is two-armed, then they will be forced to use two LED lamps of 45W each.

Некоторые производители используют монокристаллический фотоэлемент, но они не разрезают клетку, а сгибают ее на 25% и создают трехрядную панель на алюминиевом каркасе, имея три ряда вертикальных панелей фотоэлементов, что является на 33% ниже емкости их панелей по сравнению с заявленной. Также производство панелей является дорогостоящим.Some manufacturers use a single crystal PV cell, but they don't cut the cage, they bend it 25% and create a three-row panel on an aluminum frame, having three rows of vertical PV panels, which is 33% lower than the capacity of their panels compared to the declared one. Also, the production of panels is expensive.

По сравнению с плоскими панелями заявленное решение не имеет парусный эффект и сохраняет устойчивость при уровне ветра 6 - 7 категории при скорости ветра 50-61 км /ч. КПД - 360 градусов, что позволяет значительно увеличить мощность панели по выработке электроэнергии.Compared to flat panels, the proposed solution does not have a sailing effect and remains stable at wind levels of 6-7 categories at wind speeds of 50-61 km/h. Efficiency - 360 degrees, which can significantly increase the power of the panel to generate electricity.

Кроме того, это решение позволяет реализовать производство солнечных уличных фонарей для магистральных дорог, которые в принципе не может быть реализовано со стандартными плоскими панелями: для получения электроэнергии мощностью 500Вт требуется установить около 2-3 плоских панелей на 1 столб, что увеличит вес конструкции, эффект парусности и т. д.In addition, this solution makes it possible to implement the production of solar street lamps for main roads, which in principle cannot be implemented with standard flat panels: to obtain 500W of electricity, it is required to install about 2-3 flat panels per 1 pole, which will increase the weight of the structure, effect windage, etc.

Благодаря новому технологическому проекту можно установить до 7 панелей на столб со средней мощностью одной панели -110-180Вт.Thanks to the new technological design, it is possible to install up to 7 panels per pole with an average power of one panel of -110-180W.

Также панели аналогов помимо эффекта парусности из-за формы имеют большой вес (около 25-45кг), что также может повлиять на парусность столба, что является небезопасным. В случае автомобильной аварии при столкновении автомобиля со столбом, тяжелый модуль (модули) при падении могут нанести повреждения автотранспорту и находящимся в автомобиле людям. В отличии от таких аналогов заявленная панель весит 10кг, и сама технология производства панели позволяет сворачивать плоский лист в цилиндрическую форму и устанавливать стеклянный цилиндр поверх, что является недорогим, технологически простым и эффективным решением для данного типа продукта.Also, panels of analogues, in addition to the effect of windage due to the shape, have a lot of weight (about 25-45kg), which can also affect the windage of the pole, which is unsafe. In the event of a car accident when a car collides with a pole, a heavy module (s) can cause damage to vehicles and people in the car when falling. Unlike such analogues, the claimed panel weighs 10 kg, and the panel production technology itself allows you to roll a flat sheet into a cylindrical shape and install a glass cylinder on top, which is an inexpensive, technologically simple and effective solution for this type of product.

Для заявленного решения была поставлена задача создать высокоэффективный уличный фонарь, увеличить площадь покрытия поверхности панели солнцем или светом, добиться большего КПД генерации энергии. Так как панель имеет цилиндрическую форму, то обзорность солнцу составляет 360 градусов, поэтому встала задача определить диаметр столба, как выяснилось для столба высотой 16м (максимальная высота применения в уличном освещении), оптимальный внешний диаметр 200-217мм, данный диаметр идеально подходит для парусности столбов, при порывах ветра до VII уровня.For the claimed solution, the task was to create a highly efficient street lamp, increase the area covered by the surface of the panel with the sun or light, and achieve a higher efficiency of energy generation. Since the panel has a cylindrical shape, the visibility to the sun is 360 degrees, so the task was to determine the diameter of the pole, as it turned out for a pole 16m high (maximum height for use in street lighting), the optimal outer diameter is 200-217mm, this diameter is ideal for the windage of the poles , with wind gusts up to level VII.

