RU2699242C2 - Способ генерации переменного тока солнечными батареями - Google Patents

Способ генерации переменного тока солнечными батареями Download PDF

Info

Publication number
RU2699242C2
RU2699242C2 RU2017128230A RU2017128230A RU2699242C2 RU 2699242 C2 RU2699242 C2 RU 2699242C2 RU 2017128230 A RU2017128230 A RU 2017128230A RU 2017128230 A RU2017128230 A RU 2017128230A RU 2699242 C2 RU2699242 C2 RU 2699242C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solar
alternating current
brush
generating
solar batteries
Prior art date
Application number
RU2017128230A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017128230A3 (ru
RU2017128230A (ru
Inventor
Валерий Степанович Галущак
Станислав Александрович Петренко
Original Assignee
Валерий Степанович Галущак
Станислав Александрович Петренко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валерий Степанович Галущак, Станислав Александрович Петренко filed Critical Валерий Степанович Галущак
Priority to RU2017128230A priority Critical patent/RU2699242C2/ru
Publication of RU2017128230A3 publication Critical patent/RU2017128230A3/ru
Publication of RU2017128230A publication Critical patent/RU2017128230A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2699242C2 publication Critical patent/RU2699242C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • 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
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/32—Electrical components comprising DC/AC inverter means associated with the PV module itself, e.g. AC modules
    • 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
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/36—Electrical components characterised by special electrical interconnection means between two or more PV modules, e.g. electrical module-to-module connection
    • 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
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано при организации электроснабжения потребителей электроэнергией на переменном токе от солнечных батарей, а также при строительстве промышленных солнечных электростанций. Техническим результатом является создание прямого способа генерации переменного тока солнечными батареями без использования дорогостоящих инверторов и создания сложных схем преобразователей рода тока. В способе генерации переменного тока солнечными батареями используют блок солнечных батарей, содержащий как минимум две солнечные батареи, которые подключают встречно по отношению к друг другу и соединяют тыльными сторонами друг к другу, закрепляют на продольной оси, имеющей щеточно-коллекторный аппарат, к кольцам которого присоединены выводы солнечных батарей, получающие вращение от приводного двигателя, вращающего ось, при этом кольца щеточно-коллекторного аппарата являются выходом шин выдачи мощности солнечной батареи, генерирующей переменный ток. 2 ил.
.

