RU2732183C1

RU2732183C1 - Renewable energy source

Info

Publication number: RU2732183C1
Application number: RU2019140782A
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Бондарев; Валентин Сергеевич Бондарев; Михаил Сергеевич Бондарев; Виктор Евгеньевич Ибрагимов; Валентин Петрович Казанцев
Original assignee: Валентин Петрович Казанцев
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2020-09-14

Abstract

FIELD: electricity.SUBSTANCE: invention relates to solar and solar-wind power engineering intended for solar and wind energy conversion into electric power. Renewable energy source comprises a post or wind-driven installation, power tensions, solar modules, inverter, energy accumulators, controller, electric circuits, electric equipment, container, input and output electric cables, has solar modules fixed on power tensions with the help of attachment units and equipped with additional tie-rods.EFFECT: technical result is increase in independence, reliability in operation of proposed source and conversion efficiency of solar and wind energy into electric energy.1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области солнечной и солнечно-ветровой энергетики, предназначенной для преобразования энергии солнца и ветра в электрическую.The invention relates to the field of solar and solar-wind energy, designed to convert solar and wind energy into electrical energy.

Известны возобновляемые источники энергии, в которых солнечные модули крепятся к подставкам, расположенным на земной поверхности. Такое размещение солнечных модулей имеет следующие недостатки: занимается значительная площадь поверхности земли под подставки и поверхности солнечных модулей не защищены от снега.Renewable energy sources are known, in which solar modules are attached to supports located on the earth's surface. Such placement of solar modules has the following disadvantages: a significant area of the earth's surface is occupied by the supports and the surfaces of solar modules are not protected from snow.

Известны возобновляемые источники энергии, где солнечные модули закреплены на крышах и стенах домов. Недостатком таких источников энергии является привязка к строению, к ограниченной площади. Это приводит к ограничению мощности генерации электричества и трудностям обслуживания при эксплуатации. Известны возобновляемые источники энергии с применением ветроустановок горизонтального и вертикального типа. Выработка электрической энергии такими установками находится в зависимости от скорости ветра, что ограничивает их применение повсеместно. Наиболее близким решением технической задачи является ветроустановка вертикального типа, удерживаемая в устойчивом положении силовыми растяжками, описанная в патенте RU №2587808 F03D 3/02 от 27.06.2016 г. Недостаток такой установки: не может генерировать электрическую энергию, когда нет ветра.Renewable energy sources are known, where solar modules are fixed on roofs and walls of houses. The disadvantage of such energy sources is the binding to the structure, to a limited area. This leads to a limitation of the power generation of electricity and difficulties in maintenance during operation. Renewable energy sources are known using horizontal and vertical wind turbines. The production of electrical energy by such installations depends on the wind speed, which limits their use everywhere. The closest solution to the technical problem is a vertical type wind turbine, held in a stable position by power braces, described in RU patent No. 2587808 F03D 3/02 dated 06/27/2016. The disadvantage of such an installation: it cannot generate electrical energy when there is no wind.

Возобновляемый источник энергии, взятый за прототип, описанный в патенте МПК H01L 31/05 RU №2127008 от 27.02.1999 г. имеет струны для растяжки ленточных или гофрированных солнечных модулей. Недостатками этого источника является: сложность конструкции и невозможность применения типовых солнечных модулей с высоким КПД, например, плоских односторонних и двухсторонних со стеклянными покрытиями и рамой.The renewable energy source, taken as a prototype, described in the patent IPC H01L 31/05 RU No. 2127008 dated 02.27.1999, has strings for stretching ribbon or corrugated solar modules. The disadvantages of this source are: the complexity of the design and the impossibility of using typical solar modules with high efficiency, for example, flat one-sided and double-sided with glass coverings and a frame.

Задачей изобретения является повышение автономности, надежности в работе предлагаемого источника энергии и эффективности преобразования солнечной и ветровой энергии в электрическую.The objective of the invention is to increase the autonomy, reliability in the operation of the proposed energy source and the efficiency of converting solar and wind energy into electrical energy.

Поставленная цель достигается тем, что возобновляемый источник энергии, содержащий стойку или ветроустановку, силовые растяжки, солнечные модули, инвертор, накопители энергии, контроллер, электрические цепи, электроаппаратуру, контейнер, входной и выходной электрические кабели, имеет солнечные модули, закрепленные на силовых растяжках при помощи узлов крепления и снабженные дополнительными растяжками.This goal is achieved by the fact that a renewable energy source containing a rack or wind turbine, power stretches, solar modules, an inverter, energy storage devices, a controller, electrical circuits, electrical equipment, a container, input and output electrical cables, has solar modules attached to the power stretches when using attachment points and equipped with additional guy wires.

Повышенная автономность и надежность возобновляемого источника энергии достигается тем, что в любом регионе любой страны можно поставить вертикально стойку, например, из металлических труб, или ветроустановку на свайный фундамент, удерживать в устойчивом положении силовыми растяжками, например, стальными тросами, на которые закрепить солнечные модули при помощи узлов крепления и ограничивать от раскачки дополнительными растяжками. При этом остальные комплектующие разместить в контейнере. Функциональная эффективность достигается тем, что имеется возможность комплектовать возобновляемый источник энергии солнечными модулями с высоким КПД, в том числе плоскими, одностороннего и двухстороннего исполнения со стеклянными покрытиями и рамой, или гибкими, размещать их вертикально или наклонно на высоте, превышающей высоты снежных сугробов. На фиг. 1 показан возобновляемый источник энергии со стойкой (солнечный), общий вид; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 возобновляемый источник энергии с ветроустановкой (ветро-солнечный), общий вид; на фиг. 4 узел крепления солнечных модулей на силовой растяжке.Increased autonomy and reliability of a renewable energy source is achieved by the fact that in any region of any country you can put upright a rack, for example, made of metal pipes, or a wind turbine on a pile foundation, hold it in a stable position with power braces, for example, steel cables, on which to fix solar modules with the help of attachment points and limit it from swinging with additional guy wires. In this case, place the rest of the components in the container. Functional efficiency is achieved by the fact that it is possible to equip a renewable energy source with solar modules with high efficiency, including flat, one-sided and double-sided versions with glass coverings and a frame, or flexible, and place them vertically or obliquely at a height exceeding the height of snowdrifts. FIG. 1 shows a renewable energy source with a rack (solar), general view; in fig. 2 - top view; in fig. 3 renewable energy source with a wind turbine (wind-solar), general view; in fig. 4 unit for attaching solar modules on a power string.