Если рабочий диаметр равен 200мм, соответственно, чтобы вставить панель во внутрь стеклянного туба, необходимо определить ширину «листа» солнечной панели: D*π=L или 200*3.14=628мм, т.е. ширина панели или основы равна 628мм. Но используется прозрачный материал для покрытия панели, соответственно толщина стенки покрытия (стекло, ПВХ и пр.) равна 5мм по умолчанию соответственно взяли ширину 595мм.If the working diameter is 200mm, respectively, in order to insert the panel inside the glass tube, it is necessary to determine the width of the "sheet" of the solar panel: D*π=L or 200*3.14=628mm, i.e. the width of the panel or base is 628mm. But a transparent material is used to cover the panel, respectively, the wall thickness of the coating (glass, PVC, etc.) is 5mm; by default, the width is 595mm, respectively.

Стандартная солнечная моно/поли силиконовая клетка равна 125ммХ125мм соответственно по ширине листа можем разместить четыре клетки размером 125ммХ125мм, далее по определению хорды, для сгибания мы определили длину хорды равную 20мм.The standard solar mono/poly silicone cage is 125mmX125mm, respectively, according to the width of the sheet, we can place four cages with a size of 125mmX125mm, then by determining the chord, for bending we determined the length of the chord equal to 20mm.

Соответственно 125мм клетку можем разрезать на шесть частей, данная операция дорогостоящая выполняется на специальном лазерном резаке. При разделении на меньшее количество частей уменьшится КПД на 25%, а на большее - увеличится время и трудоемкость изготовления, а также повышается риск брака и получения повреждений клетки.Accordingly, a 125mm cage can be cut into six parts, this expensive operation is performed on a special laser cutter. When divided into a smaller number of parts, the efficiency will decrease by 25%, and for a larger number, the time and labor intensity of manufacturing will increase, and the risk of marriage and cell damage increases.

Расстояние между разделенными частями элемента может быть равным 5мм, в результате чего появилась возможность изогнуть каждый ряд клеток на 45-50%, как следствие, удалось добиться большей емкости панелей, а также КПД, что позволило разрабатывать абсолютно индустриальные решения с использованием 120W LED лампы. К примеру, на один 14 метровый столб возможно установить 4-6 120W LED фонаря. Ни один аналог не может работать с мощными индустриальными лампами, максимум, что предложит рынок, это 60-80W LED фонари. Расстояние между частями фотоэлемента выбрано равным 5 мм, поскольку при получении расстояния меньшем или большем 5 мм будет происходить разрыв контактов.The distance between the separated parts of the element can be equal to 5mm, as a result of which it became possible to bend each row of cells by 45-50%, as a result, it was possible to achieve greater panel capacity, as well as efficiency, which made it possible to develop absolutely industrial solutions using 120W LED lamps. For example, it is possible to install 4-6 120W LED lamps on one 14 meter pole. None of the analogues can work with powerful industrial lamps, the maximum that the market will offer is 60-80W LED lamps. The distance between the parts of the photocell was chosen to be 5 mm, since when a distance of less or more than 5 mm is obtained, the contacts will break.

Схема соединения клеток (ячеек) фотоэлементов между собой и в панели.Scheme of connecting cells (cells) of photocells to each other and in the panel.

В низко точном электричестве (5В, 12В, 24В и т.д.) постоянного тока существует полярность, +/- и два типа соединения это последовательное и параллельное, при последовательном соединении, к примеру, двух элементов, мы имеем: Напряжение=12В⋅2=24В, Ток=5A, Мощность=5Ватт⋅2=10Ватт, а при параллельном соединении: Напряжение=12В=12В, Ток=5A⋅2=10А, Мощность=5Ватт⋅2=10Ватт, т.е. соединением (последовательное или параллельное) можно менять силу тока или напряжение, это позволяет создавать решения или панели различного напряжения и силы тока (мощность остается неизменной суммируется при любом соединении).In low-precision electricity (5V, 12V, 24V, etc.) DC there is polarity, +/- and two types of connection is series and parallel, when two elements are connected in series, for example, we have: Voltage=12V⋅ 2=24V, Current=5A, Power=5W⋅2=10W, and when connected in parallel: Voltage=12V=12V, Current=5A⋅2=10A, Power=5W⋅2=10W, i.e. connection (series or parallel) it is possible to change the current or voltage, this allows you to create solutions or panels of different voltages and currents (the power remains the same and is summed in any connection).

