RU2655105C1 - Солнечная электростанция - Google Patents
Солнечная электростанция Download PDFInfo
- Publication number
- RU2655105C1 RU2655105C1 RU2017122785A RU2017122785A RU2655105C1 RU 2655105 C1 RU2655105 C1 RU 2655105C1 RU 2017122785 A RU2017122785 A RU 2017122785A RU 2017122785 A RU2017122785 A RU 2017122785A RU 2655105 C1 RU2655105 C1 RU 2655105C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- control unit
- unit
- power plant
- Prior art date
Links
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S20/00—Supporting structures for PV modules
- H02S20/30—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
- H02S20/32—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment specially adapted for solar tracking
-
- 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
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к установкам, непрерывно следящим за Солнцем, и может быть использовано для питания потребителей в районах ненадежного электроснабжения. Технический результат заключается в повышении мощности солнечной электростанции. Солнечная электростанция содержит корпус с размещенной на его верхней поверхности фотоэлектрической панелью, соединенной с блоком управления, размещенным внутри корпуса электростанции, выход которого подключен к входу инвертора, выход которого является выходом устройства. Солнечная станция дополнительно содержит фокусирующий узел, подвижный в азимутальной и зенитальной плоскостях, включающий в себя линзу Френеля, соединенную световодом с фотоэлектрической панелью. Блок управления содержит контроллер заряда, вход которого является входом блока управления, к которому подключена фотоэлектрическая панель, а его выход подключен к входу блока аккумуляторных батарей, выход которого является выходом блока управления. Блок управления дополнительно содержит узел слежения за положением Солнца, выполненный в виде микропроцессорной системы, силовые выходы которой подключены к двигателям, связанным механическими передачами с фокусирующим узлом, а к ее измерительному входу подключен фотоэлектрический датчик, закрепленный на линзе. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области солнечной энергетики, а именно к установкам, непрерывно следящим за Солнцем, и может быть использовано для питания потребителей, например, в районах ненадежного электроснабжения.
Из уровня техники известен интеллектуальный автономный источник питания (RU 168024 U1, МПК H02J 7/35, опубл. 17.02.2017), включающий цилиндрическую солнечную батарею из двух солнечных элементов, к которой присоединен блок заряда аккумулятора, к которому присоединен аккумулятор. Отличает устройство от известных то, что выходы цилиндрической солнечной батареи и аккумулятора соединены со входами информационно-управляющего блока, имеющего, кроме этого, внешние вход/выход, и входом стабилизирующего преобразователя, выход которого соединен с одним из входов информационно-управляющего блока, выход которого, в свою очередь, соединен с управляющим входом стабилизирующего преобразователя.
Недостатком известного технического решения является его низкая технологичность, вследствие сложности изготовления солнечной батареи цилиндрической формы.
Наиболее близким к заявленному изобретению и выбранным в качестве прототипа признана автономная система электроснабжения на основе солнечной фотоэлектрической установки (RU 2479910 C1, МПК H02J 7/35, F24J 2/00, H01L 31/00, опубл. 20.04.2013), которая содержит замкнутую цепь из последовательно соединенных солнечной фотоэлектрической установки, контроллера заряда, блока аккумуляторных батарей, инвертора, блока сбора и обработки данных, потребителя мощности. Система дополнительно содержит узел слежения за солнцем, включающий в себя приводы слежения за положением Солнца в азимутальной и зенитальной плоскостях.
Недостатком системы является ее низкая мощность, вследствие отсутствия в ее конструкции оптического узла, обеспечивающего равномерное освещение фотоэлектрической панели потоком солнечного света.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение мощности солнечной электростанции.
Указанная задача решена тем, что солнечная электростанция содержит корпус, с размещенной на его верхней поверхности фотоэлектрической панелью, соединенной с блоком управления, размещенным внутри корпуса электростанции, выход которого подключен к входу инвертора, выход которого является выходом устройства.
