RU2746561C1

RU2746561C1 - Tracker

Info

Publication number: RU2746561C1
Application number: RU2020122173A
Authority: RU
Inventors: Арсен Ильнурович Тагаев; Мурад Магомедович Абдулзагиров; Сергей Николаевич Таратухин
Priority date: 2020-07-03
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2021-04-15

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: invention relates to solar energy devices and can be used as a portable device for orientation of portable solar panels to the Sun in order to obtain maximum possible average daily power generation by a solar battery. Tracker comprises posts mounted on bearing surface, interconnected by one ends, first of which is intended for arrangement of solar battery on it, for example, in retainer, second post is provided with drive wheel located at opposite end of connection end, and rotary mechanism coupled with drive wheel. Connection of racks is detachable, and, at least, pillar is extendable. At other end of first post there are two supports in form of hemispheres, and rotary mechanism is arranged on second post for orientation relative to light source, wherein the drive wheel is made in the form of a truncated cone, the axis of which is located at an acute angle to the support surface, and the generatrix is in the same plane with the latter.

EFFECT: technical result consists in expansion of operational capabilities due to adjustment of solar battery direction to the Sun not only horizontally, but also vertically, simplification of tracker design with simultaneous increase of contact area of driving wheel with support surface, reduction of weight, increase of reliability of structure and increase of adhesion surface with support surface.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам солнечной энергетики и может применяться как портативное устройство для ориентирования портативных солнечных батарей на Солнце, с целью получения максимальной возможной среднесуточной выработки электроэнергии солнечной батареей.The invention relates to a solar energy device and can be used as a portable device for orienting portable solar batteries on the Sun in order to obtain the maximum possible average daily power generation by the solar battery.

Известна система ориентирования солнечных батарей на источник света, содержащая устанавливаемые на опорной поверхности стойки, соединенные между собой одними концами, первая из которых предназначена для размещения на ней солнечной батареи, вторая выполнена с ведущим колесом, расположенным на противоположном месту соединения конце, и поворотный механизм, связанный с ведущим колесом (Патент КНР CN 104796072, опубл. 2015-07-22).A known system for orienting solar cells to a light source, containing posts mounted on a support surface, connected by one ends, the first of which is designed to accommodate a solar battery on it, the second is made with a drive wheel located at the end opposite the junction, and a rotary mechanism, associated with the drive wheel (Patent of the People's Republic of China CN 104796072, publ. 2015-07-22).

Недостатком данной системы ориентирования солнечных батарей на источник света, в том числе технической проблемой является сложность конструкции, обусловленная наличием опорной рамы, состоящей из четырех балок, пять стоек, держащих всю систему и трех ведущих колес, размещенных своей осью вращения параллельно к опорной поверхности, при этом имеющих сравнительно малую площадь сцепления с опорной поверхностью.The disadvantage of this system for orienting solar panels to a light source, including a technical problem, is the complexity of the design due to the presence of a support frame consisting of four beams, five racks holding the entire system and three driving wheels placed with their axis of rotation parallel to the supporting surface, when this having a relatively small area of adhesion to the supporting surface.

В основу заявленного изобретения был положен технический результат - расширение эксплуатационных возможностей за счет регулирования направления солнечной батареи на Солнце не только по горизонтали, но и по вертикали, а также через распределения веса всего трекера, изменяемость его центра тяжести за счет по крайней мере одной раздвижной стойки, упрощение конструкции трекера при одновременном увеличении площади касания ведущего колеса с опорной поверхностью, достигаемое за счет исключения опорной рамы, трех стоек и двух ведущих колес, также изменения угла наклона колеса к опорной поверхности и изменения его геометрической формы в вид усеченного конуса, что одновременно уменьшает вес, повышает надежность конструкции и увеличивает площадь сцепления с опорной поверхностью.The claimed invention was based on the technical result - expanding operational capabilities by adjusting the direction of the solar battery to the Sun not only horizontally, but also vertically, as well as through the weight distribution of the entire tracker, the variability of its center of gravity due to at least one sliding rack , simplifying the design of the tracker with a simultaneous increase in the area of contact of the driving wheel with the supporting surface, achieved by eliminating the supporting frame, three struts and two driving wheels, also changing the angle of inclination of the wheel to the supporting surface and changing its geometric shape in the form of a truncated cone, which simultaneously reduces weight, increases the reliability of the structure and increases the area of adhesion to the supporting surface.