Если взять три элемента (клетки) А, В, и С, подключить их последовательно, то при разрыве соединения в данном случае - это цилиндрическая панель (существует эффект тени “shadow effect”) то происходит разрыв сети, и если клетка В по каким-либо причинам попадет в тень (соединение разрывается), то последовательное соединение разорвет связь между А и С, и из трех элементов работать будет только один С, но если установить параллельное соединение, то при разрыве сети элемент В, элементы А и С продолжат свою работу.If we take three elements (cells) A, B, and C, connect them in series, then when the connection is broken, in this case it is a cylindrical panel (there is a shadow effect), then the network breaks, and if cell B for some reason or for some reason falls into the shadow (the connection is broken), then the serial connection will break the connection between A and C, and out of the three elements only one C will work, but if you establish a parallel connection, then when the network breaks, element B, elements A and C will continue to work .

Стандартная моно/поли силиконовая клетка или элемент (ячейка) 125ммХ125мм имеет следующие параметры:Standard mono/poly silicone cage or element (cell) 125mmX125mm has the following parameters:

Напряжение: 0.5ВVoltage: 0.5V

Ток: 3АCurrent: 3A

Мощность: 1.5ВаттPower: 1.5W

При разрезании элемента (ячейки) на 6 частей (фиг.1) получаем: 0.5В=0.5В, 3А:6=0.5А, 1.5Ватт:6=0.25ВаттWhen cutting the element (cell) into 6 parts (Fig.1) we get: 0.5V=0.5V, 3A:6=0.5A, 1.5Watt:6=0.25Watt

Параметры 1/6 части ячейки:Parameters of 1/6 of the cell:

Напряжение: 0.5ВVoltage: 0.5V

Ток: 0.5АCurrent: 0.5A

Мощность: 0.25ВаттPower: 0.25W

Если соединить все элементы ячеек параллельно, то параметры ячейки не поменяются:If you connect all cell elements in parallel, then the cell parameters will not change:

Напряжение: 0.5ВVoltage: 0.5V

Ток: 3АCurrent: 3A

Мощность: 1.5ВаттPower: 1.5W

А если последовательно:And if in sequence:

Напряжение: 3ВVoltage: 3V

Ток: 0.5АCurrent: 0.5A

Мощность: 1.5ВаттPower: 1.5W

Из фиг.2 мы видим, что у нас на панели 32 ячейки или элемента, если мы соединим все ячейки параллельно, то получимFrom figure 2, we see that we have 32 cells or elements on the panel, if we connect all the cells in parallel, we get

Напряжение: 0.5ВVoltage: 0.5V

Ток: 3А⋅32=96АCurrent: 3A⋅32=96A

Мощность: 1.5Ватт⋅32=48ВаттPower: 1.5W⋅32=48W

А, если последовательно:And if in sequence:

Напряжение: 0.5В⋅32=16ВVoltage: 0.5V⋅32=16V

Ток: 3АCurrent: 3A

Мощность: 1.5Ватт⋅32=48ВаттPower: 1.5W⋅32=48W

Как результат мы можем видеть, что при параллельном соединении у нас низкое напряжение что не позволяет панели нормально функционировать, а при последовательном соединении слишком низкий ток для зарядки аккумуляторов.As a result, we can see that when connected in parallel, we have a low voltage that does not allow the panel to function normally, and when connected in series, the current is too low to charge the batteries.