Отличает электростанцию от известных то, что дополнительно она содержит фокусирующий узел, подвижный в азимутальной и зенитальной плоскостях, включающий в себя линзу Френеля, соединенную световодом с фотоэлектрической панелью, а блок управления содержит контроллер заряда, вход которого является входом блока управления, к которому подключена фотоэлектрическая панель, а его выход подключен к входу блока аккумуляторных батарей, выход которого является выходом блока управления. Блок управления дополнительно содержит узел слежения за положением Солнца, выполненный в виде микропроцессорной системы, силовые выходы которой подключены к двигателям, связанным механическими передачами с фокусирующим узлом, а к ее измерительному входу подключен фотоэлектрический датчик, закрепленный на линзе.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым раскрытой выше совокупностью конструктивных признаков устройства, является повышение мощности солнечной электростанции, за счет применения в ее конструкции фокусирующего узла и наличием в составе блока управления узла слежения за положением Солнца. Дополнительным техническим результатом является возможность сбора статистических данных об уровнях освещенности фотоэлектрической панели с помощью микропроцессорной системы узла слежения.
Конструкция солнечной электростанции поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан внешний вид солнечной электростанции, на фиг. 2 представлена упрощенная схема фокусирующего узла, а на фиг. 3 - структурная схема микропроцессорной системы узла слежения за положением Солнца.
Солнечная электростанция устроена следующим образом.
Ее основой является корпус 1, с размещенной на его верхней поверхности фотоэлектрической панелью 2, соединенной с блоком управления 5, размещенным внутри корпуса 1 электростанции, выход которого подключен к входу инвертора 4, выход которого является выходом устройства.
Кроме перечисленных конструктивных элементов электростанция содержит фокусирующий узел 5, включающий в себя линзу Френеля 6, соединенную световодом 7 с фотоэлектрической панелью 2. Блок управления 3 содержит контроллер заряда 8, вход которого является входом блока управления 3, к которому подключена фотоэлектрическая панель, а его выход подключен к входу блока аккумуляторных батарей 9, выход которого является выходом блока управления 3. Блок управления дополнительно содержит узел слежения за положением Солнца 10, выполненный в виде микропроцессорной системы, силовые выходы 11 и 12 которой подключены к двигателям (на фигурах условно не показаны), связанным механическими передачами с фокусирующим узлом 5, а к ее измерительному входу 13 подключен фотоэлектрический датчик 14, закрепленный на линзе.
Микропроцессорная система включает в себя микроконтроллер 15, например AVR ATMega128, содержащий RISC-микропроцессор 16 с регистрами общего назначения и встроенной памятью данных, подключенный к FLAH-памяти программ 17, соединенный общей шиной с четырьмя универсальными двунаправленными портами ввода-вывода 18, 19, 20 и 21, аналого-цифровым преобразователем 22, блоком электрически перепрограммируемой энергонезависимой памяти 23 и универсальным синхронно-асинхронным приемо-передатчиком 24. При этом измерительный вход 13 блока управления подключен к аналого-цифровому преобразователю 22, первый порт ввода-вывода 18 соединен с силовым выходом 11, подключенным к первому двигателю, обеспечивающему ориентацию фокусирующего узла в азимутальной плоскости, второй порт ввода-вывода 19 соединен с силовым выходом 12, подключенным ко второму двигателю, обеспечивающему ориентацию фокусирующего узла в зенитальной плоскости, а третий и четвертый порты ввода-вывода 20 и 21 подключены соответственно к блоку индикации 25 и блоку ввода данных 26. Блок индикации может быть выполнен, например, в виде TFT-дисплея, а блок ввода данных - в виде кнопочной клавиатуры, содержащей, по крайней мере, шестнадцать клавиш.
Работает солнечная электростанция следующим образом.
