RU219161U1 - Устройство для установки фотоэлектрических модулей солнечной электростанции в условиях вечной мерзлоты и Крайнего Севера - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области гелиотехники и может быть использована для размещения фотоэлектрических модулей в блоках солнечных электростанций в условиях вечной мерзлоты. Устройство для установки фотоэлектрических модулей солнечной электростанции в условиях вечной мерзлоты и Крайнего Севера включает основание, выполненное с возможностью его установки на цельном ленточном фундаменте и состоящее из сварной металлоконструкции из труб и двутавров, соединенных между собой через швеллеры. Устройство для установки фотоэлектрических модулей солнечной электростанции в условиях вечной мерзлоты и Крайнего Севера также содержит стойку, поворотно-опорную раму и винтовой механизм регулировки. Стойка состоит из двух сварных металлических прямоугольных треугольников, выполненных из металлических уголков. Каждый сварной металлический прямоугольный треугольник стойки, выполненный из металлических уголков, имеет боковой верхний и боковой нижний уголки. Соединение между боковым верхним и боковым нижним уголками выполнено через стальной лист. С задней стороны стойки установлено крестообразное ребро жесткости из трех уголков, соединенных между собой по центру сваркой через металлическую пластину. Поворотно-опорная рама представляет собой сварной металлический прямоугольник из уголков, с внутренней стороны с двумя поперечными уголками связи и диагональным ребром жесткости. Винтовой механизм регулировки включает корпус цилиндрической формы с разнонаправленной резьбой на противоположных концах, в который с двух сторон установлены стержни с разнонаправленной резьбой. Винтовой механизм регулировки установлен через кронштейны с одной стороны на заднюю часть поворотно-опорной рамы, а с другой стороны – на основание. Винтовой механизм регулировки выполнен с возможностью регулировки углового положения поворотно-опорной рамы, на которой установлены фотоэлектрические модули. Технический результат заключается в снижении трудоемкости при строительстве, модернизации и эксплуатации солнечных электростанций повышенной производительности в условиях Крайнего Севера с исключением оттайки вечномерзлых грунтов в местах установки солнечных электростанций.6 ил.

Description

Область техники

Полезная модель относится к области гелиотехники и может быть использована для фиксации и размещения фотоэлектрических модулей в солнечных электростанциях.

Уровень техники

Известна «Опора стола для установки модулей солнечных батарей», содержащая вертикальную стойку, которая заглубляется в земляное полотно. В верхней части вертикальной стойки закреплена поперечная балка. В средней части вертикальной стойки и нижней части поперечной балки посредством болтового соединения установлен укос (патент на полезную модель RU 170174 U1).

Известна «Опора стола для установки модулей солнечных батарей» (патент на полезную модель RU 170106 U1).

Недостатком известных конструкций является то, что в условиях Крайнего Севера возникает:

необходимость применения буровой техники в строительстве. Проведение буровых работ требует доставку буровой техники в районы Крайнего Севера, доставка спецтехники осуществляется сезонно навигацией, в отдаленные объекты автозимником;

выпучивание вертикальной стойки стола в условиях вечной мерзлоты. Предусмотренные варианты исполнения свай не винтовые и имеют незначительную глубину установки сваи, в данном случае ежегодно будет происходить выпучивание конструкции, что приведет к деформации конструкций, в крайнем случае выходу из строя фотоэлектрических модулей;

низкий диапазон регулировки наклона фотоэлектрических модулей. В целях повышения эффективности работы фотоэлектрических модулей в условиях Крайнего Севера, необходимо предусматривать широкий диапазон сезонной регулировки наклона конструкций фотоэлектрических модулей.

Известно «Устройство ориентирования солнечной батареи» (патент на изобретение RU 2723786 C1). Недостатками применения данного изобретения в условиях в условиях вечной мерзлоты и Крайнего Севера являются

наличие понижающих редукторов, в осенне-зимний период при температурах ниже -40°С (ноябрь, декабрь, январь, февраль, март), данные механизмы не будут работать;

площадь затенения, системы ориентирования солнечной батареи за счет наличия ориентирования затеняют в разы большие площади и требуют большую площадь для размещения устройств;

система ориентирования на базе вычисления точки максимальной выработки определяемой вольтметрами и амперметрами, данная система при пасмурных погодах работает некорректно и ненадежно;

датчики положения устройства на базе потенциометров, потенциометры являются крайне ненадежными, по причине частого выход из строя и не точности;

количество ФЭМ на устройство, данное изобретение не предназначено для производственных мощностей;

наличие электродвигателей, датчиков, контроллеров и вращающихся элементов требует ежегодного технического обслуживания;

отсутствие фундамента, за счет незначительного веса и особенности опорной конструкции в условиях вечномерзлых грунтов произойдет опрокидывание.