В связи с этим была разработана смешанная схема соединения 50/50, т.е. первая половина имеет последовательное соединение, вторая половина имеет тоже последовательное между собой соединение, а две половины вместе имеют параллельное соединение, например, в случае с 6 (шестью) частями фотоэлемента их соединение следующее (фиг.1): первые 3 (три) части последовательно соединены между собой, другие 3 (три) также последовательно соединены между собой, а 2 (две) указанные половины по 3 (три) части соединены между собой параллельно, и в случае панели, состоящей из 32 (тридцати двух) элементов, принцип соединения фотоэлементов между собой такой же: одни 16 (шестнадцать) последовательно, другие 16 (шестнадцать) последовательно, 2 (две) указанные половины по 16 (шестнадцать) соединены параллельно, что позволяет исключить эффект тени, плюс повышает показатели по КПД генерации энергии.In this regard, a mixed 50/50 connection scheme was developed, i.e. the first half has a serial connection, the second half also has a serial connection with each other, and the two halves together have a parallel connection, for example, in the case of 6 (six) parts of the photocell, their connection is as follows (Fig.1): the first 3 (three) parts are in series connected to each other, the other 3 (three) are also connected in series, and 2 (two) of these halves of 3 (three) parts are connected to each other in parallel, and in the case of a panel consisting of 32 (thirty-two) elements, the principle of connecting photocells between themselves is the same: one 16 (sixteen) in series, the other 16 (sixteen) in series, 2 (two) of these halves of 16 (sixteen) are connected in parallel, which eliminates the shadow effect, plus increases the efficiency of energy generation.

При таком соединении параметры ячейки (фотоэлемента) следующие:With this connection, the parameters of the cell (photocell) are as follows:

Напряжение: 0.5В⋅3=1.5В (три ячейки два сегмента из 1/6 последовательно)Voltage: 0.5V⋅3=1.5V (three cells two segments of 1/6 in series)

Ток: 0.5А⋅2=1А (2 по 1/3 параллельно)Current: 0.5A⋅2=1A (2 by 1/3 in parallel)

Мощность: 1А⋅1.5В=1.5ВаттPower: 1A⋅1.5V=1.5Watt

При таком соединении параметры панели следующие:With this connection, the panel parameters are as follows:

Напряжение: 1.5В⋅16=24ВVoltage: 1.5V⋅16=24V

Ток: 1А⋅2=2АCurrent: 1A⋅2=2A

Мощность: =48ВаттPower: =48W

Данная структура имеет хорошее напряжение и силу тока.This structure has good voltage and current strength.

Конструкция уличного фонаря, имеющего солнечную панель цилиндрической формы, фотоэлементы которой имеют вышеописанное электрическое соединение между собой, обеспечивают повышение эффективности работы фонаря, позволяют получить фонарь с солнечной панелью с высоким КПД, не имеющего эффекта тени и эффекта парусности, а также являющегося долговечной, надежной и безопасной конструкцией с низкой трудоемкостью изготовления и монтажа/демонтажа, которая может быть применена для магистральных дорог.The design of a street lamp having a solar panel of a cylindrical shape, the photocells of which have the above-described electrical connection between each other, provide an increase in the efficiency of the lamp, make it possible to obtain a lamp with a solar panel with a high efficiency, which does not have a shadow effect and the wind effect, and is also durable, reliable and safe design with low labor intensity of manufacturing and installation/dismantling, which can be applied to main roads.

Для полнофункционального сбора панели нам необходимо поместить панель в цилиндрическую прозрачную тубу, для этой цели во избежание физического или механического повреждения панели и контактов мы нагреваем тубу и саму панель до определенной температуры, что позволит панели быть эластичной, так же и контактам между ячейками. После того как мы поместим панель в тубу материалы охладятся и панель встанет на место, шов между двух концов панель мы загерметизируем резиновым силиконом или эпоксидной смолой, что даст нам герметичность и предотвратит попадание пыли между стеклом и самой панелью.For a fully functional assembly of the panel, we need to place the panel in a cylindrical transparent tube, for this purpose, in order to avoid physical or mechanical damage to the panel and contacts, we heat the tube and the panel itself to a certain temperature, which will allow the panel to be elastic, as well as the contacts between the cells. After we place the panel in the tube, the materials have cooled and the panel is in place, we will seal the seam between the two ends of the panel with rubber silicone or epoxy, which will give us tightness and prevent dust from entering between the glass and the panel itself.