Description

Область техники
Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к способам генерирования электрической энергии путем преобразования видимого света например, солнечного излучения, характеризуемые особыми средствами взаимодействия между двумя или более фотоэлектрическими модулями, например электрическое соединение модуль-с-модулем. Оно может быть использовано при организации электроснабжения потребителей электроэнергией на переменном токе от солнечных батарей, а также при строительстве промышленных солнечных электростанций.
Уровень техники
Известен преобразователь солнечной энергии - устройство которое обеспечивает передачу энергии из солнечных батарей в сеть за счет того, что входной тест-ключ периодически отключается на короткое время, в течение которого измеряется напряжение холостого хода солнечной батареи. В зависимости от результатов этих измерений микропроцессор изменяет модуляцию длительности импульсов, управляющих транзистором регулятора. Таким образом, преобразователь солнечной энергии в электрическую обладает относительно высоким КПД и соответственно меньшей стоимостью. (патент РФ №95915 МПК Н02Н 1/06, опубликовано 10.07.2010. Бюл. 19). Недостатком такого устройства является несформированность переменного тока и напряжения.
Известна электроэнергетическая система на возобновляемых источниках энергии которая содержит два генератора, два выпрямителя, аккумуляторную батарею, инвертор, три контроллера заряда, солнечные панели, две системы управления, регулятор балласта, балластную нагрузку, а также датчики ветра, воды, температуры и солнечной радиации, при этом вход первого генератора соединен с ветродвигателем, а выход первого генератора с первым выпрямителем, вход второго генератора соединен с гидротурбиной, а выход второго генератора связан со вторым выпрямителем, датчики ветра, воды, температуры и солнечной радиации подключены к входу первой системы управления, к выходу которой подключены входы трех контроллеров заряда и один из входов второй системы управления, вход первого контроллера заряда соединен с солнечными панелями, вход второго контроллера заряда соединен с выходом первого выпрямителя, вход третьего контроллера заряда соединен с выходом второго выпрямителя, выходы трех контроллеров заряда подключены к входу аккумуляторной батареи и входу инвертора, выход которого соединен с нагрузкой, выход которой подключен к входу второй системы управления вместе с выходом аккумуляторной батареи, при этом к выходу второй системы управления подключен вход регулятора балласта, выход которого связан с балластной нагрузкой (патент РФ №2476970 МПК H02J 3/32, опубликован 27.03.2013. Бюл №6). Недостатком этого изобретения является сложность системы, наличие инверторов, отсутствие синхронизации системы с промышленной сетью по частоте.
Известна солнечная фотоэлектрическая станция, содержащая последовательно включенные в контур постоянного тока поля фотоэлектрических модулей и инверторы, имеющие связь с сетью переменного тока, отличающаяся тем, что в солнечную станцию дополнительно введены и последовательно соединены со станцией и между собой блок дополнительного питания, который выполнен из последовательно соединенных контроллера заряда-разряда, питающей аккумуляторной батареи и двигателя-генератора, и преобразователь, который в свою очередь выполнен из последовательно соединенных контроллера заряда-разряда, нагрузочной аккумуляторной батареи и инвертора (патент РФ №159222 МПК H02J 7/34 опубликовано 10.02.2016. Бюл. №4). Недостатком такой полезной модели является ее сложность, наличие дорогостоящих инверторов синхронизированных с промышленной сетью по частоте.
Известна солнечная батарея содержащая каркас в виде плоских панелей с регулярно расположенными ячейками и установленными в размер с ячейками модулями, состоящими из подложки, на которую наклеены скоммутированные между собой металлическими шинами в электрическую сеть солнечные элементы, защищенные прозрачными пластинами, наклеенными на солнечные элементы с лицевой стороны. В качестве подложки и тыльной защиты солнечных элементов применен изоляционный радиационно-стойкий фольгированный материал. На тыльной поверхности подложки сформированы токопроводящие дорожки для коммутации солнечных элементов в электрическую цепь солнечной батареи. Покрытие на тыльной стороне подложки выполнено из материала с высоким коэффициентом излучения. Плоские панели выполнены в виде трубчатого каркаса с натянутыми на него струнами. Модули установлены над периферийными трубами вплоть до выступания за габариты плоских панелей и с минимальными зазорами между смежными модулями. (Патент РФ 2234616 МПК H01L 31/42 опубликовано: 27.12.2004, Бюл. №36). Недостатком этого изобретения является выработка электрической энергии на постоянном токе и невозможности прямого соединения генерирующей установки с промышленной электросетью.
Наиболее близким к заявляемому изобретению (прототип) является инвертор для солнечных электростанций содержащий блок солнечных батарей, подключенный к преобразователю энергии. Первый параллельно подключенный силовой модуль преобразователя энергии соединяется с первой первичной обмоткой трансформатора. Второй параллельно подключенный силовой модуль преобразователя энергии соединяется со второй первичной обмоткой трансформатора. Первичные обмотки трансформатора включаются встречно по отношению друг к другу. Вторичная обмотка трансформатора подключается параллельно с последовательно соединенным резистором и суперконденсатором. Изобретение позволяет увеличить коэффициент полезного действия за счет исключения дополнительных элементов и повысить частоту преобразования, а также уменьшить массогабаритные преобразователи (патент РФ №2606338 МПК Н02М 7/439. Опубликовано 10.01.2017. Бюл. №1). Недостатком прототипа является наличие сложных модулей преобразования энергии и специального трансформатора.
Сущность изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является создание способа прямой генерации переменного тока солнечными батареями в котором используют блок солнечных батарей, содержащий, как минимум, две солнечные батареи, которые подключают встречно по отношению к друг другу и соединяют тыльными сторонами друг к другу, закрепляют на продольной оси, имеющей щеточно-коллекторный аппарат, к кольцам которого присоединены выводы солнечных батарей, получающие вращение от приводного двигателя, вращающего ось, при этом кольца щеточно-коллекторного аппарата, являются выходом шин выдачи мощности солнечной батареи, генерирующей переменный ток.
Эти и другие задачи, преимущества и признаки настоящего изобретения становятся понятным из нижеследующего подробного описания и пояснений рисунками вариантов осуществления заявляемого способа.
Краткое описание рисунков
На рисунках изображены:
- фиг. 1 генерация переменного тока вращением солнечных батарей;
- фиг. 2: схема подключения солнечных батарей к щеточно-коллекторному аппарату;
Сущность изобретения поясняется рисунками на фигуре 1 (а, б, в), где изображены солнечная батарея 1, формирующая положительный полупериод переменного тока, солнечная батарея 2, формирующая отрицательный полупериод переменного тока, при этом батареи соединены тыльными сторонами друг с другом и полученный блок батарей закрепляют на ось, вращаемую приводным двигателем 3. Выводы солнечных батарей соединены встречно со щеточно-коллекторным аппаратом (ЩКА) 4. Схема встречного соединения солнечных батарей с ЩКА показана на фигуре 2. Отрицательный полюс солнечной батареи 1 соединен с положительным полюсом батареи 2 и точка их соединения соединяется в ЩКА с кольцом 5. Положительный полюс солнечной батареи 1 соединен с отрицательным полюсом батареи 2 и точка их соединения соединяется с кольцом 6.
Подробное описание изобретения
Осуществляется предложенный по настоящему изобретению способ генерации переменного тока солнечными батареями следующим образом.
По формуле изобретения - фигура 1 (а, б, в) собранный из солнечных батарей 1 и 2 блок, закрепляют на оси и помещают под солнечное излучение. Включением приводного двигателя 3 блок приводят во вращение вокруг оси таким образом, что под солнечное излучение попадает поочередно то 1-я солнечная батарея, то 2-я. При этом на выводах щеточно-коллекторного аппарата формируется то положительные полупериоды переменного тока, то отрицательные, формируя тем самым однофазный переменный ток. При этом ось блока может располагаться горизонтально 1а, вертикально 1б и ортогонально по отношению к солнечным лучам 1в. Тем самым достигается наибольшая мощность вырабатываемого переменного тока.
Техническим результатом настоящего изобретения является создание способа прямой генерации переменного тока солнечными батареями без использования дорогостоящих инверторов и преобразователей рода тока.
Перечень ссылочных позиций
1 - солнечная батарея положительной полярности
2 - солнечная батарея отрицательной полярности
3 - пиводной электродвигатель
4 - щеточно-коллекторный аппарат
5 - токосъемное кольцо коллекторного аппарата
6 - токосъемное кольцо коллекторного аппарата