Известен «Модульный подвижный солнечный генератор» (патент на изобретение RU 2723786 C1). Недостатками применения данного изобретения являются:

изобретение не пригодно для эксплуатации в стационарное системе электроснабжения;

высокая стоимость и экономически не окупаемая конструкция;

изобретение не пригодно для эксплуатации в локальной системе электроснабжения за счет автономного режима работы;

по причине наличия гидравлической системы, изобретение не предназначено для эксплуатации в условиях Крайнего Севера;

наличие системы накопления электрической энергии, в условиях Крайнего Севера требует обогрева в период отрицательных температур, определенные изобретением технические параметры не обеспечивают автономный электрообгрев, что тоже исключает вариант эксплуатации в условиях Крайнего Севера.

Раскрытие сущности полезной модели

Техническим результатом заявленной полезной модели является снижение трудоемкости при строительстве, модернизации и эксплуатации солнечных электростанций повышенной производительности в условиях Крайнего Севера с исключением оттайки вечномерзлых грунтов в местах установки солнечных электростанций.

Технический результат достигается за счет того, что при строительстве, модернизации и эксплуатации солнечных электростанций применяют устройство для установки фотоэлектрических модулей солнечной электростанции в условиях вечной мерзлоты и Крайнего Севера, включающее цельный ленточный фундамент, выполненный без применения буровых работ и использованием технологии отсыпки, на который установлено основание, состоящее из сварной металлоконструкции из труб и двутавров, соединенных между собой швеллером; при этом устройство для установки фотоэлектрических модулей солнечной электростанции в условиях вечной мерзлоты и Крайнего Севера содержит стойку, состоящую из двух сварных металлических прямоугольных треугольников, выполненных из металлических уголков, при этом с задней стороны стойки устоновлено крестообразное ребро жесткости из трех уголков, соединенных между собой по центру сваркой через металлическую пластину; поворотно-опорную раму, представляющую собой сварной металлический прямоугольник из уголков, с внутренней стороны с двумя поперечными уголками связи и диагональным ребром жесткости; винтовой механизм регулировки, включающий корпус цилиндрической формы с разнонаправленной резьбой на противоположных концах, в который с двух сторон установлены стержни с разнонаправленной резьбой.

Производство буровых работ в условиях вечной мерзлоты и Крайнего Севера усложняется следующими факторами:

несет высокие риски оттайки слоев вечномерзлых грунтов, проседания почвы, с последующим образованием болота;

дефицит автопарка буровой спецтехники;

-сезонная и дорогая доставка спецтехники на Крайний Север.

Применение заявленного устройства обеспечивает снижение трудоемкости при строительстве, модернизации и эксплуатации солнечных электростанций повышенной производительности в условиях Крайнего Севера с исключением оттайки вечномерзлых грунтов в местах установки солнечных электростанций. Повышение производительности солнечной электростанции обеспечивается за счет применения винтового механизма, регулирующего наклон угла поворотно-опорной рамы в зависимости сезона.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показано устройство для установки фотоэлектрических модулей солнечной электростанции в условиях вечной мерзлоты и Крайнего Севера.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения:

1. Поворотно-опорная рама;

2. Стойка;

3. Основание;

4. Винтовой механизм регулировки;

5. Подкос;

а - Зимнее положение;

б - Летнее положение.

На фиг. 2 представлены виды спереди, слева и сверху поворотно-опорной рамы.

На фиг. 3 представлены виды спереди, слева и сверху стойки.

На фиг. 4 представлен винтовой механизма регулировки угла наклона поворотно-опорной рамы.

На фиг. 4 приняты следующие обозначения:

6. Корпус;

7. Стержень.

На фиг. 5 представлен вид сверху основания.

На фиг. 6 представлен пример установки фотоэлектрических модулей солнечной электростанции с использованием заявленной полезной модели.

На фиг. 6 приняты следующие обозначения:

8. Цельный ленточный фундамент.

Осуществление полезной модели

На площадке, выбранной для установки солнечной электростанции отсыпается слой песчано-гравийной смеси высотой 30 см, уплотняется и выполняется вертикальная планировка установки заявленного устройства.

На подготовленную поверхность устанавливают основание 3 (фиг. 1, 5), для чего применяют трубы ∅159×6 ГОСТ 10704-91 длиной по 6 метров. На трубы выполняют монтаж двутавров Т30 ГОСТ 2839-89 через швеллеры С16У ГОСТ 8240-97 С255 ГОСТ27772-2015. Стыковку элементов основания 3 (фиг. 1) выполняют электросваркой, в соответствии с требованиями СНиП 3.03.01-87. Длина швеллера зависит от мощности солнечной электростанции.

На основание 3 (фиг. 1) через 4 опорных листах размером 25×25 см 14×250 ГОСТ 19903-2015 С255 ГОСТ 27772-2015 устанавливают стойку 2 (фиг. 1). Количество стоек 2 (фиг. 1) принимается в соответствии с мощностью солнечной электростанции.