Для крепления и фиксации панели на столбе сверху и снизу могут быть использованы соответствующие два кольца. Кольцо крепления и фиксации панели на различные типы крепления могут быть выполнены из высококачественного полимера по физическим свойствам не имеющего расширения или сужения при воздействии внешних температур. Каждое кольцо состоит из двух половин что позволяет снизить производственную стоимость изготовления и пресса, а также упростить монтаж/демонтаж панели. Установка и проклейка фиксирующих колец осуществляется по обеим сторонам стеклянного цилиндра. Кольца также могут являться защитными крышками от попадания между панелью и стеклом различного мусора и пыли, продлевая срок службы панели и эффективность работы фонаря. Кольца имеют крепления и отверстия под болты для дальнейшего фиксирования панели на крепления и станины. Панель может быть установлена под любым углом, как и на любое крепление.The corresponding two rings can be used to fasten and fix the panel on the pole at the top and bottom. The fastening ring and fixing the panel for various types of fastening can be made of high-quality polymer, which does not have expansion or contraction when exposed to external temperatures due to its physical properties. Each ring consists of two halves, which allows to reduce the production cost of fabrication and press, as well as to simplify the installation / dismantling of the panel. Installation and gluing of fixing rings is carried out on both sides of the glass cylinder. The rings can also act as protective covers to prevent various debris and dust from getting between the panel and the glass, extending the life of the panel and the efficiency of the flashlight. The rings have fasteners and holes for bolts for further fixing the panel to the fasteners and beds. The panel can be installed at any angle, as well as on any fixture.

После установки панели начинается процесс генерации энергии, т.к. 30-50% поверхности панели находится под солнцем, позиция солнце не влияет на качество генерации энергии, поэтому при подсчете генерации электроэнергии мы используем временной коэффициент 10 часов в сутки. Погодные условия так же мало влияют на генерацию энергии, потому что, имея цилиндрическую форму пыль на панели не держится, плюс ко всему прочему мы используем антистатик в роли нано слоя, который не позволяет пыли скапливаться на поверхности прозрачной тубы.After installing the panel, the energy generation process begins, because. 30-50% of the panel surface is under the sun, the position of the sun does not affect the quality of energy generation, so when calculating electricity generation, we use a time factor of 10 hours per day. Weather conditions also have little effect on energy generation, because, having a cylindrical shape, dust does not stick to the panel, plus everything else we use antistatic as a nano layer that does not allow dust to accumulate on the surface of a transparent tube.

В зимний период если снег или обледенение происходит на поверхности панели, то в течение дня панель нагревается в соответствии своих физических свойств 25-40 градусов и снег со льдом сходят в результате чего цилиндрическая форма панели не нуждается в чистке. Параллельно/Последовательное соединение позволяет панели избежать эффекта тени и работать на 100% видимой поверхности или рабочего спектра панели.In winter, if snow or icing occurs on the surface of the panel, then during the day the panel heats up according to its physical properties by 25-40 degrees and the snow and ice melt away, as a result of which the cylindrical shape of the panel does not need to be cleaned. Parallel/Series connection allows the panel to avoid the shadow effect and operate on 100% of the visible surface or operating spectrum of the panel.