Claims (1)

  1. Способ генерации переменного тока солнечными батареями, использующий блок солнечных батарей, содержащий как минимум две солнечные батареи, отличающийся тем, что солнечные батареи подключают встречно по отношению к друг другу и соединяют тыльными сторонами друг к другу, закрепляют на продольной оси, имеющей щеточно-коллекторный аппарат, к кольцам которого присоединены выводы солнечных батарей, получающие вращение от приводного двигателя, вращающего ось, при этом кольца щеточно-коллекторного аппарата являются выходом шин выдачи мощности солнечной батареи, генерирующей переменный ток.
RU2017128230A 2017-08-07 2017-08-07 Способ генерации переменного тока солнечными батареями RU2699242C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017128230A RU2699242C2 (ru) 2017-08-07 2017-08-07 Способ генерации переменного тока солнечными батареями

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017128230A RU2699242C2 (ru) 2017-08-07 2017-08-07 Способ генерации переменного тока солнечными батареями

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017128230A3 RU2017128230A3 (ru) 2019-02-07
RU2017128230A RU2017128230A (ru) 2019-02-07
RU2699242C2 true RU2699242C2 (ru) 2019-09-04

Family

ID=65270791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017128230A RU2699242C2 (ru) 2017-08-07 2017-08-07 Способ генерации переменного тока солнечными батареями

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2699242C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2736633C1 (ru) * 2020-02-11 2020-11-19 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Способ преобразования энергии излучения в переменный синусоидальный электрический ток заданной частоты