Поворотно-опорная рама 1 (фиг. 1, 2) через два болтовых соединения установлена на стойку 2 (фиг. 1) (фиг. 3). Для установки поворотно-опорной рамы 1 (фиг. 1,. 2) на стойку 2 (фиг. 1, 3) и увеличения жесткости конструкции стойки 2 (фиг. 1) соединение боковых верхнего и нижнего уголков выполняется через стальной лист 8×155 ГОСТ 19903-74 С255 ГОСТ 27772-88*.

Винтовой механизм регулировки 4 (фиг. 1, 4) установлен с помощью болтов M10×50 на заднюю часть поворотно-опорной рамы 1 (фиг. 1) с одной стороны и с другой стороны на основание 3 (фиг. 1) через кронштейны. Для установки винтового механизма регулировки 4 (фиг. 1) на стойке 2 (фиг. 1) и на основании 3 (фиг. 1) предусмотрены монтажные проушины, выполненные из уголков 50×5 ГОСТ 8509-93 С255 ГОСТ 27772-88* с отверстиями ∅12 мм. Схема установки винтового механизма регулировки приведена на фиг. 4.

На поворотно-опорную раму 1 (фиг. 1) устанавливают 4 фотоэлектрические модули в вертикальном положении. Установку фотоэлектрических модулей рекомендуются выполнять с помощью любых типовых монтажных зажимов. Угловое положение поворотно-опорной рамы 1 (фиг. 1) регулируется с помощью винтового механизма 4 (фиг. 1) в зависимости от сезона. В зимнее время, при низком уровне солнца, угол поворотно-опорной рамы 1 (фиг. 1) устанавливается на 70° (фиг. 1а), а в весенне-летний период, при высоком уровня солнца, угол поворотно-опорной рамы 1 (фиг. 1) устанавливается 40-45° (фиг. 1б). После установки винтовым механизмов регулировки 1 (фиг. 1) зимнего положения, поворотно-опорная рама 1 (фиг. 1) в верхней части фиксируется на верхние углы стойки 2 (фиг. 1) с помощью подкосов 5 (фиг. 1), выполненных из уголков 50×5 ГОСТ 8509-93 С255 ГОСТ 27772-88*, что позволяет уменьшить количество винтовых механизмов регулировки 4 (фиг. 1. Подкосы 5 (фиг. 1) устанавливаются на поворотно-опорную раму 4 (фиг. 1) и стойку 2 (фиг. 1) через болтовое соединение. В летнее время, подкос 5 (фиг. 1) демонтируется, и поворотно-опорная рама 4 (фиг. 4) фиксируется на стойке 2 (фиг. 1) через болтовое соединение.

Заявленное устройство выполняется из высоколегированного металлопроката и собрано путем электросварного соединения. Изготовление металлоконструкций производится в соответствии с СП53-101-98 «Изготовление и контроль качества стальных строительных конструкций» Монтаж металлических конструкций выполняется в соответствии с СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции».

Антикоррозионная защита заявленного устройства выполняется согласно указаниям СП 28.13330.2012 «Защита конструкций от коррозии». Металлоконструкции окрашиваются в два слоя лака ПФ-170 по ГОСТ 15907-70 с алюминиевой пудрой (10-15%) по грунтовке ГФ-017 по ТУ 6-27-7-8.

Claims (1)

1. Устройство для установки фотоэлектрических модулей солнечной электростанции в условиях вечной мерзлоты и Крайнего Севера, включающее основание, выполненное с возможностью его установки на цельном ленточном фундаменте и состоящее из сварной металлоконструкции из труб и двутавров, соединенных между собой через швеллеры; при этом устройство для установки фотоэлектрических модулей солнечной электростанции в условиях вечной мерзлоты и Крайнего Севера содержит стойку, состоящую из двух сварных металлических прямоугольных треугольников, выполненных из металлических уголков, причем каждый сварной металлический прямоугольный треугольник стойки, выполненный из металлических уголков, имеет боковой верхний и боковой нижний уголки, при этом соединение между боковым верхним и боковым нижним уголками выполнено через стальной лист, при этом с задней стороны стойки установлено крестообразное ребро жесткости из трех уголков, соединенных между собой по центру сваркой через металлическую пластину; поворотно-опорную раму, представляющую собой сварной металлический прямоугольник из уголков, с внутренней стороны с двумя поперечными уголками связи и диагональным ребром жесткости; винтовой механизм регулировки, включающий корпус цилиндрической формы с разнонаправленной резьбой на противоположных концах, в который с двух сторон установлены стержни с разнонаправленной резьбой, при этом винтовой механизм регулировки установлен через кронштейны с одной стороны на заднюю часть поворотно-опорной рамы, а с другой стороны – на основание, при этом винтовой механизм регулировки выполнен с возможностью регулировки углового положения поворотно-опорной рамы, на которой установлены фотоэлектрические модули.

Images