Claims (15)

1. Уличный фонарь, характеризующийся тем, что содержит цилиндрический столб, цилиндрическую солнечную панель, установленную на столбе при помощи фиксирующих колец, и светильник, установленный на верхней части столба, причем цилиндрическая солнечная панель состоит из цилиндрической гибкой основы, панели из монокристаллических солнечных фотоэлементов, установленной на основе, цилиндрического прозрачного защитного кожуха, установленного поверх панели, причем каждый монокристаллический солнечный фотоэлемент панели выполнен разделенным на части, а электрическое соединение фотоэлементов между собой выполнено параллельным и последовательным.1. A street lamp, characterized in that it contains a cylindrical pole, a cylindrical solar panel mounted on the pole with fixing rings, and a lamp mounted on the top of the pole, and the cylindrical solar panel consists of a cylindrical flexible base, a panel of monocrystalline solar photocells, installed on the basis of a cylindrical transparent protective casing installed on top of the panel, each single-crystal solar photocell of the panel is made divided into parts, and the electrical connection of the photocells to each other is made in parallel and in series. 2. Уличный фонарь по п.1, характеризующийся тем, что каждый монокристаллический солнечный фотоэлемент панели выполнен разделенным на шесть частей.2. Street lamp according to claim 1, characterized in that each single-crystal solar photocell of the panel is made divided into six parts. 3. Уличный фонарь по п.1, характеризующийся тем, что фотоэлементы первой половины панели соединены между собой последовательно, фотоэлементы второй половины панели соединены между собой также последовательно, а две указанные половины фотоэлементов соединены между собой параллельно.3. A street lamp according to claim 1, characterized in that the photocells of the first half of the panel are connected to each other in series, the photocells of the second half of the panel are also connected to each other in series, and the two halves of the photocells are connected to each other in parallel. 4. Уличный фонарь по п.1, характеризующийся тем, что электрическое соединение частей каждого фотоэлемента панели между собой выполнено последовательным и параллельным.4. A street lamp according to claim 1, characterized in that the electrical connection of the parts of each photocell of the panel to each other is made in series and in parallel. 5. Уличный фонарь по п.4, характеризующийся тем, что части первой половины фотоэлемента соединены между собой последовательно, части второй половины фотоэлемента соединены между собой также последовательно, а две указанные половины фотоэлемента соединены между собой параллельно.5. A street lamp according to claim 4, characterized in that the parts of the first half of the photocell are connected to each other in series, the parts of the second half of the photocell are also connected to each other in series, and the two said halves of the photocell are connected to each other in parallel. 6. Уличный фонарь по п.1, характеризующийся тем, что гибкая основа выполнена из этилентетрафторэтилена или полиэтилентерефталата.6. Street lamp according to claim 1, characterized in that the flexible base is made of ethylene tetrafluoroethylene or polyethylene terephthalate. 7. Уличный фонарь по п.6, характеризующийся тем, что полиэтилентерефталат выполнен электропроводным или с алюминиевой прокладкой для соединения фотоэлементов.7. Street lamp according to claim 6, characterized in that the polyethylene terephthalate is made electrically conductive or with an aluminum gasket for connecting photocells. 8. Уличный фонарь по п.7, характеризующийся тем, что алюминиевая прокладка выполнена слоем в 0.1мм.8. Street lamp according to claim 7, characterized in that the aluminum spacer is made with a layer of 0.1 mm. 9. Уличный фонарь по п.1, характеризующийся тем, что части каждого монокристаллического солнечного фотоэлемента выполнены на расстоянии 5 мм между собой.9. Street lamp according to claim 1, characterized in that the parts of each single-crystal solar photocell are made at a distance of 5 mm from each other. 10. Уличный фонарь по п.1, характеризующийся тем, что цилиндрический прозрачный защитный кожух выполнен из стекла, или акрила, или ПВХ.10. Street lamp according to claim 1, characterized in that the cylindrical transparent protective casing is made of glass, or acrylic, or PVC. 11. Уличный фонарь по п.10, характеризующийся тем, что в качестве стекла использовано боросиликатное стекло.11. A street lamp according to claim 10, characterized in that borosilicate glass is used as the glass. 12. Уличный фонарь по п.1, характеризующийся тем, что дополнительно включает антирефлекторное, антинагревающееся и нанокерамическое покрытия.12. Street lamp according to claim 1, characterized in that it additionally includes anti-reflective, anti-heating and nanoceramic coatings. 13. Уличный фонарь по п.1, характеризующийся тем, что фиксирующие кольца установлены по обеим сторонам цилиндрической солнечной панели. 13. Street lamp according to claim 1, characterized in that the fixing rings are installed on both sides of the cylindrical solar panel. 14. Уличный фонарь по п.1, характеризующийся тем, что фиксирующие кольца выполнены из высококачественного полимера, по физическим свойствам не имеющего расширения или сужения при воздействии внешних температур. 14. A street lamp according to claim 1, characterized in that the fixing rings are made of a high-quality polymer, which, according to physical properties, does not expand or contract when exposed to external temperatures. 15. Уличный фонарь по п.1, характеризующийся тем, что каждое фиксирующее кольцо состоит из двух половин.15. Street lamp according to claim 1, characterized in that each fixing ring consists of two halves.
RU2022124612U 2022-09-19 STREET LIGHT WITH CYLINDRICAL SOLAR PANEL RU216726U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU216726U1 true RU216726U1 (en) 2023-02-22