Технический результат достигается тем, что в трекере, содержащем устанавливаемые на опорной поверхности стойки, соединенные между собой одними концами, первая из которых предназначена для размещения на ней солнечной батареи, вторая выполнена с ведущим колесом, расположенным на противоположном месту соединения конце, и поворотный механизм, связанный с ведущим колесом, соединение стоек выполнено разъемным, по крайней мере, вторая стойка выполнена раздвижной, на другом конце первой стойки выполнены две опоры в виде полусфер, поворотный механизм размещен на второй стойке для ориентирования относительно источника света, при этом ведущее колесо выполнено в виде усеченного конуса, ось которого расположена под острым углом к опорной поверхности, а образующая расположена в одной плоскости с последней.The technical result is achieved by the fact that in the tracker containing the racks mounted on the supporting surface, connected by one ends, the first of which is designed to accommodate a solar battery on it, the second is made with a drive wheel located at the end opposite the junction, and a rotary mechanism, connected to the drive wheel, the connection of the posts is made detachable, at least the second post is made sliding, at the other end of the first post there are two supports in the form of hemispheres, the swivel mechanism is placed on the second post for orientation relative to the light source, while the drive wheel is made in the form a truncated cone, the axis of which is located at an acute angle to the support surface, and the generatrix is located in the same plane with the latter.

Изобретение поясняется графическими изображениями.The invention is illustrated by graphic images.

На фиг. 1 изображен солнечный трекер в изометрии, вид

спереди.FIG. 1 shows a solar tracker in isometric view

in front.

На фиг. 2 изображена схема крепления колеса с опорной поверхностью, увеличено.FIG. 2 shows a diagram of a wheel fastening with a supporting surface, enlarged.

На фиг. 3 то же, вид сбоку, трекер в раздвижном состоянии.FIG. 3 the same, side view, the tracker in a sliding state.

Трекер содержит устанавливаемые на опорной поверхности (на чертежах не показана) стойки 1 и 2 соединенные между собой одними концами 3 и 4, первая 1 из которых предназначена для размещения на ней солнечной батареи (на чертежах не показана), например, в фиксаторе 5, вторая стойка 2 выполнена с ведущим колесом 6, расположенным на противоположном месту соединения конце 7, и поворотный механизм 8, связанный с ведущим колесом 6. Соединение стоек 1 и 2 выполнено разъемным 9, и по крайней мере стойка 2 выполнена раздвижной (раздвижной механизм 10). На другом конце 11 первой стойки 1 выполнены две опоры 12 в виде полусфер, а поворотный механизм 8 размещен на второй стойке 2 для ориентирования относительно источника света, при этом ведущее колесо 6 выполнено в виде усеченного конуса, ось В которого расположена под острым углом α к опорной поверхности, а образующая А - в одной плоскости с последней.The tracker contains racks 1 and 2 installed on a support surface (not shown in the drawings), connected by one end 3 and 4, the first 1 of which is intended for placing on it a solar battery (not shown in the drawings), for example, in a latch 5, the second the rack 2 is made with a driving wheel 6 located at the opposite end of the connection end 7, and a pivot mechanism 8 associated with the driving wheel 6. The connection of the racks 1 and 2 is made detachable 9, and at least the rack 2 is sliding (sliding mechanism 10). At the other end 11 of the first post 1, two supports 12 are made in the form of hemispheres, and the rotary mechanism 8 is placed on the second post 2 for orientation relative to the light source, while the drive wheel 6 is made in the form of a truncated cone, the axis B of which is located at an acute angle α to the supporting surface, and the generatrix A is in the same plane with the latter.

Трекер работает следующим образом.The tracker works as follows.

За счет разъемного соединения 9 стоек 1,2 трекер удобно перевозить, в перевозочном состоянии он малогабаритен, перед началом пользования нужно будет только соединить вершины двух стоек 1, 2.Due to the detachable connection of 9 racks 1,2, the tracker is convenient to transport, in the transport state it is small in size, before using it, you will only need to connect the tops of the two racks 1, 2.

Перед установкой трекера пользователь с учетом неровностей, степени вязкости грунта положения источника света (например, Солнца) пользователь решает в какую сторону его изначально поставить, чтобы получить как можно большую выработку электроэнергии за световой день (регулирование направления по горизонтали). Далее меняет размер, по крайней мере, одной стойки трекера, тем самым меняя соотношение длин сторон стоек 1, 2 (регулирование направления по вертикали), также за счет изменения соотношения длин сторон стоек 1, 2 изменяется центр тяжести, это также должен учитывать пользователь при входных данных: степень вязкости и неровности грунта, путь колеса трекера 6 (имеет форму как минимум части полуокружности) за световой день.Before installing the tracker, the user, taking into account the irregularities, the degree of viscosity of the soil, the position of the light source (for example, the Sun), the user decides in which direction to initially put it in order to get the greatest possible power generation per daylight (horizontal direction control). Further, it changes the size of at least one tracker post, thereby changing the ratio of the side lengths of the posts 1, 2 (adjusting the vertical direction), also by changing the ratio of the side lengths of the posts 1, 2, the center of gravity changes, this must also be taken into account by the user when input data: the degree of viscosity and unevenness of the soil, the path of the tracker wheel 6 (has the shape of at least a part of a semicircle) per daylight.