Первоначально ее собирают, устанавливая фотоэлектрическую панель 2 на корпусе 1 и подключая ее к блоку управления 3, а его, в свою очередь, к инвертору 4. Загружают в память программ 17 микроконтроллера 15 микропроцессорной системы узла слежения за положением Солнца 10 программу управления двигателями узла слежения, подключают силовые выходы 11 и 12 к упомянутым двигателям, а к измерительному входу - фотоэлектрический датчик 13. После этих действий фокусирующий узел 5 размещают на открытом, максимально освещенном Солнцем пространстве и соединяют с фотоэлектрической панелью 2 световодом 7. Далее электростанцию включают, при этом микропроцессорная система узла слежения за положением Солнца 5, измеряя с помощью фотоэлектрического датчика 13 уровень освещенности, управляет двигателями фокусирующего узла, обеспечивая тем самым максимально возможную степень освещения линзы.
Одновременно с этим микропроцессорная система выводит на блок индикации текущие координаты точки небесной сферы, на которую направлен фокусирующий узел, а также измеренную с помощью аналого-цифрового преобразователя 22 величину уровня освещенности фотоэлектрической панели 2. Для сбора статистических данных, необходимых для оценки эффективности работы солнечной электростанции, измеренные параметры могут быть сохранены в электрически перепрограммируемой энергонезависимой памяти 23 и переданы для дальнейшей обработки на персональный компьютер с помощью универсального синхронно-асинхронного приемо-передатчика 24.
Claims (4)
1. Солнечная электростанция, содержащая корпус с размещенной на его верхней поверхности фотоэлектрической панелью, соединенной с блоком управления, размещенным внутри корпуса электростанции, выход которого подключен к входу инвертора, выход которого является выходом устройства, отличающаяся тем, что дополнительно она содержит фокусирующий узел, подвижный в азимутальной и зенитальной плоскостях, включающий в себя линзу Френеля, соединенную световодом с фотоэлектрической панелью, а блок управления содержит контроллер заряда, вход которого является входом блока управления, к которому подключена фотоэлектрическая панель, а его выход подключен к входу блока аккумуляторных батарей, выход которого является выходом блока управления; при этом блок управления дополнительно содержит узел слежения за положением Солнца, выполненный в виде микропроцессорной системы, силовые выходы которой подключены к двигателям, связанным механическими передачами с фокусирующим узлом, а к ее измерительному входу подключен фотоэлектрический датчик, закрепленный на линзе.
2. Солнечная электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что микропроцессорная система включает в себя микроконтроллер, содержащий RISC-микропроцессор с регистрами общего назначения и встроенной памятью данных, подключенный к FLASH-памяти программ, соединенный общей шиной с четырьмя универсальными двунаправленными портами ввода-вывода, аналого-цифровым преобразователем, блоком энергонезависимой памяти и универсальным синхронно-асинхронным приемо-передатчиком.
3. Солнечная электростанция по п. 2, отличающаяся тем, что измерительный вход блока управления подключен к аналого-цифровому преобразователю, первый порт ввода-вывода соединен с силовым выходом, подключенным к первому двигателю, обеспечивающему ориентацию фокусирующего узла в азимутальной плоскости, второй порт ввода-вывода соединен с силовым выходом, подключенным ко второму двигателю, обеспечивающему ориентацию фокусирующего узла в зенитальной плоскости, а третий и четвертый порты ввода-вывода подключены, соответственно, к блоку индикации и блоку ввода данных.