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101162280B1 (en) * 2010-08-06 2012-07-04 김미지 Street Lamp Using Solar Cell
CN104864351A (en) * 2015-04-29 2015-08-26 珑茜麦候 LED solar street lamp with flexible thin film solar cell bonded to outer surface of lamp pole
RU154975U1 (en) * 2014-11-28 2015-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "Энергокомплекс" OFFLINE STREET LIGHTING
CN204756731U (en) * 2015-04-29 2015-11-11 珑茜麦候 LED solar street lamp that flexible thin -film solar cell bonded at lamp pole surface

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101162280B1 (en) * 2010-08-06 2012-07-04 김미지 Street Lamp Using Solar Cell
RU154975U1 (en) * 2014-11-28 2015-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "Энергокомплекс" OFFLINE STREET LIGHTING
CN104864351A (en) * 2015-04-29 2015-08-26 珑茜麦候 LED solar street lamp with flexible thin film solar cell bonded to outer surface of lamp pole
CN204756731U (en) * 2015-04-29 2015-11-11 珑茜麦候 LED solar street lamp that flexible thin -film solar cell bonded at lamp pole surface

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN215646662U (en) Photoelectric building material with solar energy safe power generation function
CN203893054U (en) Solar street lamp being free of rain and lightning influences
CN204005711U (en) A kind of multifuctional solar lighting device
CN101227158A (en) Automatic tracking type solar generator
CN104061525A (en) Solar illumination device
CA2123752C (en) A photovoltaic system using reflected solar rays of the surroundings and methods therefor, to dispose of snow, frost and ice
CN201475850U (en) Solar photoelectric lamp box
CN205610519U (en) Possesses photovoltaic power generation device that solar energy automatic tracking adjusted
KR20130022230A (en) Greenhouse with solar cell
CN203590122U (en) Wind-solar complementary solar power generation system
RU216726U1 (en) STREET LIGHT WITH CYLINDRICAL SOLAR PANEL
CN210771838U (en) Energy-saving LED solar street lamp
CN205596057U (en) Photovoltaic bicycle shed
CN206929701U (en) A kind of environmentally friendly Multifunctional LED spotlight
CN215530311U (en) Photovoltaic glass greenhouse
KR101162280B1 (en) Street Lamp Using Solar Cell
CN210518165U (en) Solar cell panel with high conversion efficiency
CN205453599U (en) Solar battery board
CN211925623U (en) New-energy rainproof energy-saving lamp
CN113078874A (en) Power generation optimization method considering clean energy
CN208608959U (en) Solar cell module
CN205422132U (en) Use organic photovoltaic cell's tent
CN106847949B (en) A kind of photovoltaic solar cell component
CN105674763A (en) Solar cooling tower
CN205596055U (en) Intelligence photovoltaic integration bicycle shed