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4577052A (en) * 1982-09-23 1986-03-18 Eaton Corporation AC Solar cell
RU2230395C1 (ru) * 2002-11-10 2004-06-10 Башкирский государственный аграрный университет Солнечная электростанция
US6774299B2 (en) * 2002-08-16 2004-08-10 Jorge Ford Solar electric alternating current generator
RU2243616C1 (ru) * 2003-06-30 2004-12-27 Открытое акционерное общество "Сатурн" Солнечная батарея
RU2280918C1 (ru) * 2005-04-21 2006-07-27 Башкирский государственный аграрный университет (БГАУ) Солнечная электростанция
RU94379U1 (ru) * 2010-02-03 2010-05-20 Людмила Прокопьевна Андрианова Солнечная электростанция
DE102008046606B4 (de) * 2008-08-06 2011-04-21 Adensis Gmbh Photovoltaikanlage
JP2012511262A (ja) * 2008-12-08 2012-05-17 マーク シー アンダーソン 太陽光エネルギー変換装置、その製造方法および使用方法
WO2013058780A1 (en) * 2011-10-17 2013-04-25 Holophasec Pty Ltd. Solar power generation method & apparatus
RU2606383C1 (ru) * 2015-09-01 2017-01-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва Инвертор для солнечных электростанций

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4577052A (en) * 1982-09-23 1986-03-18 Eaton Corporation AC Solar cell
US6774299B2 (en) * 2002-08-16 2004-08-10 Jorge Ford Solar electric alternating current generator
RU2230395C1 (ru) * 2002-11-10 2004-06-10 Башкирский государственный аграрный университет Солнечная электростанция
RU2243616C1 (ru) * 2003-06-30 2004-12-27 Открытое акционерное общество "Сатурн" Солнечная батарея
RU2280918C1 (ru) * 2005-04-21 2006-07-27 Башкирский государственный аграрный университет (БГАУ) Солнечная электростанция
DE102008046606B4 (de) * 2008-08-06 2011-04-21 Adensis Gmbh Photovoltaikanlage
JP2012511262A (ja) * 2008-12-08 2012-05-17 マーク シー アンダーソン 太陽光エネルギー変換装置、その製造方法および使用方法
RU94379U1 (ru) * 2010-02-03 2010-05-20 Людмила Прокопьевна Андрианова Солнечная электростанция
WO2013058780A1 (en) * 2011-10-17 2013-04-25 Holophasec Pty Ltd. Solar power generation method & apparatus
RU2606383C1 (ru) * 2015-09-01 2017-01-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва Инвертор для солнечных электростанций

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2736633C1 (ru) * 2020-02-11 2020-11-19 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Способ преобразования энергии излучения в переменный синусоидальный электрический ток заданной частоты

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017128230A3 (ru) 2019-02-07
RU2017128230A (ru) 2019-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bandara et al. Photovoltaic applications for off-grid electrification using novel multi-level inverter technology with energy storage
Kumar et al. Energy management system for hybrid RES with hybrid cascaded multilevel inverter
Almi et al. Energy management of wind/PV and battery hybrid system
Deo et al. Performance analysis of 1.8 kW p rooftop photovoltaic system in India
RU2699242C2 (ru) Способ генерации переменного тока солнечными батареями
Al-Mamun et al. Design and development of a low cost solar energy system for the rural area
CN203466578U (zh) 一种10kW风光互补实验系统
Goyal et al. Modeling of solar/wind hybrid energy system usingMTALAB simulink
Venkatesan et al. A survey of single phase grid connected photovoltaic system
CN106611962B (zh) 一种链式级联自同步太阳能光伏发电控制装置及控制方法
Billah et al. Design, simulation and implementation of a grid tied solar power controller integrated with instant power supply technology
Rao Design and Simulation of Hybrid Solar-Wind Electric Power System Interface to Grid System
Biju et al. Modeling and simulation of single phase five level inverter fed from renewable energy sources
CN104467007B (zh) 单相级联多电平光伏并网逆变器控制系统
Alghassab Performance enhancement of stand-alone photovoltaic systems with household loads
Vieira et al. Renewable energy system for small water desalination plant
Sathiyanathan et al. Multi‐mode power converter topology for renewable energy integration with smart grid
Akare et al. Multilevel converter for direct grid integration of renewable energy system
Sahoo et al. A novel control strategy of battery management for grid connected photovoltaic system
Thamrin et al. Desain Implementation of a Photovoltaic for Solar Home System
Djehad et al. The sizing of the isolated photovoltaic system (Domestic self-consumption) and economic comparison between the cost of this energy (price of KWh) and different sector
Cherif et al. Methodology for accurate energy production estimation of photovoltaic power generation station
Irwanto et al. Power capacity enhancement of transformerless photovoltaic inverter
Dalvi et al. Design and Power Quality Analysis of Solar LED Tower
Daut et al. High power transformerless photovoltaic inverter

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190903