4. Солнечная электростанция по п. 3, отличающаяся тем, что блок индикации выполнен в виде TFT-дисплея, а блок ввода данных – в виде кнопочной клавиатуры, содержащей шестнадцать клавиш.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017122785A RU2655105C1 (ru) | 2017-06-27 | 2017-06-27 | Солнечная электростанция |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017122785A RU2655105C1 (ru) | 2017-06-27 | 2017-06-27 | Солнечная электростанция |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2655105C1 true RU2655105C1 (ru) | 2018-05-23 |
Family
ID=62202665
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017122785A RU2655105C1 (ru) | 2017-06-27 | 2017-06-27 | Солнечная электростанция |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2655105C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2764866C1 (ru) * | 2021-06-29 | 2022-01-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Солнечная фотоэлектрическая станция и способ ее ориентации |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2121632C1 (ru) * | 1997-03-13 | 1998-11-10 | Тверьянович Эдуард Владимирович | Устройство, концентрирующее солнечное излучение |
RU2286517C1 (ru) * | 2005-02-21 | 2006-10-27 | Жорес Иванович Алферов | Солнечная фотоэлектрическая установка |
RU2476783C1 (ru) * | 2011-07-19 | 2013-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказская государственная гуманитарно-технологическая академия" | Солнечная энергетическая установка |
RU2479910C1 (ru) * | 2011-10-14 | 2013-04-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Автономная система электроснабжения на основе солнечной фотоэлектрической установки |
US20140338724A1 (en) * | 2010-02-09 | 2014-11-20 | Raymond Tan | Compact LCPV solar electric generator |
-
2017
- 2017-06-27 RU RU2017122785A patent/RU2655105C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2121632C1 (ru) * | 1997-03-13 | 1998-11-10 | Тверьянович Эдуард Владимирович | Устройство, концентрирующее солнечное излучение |
RU2286517C1 (ru) * | 2005-02-21 | 2006-10-27 | Жорес Иванович Алферов | Солнечная фотоэлектрическая установка |
US20140338724A1 (en) * | 2010-02-09 | 2014-11-20 | Raymond Tan | Compact LCPV solar electric generator |
RU2476783C1 (ru) * | 2011-07-19 | 2013-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказская государственная гуманитарно-технологическая академия" | Солнечная энергетическая установка |
RU2479910C1 (ru) * | 2011-10-14 | 2013-04-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Автономная система электроснабжения на основе солнечной фотоэлектрической установки |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2764866C1 (ru) * | 2021-06-29 | 2022-01-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Солнечная фотоэлектрическая станция и способ ее ориентации |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sawant et al. | Design and analysis of automated dual axis solar tracker based on light sensors | |
Afarulrazi et al. | Solar tracker robot using microcontroller | |
Oh et al. | Development and performance analysis of a two‐axis solar tracker for concentrated photovoltaics | |
Das et al. | Design and experimental execution of a microcontroller (μC)‐based smart dual‐axis automatic solar tracking system | |
Das et al. | Microcontroller based automatic solar tracking system with mirror booster | |
MY186150A (en) | Solar power generation system | |
RU2655105C1 (ru) | Солнечная электростанция | |
Haryanti et al. | Development of two axis solar tracking using five photodiodes | |
Aldair et al. | Design and Implementation of Neuro-Fuzzy Controller Using FPGA for Sun Tracking System. | |
Singh et al. | Efficient autonomous solar energy harvesting system utilizing dynamic offset feed mirrored parabolic dish integrated solar panel | |
RU124440U1 (ru) | Солнечная фотоэлектрическая установка | |
Jin et al. | A sun tracking system design for a large dish solar concentrator | |
Atia et al. | Solar cell curves measurement based on LabVIEW microcontroller interfacing | |
Pineda et al. | Design and implementation of sun tracker prototype for solar module positioning | |
del Rosario et al. | Optimization of a small scale dual-axis solar tracking system using Nanowatt technology | |
Echendu et al. | Design and Implementation of an Off-Grid Solar Tracker Control System using Proteus Version 8.1 | |
Bhote et al. | Implementation of dual axis solar tracker model by using microcontroller | |
Chogueur et al. | Smart sun tracking system | |
Mahmood et al. | Design and implementation of smart relay based two-axis sun tracking system | |
Jankar et al. | Maximum utilization of solar (renewable energy) by using multiple sensor technology | |
Khanduri et al. | Implementation of solar time based sun tracking systems for mobile platforms and smart cities | |
Cotfas et al. | System design to study hybrid systems in concentrated light using Fresnel lens | |
Sgârciu et al. | Maximum energy efficiency on photovoltaic solar panels by using an innovative solar tracker | |
CN103354449B (zh) | 一种聚光式逐光光电开关 | |
Schuss et al. | Evaluating ambient conditions for solar chargers with the help of sensors on smartphones |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200723 |