После установки трекера, на твердую поверхность и закрепления солнечной батареи (на чертежах не показана) в фиксаторе трекера 5, начинают работать датчики света или фоторезисторы (на чертежах не показаны), они определяют положение источника света за счет разности показаний датчиков, далее данные передаются в микроконтроллер (на чертежах не показан) и он определяет направление поворота поворотному механизму 8, благодаря которому приводится в движение ведущее колесо 6, и которое поворачивает солнечную батарею (на чертежах не показана) в горизонтальной плоскости для достижения перпендикулярного падения лучей от источника света на плоскость солнечных батарей. Поворот к источнику света осуществляется по ходу перемещения по окружности основания стойки 2, при этом основание стойки 1 вращается вокруг своей оси. После достижения более, менее равных результатов показаний датчиков света микроконтроллер останавливает движение поворотного механизма трекера, далее он входит в режим энергосбережения, и включится примерно через полчаса, так как скорость движение Солнца по небу достаточно низкое, и если микроконтроллер снова зарегистрирует разность показаний датчиков, то он даст команду на перемещение в трекера в более «солнечную сторону».After installing the tracker on a hard surface and fixing the solar battery (not shown in the drawings) in the tracker clamp 5, light sensors or photoresistors (not shown in the drawings) begin to work, they determine the position of the light source due to the difference in the readings of the sensors, then the data is transmitted to microcontroller (not shown in the drawings) and it determines the direction of rotation of the rotary mechanism 8, thanks to which the drive wheel 6 is set in motion, and which rotates the solar battery (not shown in the drawings) in the horizontal plane to achieve perpendicular incidence of rays from the light source on the solar plane batteries. The turn to the light source is carried out along the movement along the circumference of the base of the stand 2, while the base of the stand 1 rotates around its axis. After achieving more or less equal results of the readings of the light sensors, the microcontroller stops the movement of the rotary mechanism of the tracker, then it enters the power saving mode, and turns on after about half an hour, since the speed of the Sun's movement across the sky is low enough, and if the microcontroller again registers the difference in the readings of the sensors, then he will give a command to move the tracker to a more "sunny side".

Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, отраженная в независимом пункте формулы изобретения, обеспечивает получение заявленного технического результата - расширение эксплуатационных возможностей за счет регулирования направления солнечной батареи на Солнце не только по горизонтали, но и по вертикали, а также через распределения веса всего трекера, изменяемость его центра тяжести за счет по крайней мере одной раздвижной стойки, упрощение конструкции трекера при одновременном увеличении площади касания ведущего колеса с опорной поверхностью, достигаемое за счет исключения опорной рамы, трех стоек и двух ведущих колес, также изменения угла наклона колеса к опорной поверхности и изменения его геометрической формы в вид усеченного конуса, что одновременно уменьшает вес, повышает надежность конструкции и увеличивает площадь сцепления с опорной поверхностью.Thus, the claimed set of essential features, reflected in the independent claim, provides the claimed technical result - expanding operational capabilities by adjusting the direction of the solar battery to the Sun not only horizontally, but also vertically, as well as through the weight distribution of the entire tracker, the variability of its center of gravity due to at least one sliding rack, simplification of the tracker design while increasing the contact area of the driving wheel with the supporting surface, achieved by eliminating the supporting frame, three struts and two driving wheels, as well as changing the angle of inclination of the wheel to the supporting surface, and changing its geometric shape in the form of a truncated cone, which simultaneously reduces weight, increases the reliability of the structure and increases the area of adhesion to the supporting surface.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, неизвестной на дату приоритета из уровня техники и достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.The analysis of the claimed technical solution for compliance with the conditions of patentability showed that the features indicated in the formula are essential and interconnected with the formation of a stable set of necessary features, unknown at the priority date from the prior art and sufficient to obtain the required synergistic (over-total) technical result.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed technical solution:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для осуществления процесса обработки давлением металлов и сплавов прессованием заготовок с повышенными механическими характеристиками за счет формирования в прессуемом металле субмикрокристаллической структуры за минимальное количество проходов заготовки через пересекающиеся каналы матрицы;- an object embodying the claimed technical solution, in its implementation, is intended for the implementation of the process of forming by pressure of metals and alloys by pressing workpieces with increased mechanical characteristics due to the formation of a submicrocrystalline structure in the pressed metal in a minimum number of passes of the workpiece through the intersecting channels of the matrix;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;- for the declared object in the form as it is described in the formula, the possibility of its implementation is confirmed using the means and methods described above in the application or known from the prior art as of the priority date;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- an object that embodies the claimed technical solution, in its implementation, is able to ensure the achievement of the technical result perceived by the applicant.

Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.Consequently, the claimed subject matter meets the criteria of patentability "novelty", "inventive step" and "industrial applicability" under the current legislation.

Claims

A tracker containing racks mounted on the supporting surface, connected by one end, the first of which is designed to accommodate a solar battery on it, the second is made with a drive wheel located at the end opposite to the connection point, and a rotary mechanism associated with the drive wheel, characterized in that that the connection of the posts is made detachable, at least the second post is made sliding, at the other end of the first post there are two supports in the form of hemispheres, the swivel mechanism is placed on the second post for orientation relative to the light source, while the drive wheel is made in the form of a truncated cone, the axis of which is located at an acute angle to the support surface, and the generatrix is located in the same plane with the latter.