Возобновляемый источник энергии (солнечный) содержит стойку 1, выполненную из стальных труб и удерживаемую в устойчивом положении силовыми растяжками 2 из стальных тросов. На силовых растяжках 2 закреплены солнечные модули 3 при помощи узлов крепления 4, включающих дополнительные растяжки 5 из стальных тросов и зажимы тросов 6. Солнечные модули 3 между собой скреплены дополнительными растяжками 5, зажимами тросов 6 и соединены дополнительными растяжками 8 из стальных тросов со стойкой 1 или с контейнером 7. От солнечных модулей 3 к электроаппаратуре в контейнере 7 проведен входной электрический кабель 9. В контейнере 7 входной электрический кабель 9 соединен с электроаппаратурой, например, электросчетчиком, контроллером и накопителями энергии 10, например, ионно-литиевыми аккумуляторами. Накопители энергии 10 соединены с инвертором 11. К инвертору 11 присоединен выходной электрический кабель 12, который соединен с электрической сетью потребителя.The renewable energy source (solar) contains a rack 1 made of steel pipes and held in a stable position by power braces 2 made of steel cables. Solar modules 3 are fixed on power braces 2 using attachment points 4, including additional braces 5 made of steel cables and cable clamps 6. Solar modules 3 are fastened to each other with additional braces 5, cable clamps 6 and are connected by additional braces 8 made of steel cables with a post 1 or with container 7. From solar modules 3 to electrical equipment in container 7, an input electric cable 9 is conducted. In container 7, input electrical cable 9 is connected to electrical equipment, for example, an electric meter, controller and energy storage devices 10, for example, lithium ion batteries. The energy storage devices 10 are connected to the inverter 11. The inverter 11 is connected to an output electrical cable 12, which is connected to the consumer's electrical network.

Возобновляемый источник энергии (ветро-солнечный) содержит ветроустановку 1, удерживаемую в устойчивом положении силовыми растяжками 2 из стальных тросов. На силовых растяжках 2 закреплены солнечные модули 3 при помощи узлов крепления 4. Солнечные модули 3 между собой скреплены дополнительными растяжками 5, зажимами тросов 6 и соединены дополнительными растяжками 8 из стальных тросов с контейнером 7.Renewable energy source (wind-solar) contains a wind turbine 1, held in a stable position by power bracing 2 made of steel cables. Solar modules 3 are fixed on power braces 2 using attachment points 4. Solar modules 3 are fastened to each other by additional braces 5, cable clamps 6 and connected by additional braces 8 made of steel cables with container 7.

От солнечных модулей 3 к электроаппаратуре в контейнере 7 проведен входной электрический кабель 9.From solar modules 3 to electrical equipment in container 7, an input electrical cable 9 is laid.

В контейнере 7 входной электрический кабель 9 соединен с электроаппаратурой, например, электросчетчиком, контроллером и накопителями энергии 10. Накопители энергии 10 соединены с инвертором 11. К инвертору 11 и электрогенератору 13 присоединен выходной электрический кабель 12, который соединен с электрической сетью потребителя.In the container 7, the input electrical cable 9 is connected to electrical equipment, for example, an electric meter, a controller and energy storage devices 10. Energy storage devices 10 are connected to an inverter 11. An output electrical cable 12 is connected to the inverter 11 and an electric generator 13, which is connected to the consumer's electrical network.

Работает возобновляемый источник энергии следующим образом: В светлое время суток, в солнечную или пасмурную погоду солнечные модули 3 генерируют электрическую энергию, которая поступает по входному электрическому кабелю 9 во внутрь контейнера 7 через электрическую аппаратуру на зарядку накопителей энергии 10. Из накопителей энергии 10 через инвертор 11 и выходной электрический кабель 12 электрическая энергия поступает в электрическую сеть к потребителю.The renewable energy source works as follows: During daylight hours, in sunny or cloudy weather, solar modules 3 generate electrical energy, which is supplied through the input electric cable 9 to the inside of the container 7 through electrical equipment to charge energy storage devices 10. From energy storage devices 10 through an inverter 11 and the output electrical cable 12, electrical energy is supplied to the electrical network to the consumer.

При наличии в возобновляемом источнике энергии ветроустановки 1, работающей при достаточной скорости ветра, в электрическую сеть к потребителю поступает электрическая энергия от электрогенератора 13 и от накопителей энергии 10 через инвертор 11, выходной электрический кабель 12 в электрическую сеть к потребителю.If there is a wind turbine 1 in the renewable energy source, operating at a sufficient wind speed, electrical energy is supplied to the consumer from the electric generator 13 and from the energy storage devices 10 through the inverter 11, the output electrical cable 12 to the electrical network to the consumer.

Claims

Renewable energy source containing a rack or wind turbine, power stretches, solar modules, inverter, energy storage devices, controller, electrical circuits, electrical equipment, container, input and output electrical cables, characterized in that the solar modules are fixed on the power stretches using attachment points and equipped with additional stretch marks.