UA136476U - Фотоелектричні жалюзі для вікон - Google Patents

Abstract

Фотоелектричні жалюзі для вікон складаються з множини видовжених ламелей, розташованих паралельно і з'єднаних між собою щонайменше двома стрічками, оснащених приводом для їх складання, розкладання та зміни кута нахилу, на яких змонтовані сонячні панелі, електрично з'єднані між собою та оснащені засобами передачі отриманої електроенергії на зовнішні мережі або засоби зберігання. Кожна сонячна панель утворена щонайменше двома секціями сонячних елементів, розташованими на основі з електроізоляційного матеріалу і покритими температуро- та вологостабільним шаром, підключеними одна до одної вбудованими в них засобами електричного з’єднання, та виконана з можливістю приєднання щонайменше однієї додаткової секції. Одна крайня секція кожної сонячної панелі обладнана засобом перетворення вихідної потужності, який являє собою DC/DC перетворювач або діод Шоткі, вбудований в основу з електроізоляційного матеріалу з боку панелі, оберненого в бік ламелі. DC/DC перетворювач або діод Шоткі кожної сонячної панелі підключений до загальної шини, з'єднаної з перетворювачем постійного струму в змінний. Профіль ламелей в поперечному перерізі має С-подібну форму з загнутими крайками, які у повздовжньому напрямку утворюють напрямні для встановлення сонячних панелей. Відстань між краями секцій сонячних елементів сонячної панелі та краями електроізоляційної основи дорівнює ширині крайок напрямних ламелі.

Description

Корисна модель належить до галузі підвищення комфорту та енергозбереження у будівлях, зокрема до селективних пристроїв, які поєднують функції регулювання проникнення до приміщень сонячного світла з одночасним його акумулюванням та перетворенням на електричну енергію, а саме до жалюзі, обернені до сонця поверхні яких забезпечені сонячними панелями.

На сьогодні відомо багато технічних рішень пов'язаних з поєднанням передачі денного світла в приміщення із генеруванням сонячної енергії шляхом встановленням на будівлі, зокрема, в віконні прорізи, сонячних панелей, для збору сонячної енергії та перетворення Її в електричну.

Їдея поєднання сонячних панелей з засобами регулювання надходження світла в приміщення, таких як ставні, штори, ролети або жалюзі також знаходить розвиток в енергозабезпеченні будівель.

Одне з таких рішень розкрите в патенті ОЕ1020071726 від 17.08.2008р., в якому описані жалюзі, що складаються з перекриваючих одна одну пластин, на зовнішню поверхню яких нанесено напівпровідниковий шар сонячного елемента, що виробляє енергію, пластини з'єднані за допомогою гнучких провідників з кабелем, що з'єднується в свою чергу з контактною рейкою, через яку енергія подається в акумулюючий засіб і з якого може бути витрачена на живлення невеликих побутових приладів, зокрема світильників.

Недоліком вказаного рішення є те, що використання вказаних панелей є ненадійним з огляду на їх незахищеність від деформуючих впливів при використанні як жалюзі, оскільки самі сонячні елементи і утворюють ламелі, що також обмежує можливість їх використання лише у внутрішньому просторі приміщення, оскільки не передбачає захисту від зовнішніх впливів оточуючого середовища. Знімання та транспортування енергії з таких жалюзі є складним, оскільки не дивлячись на те, що максимальна площа, обернена до сонця, покрита сонячним елементом і фактично не має зазорів при щільному закритті, період його застосування визначається лише проміжком часу, коли сонце світить безпосередньо на панелі, а у інший час енергії, що виробляється фотоелементом, недостатньо для її збору та накопичення. До того ж громіздка система провідників та кабелів робить складним регулювання та прилаштовування вказаних жалюзі для більш ефективного використання та отримання енергії, а отже вказані

Зо жалюзі по суті виконують свою основну функцію - регулювання рівня освітлення в приміщені.

Вказані недоліки частково вирішені в заявці УМО2017175946 А1 від 12.02.2017р., в якій розкрите рішення щодо використання площини ламелей жалюзі для розміщення сонячних модулів. Вказаний модуль являє собою жалюзі, які складаються з видовжених ламелей, в які можуть бути встановлені сонячні елементи, утворюючи панелі, які електрично з'єднані між собою та оснащені засобами передачі вихідної потужності отриманої електроенергії на зовнішні засоби зберігання або розподілення електроенергії, формуючи фотоелектричний жалюзійний модуль. Ламелі змонтовані переважно паралельно відносно одна одної з можливістю одночасного повороту так, щоб кожна із зазначених ламелей рухалася в кутовому діапазоні від закритого положення, щоб блокувати проходження сонячних променів через вікно, і відкритого положення, в якому в приміщення може проходити максимальна кількість сонячного світла, і з'єднані між собою щонайменше двома підтримуючими стрічками. Вихідний кінець фотоелектричного модуля пов'язаний з вхідним кінцем засобу передачі вихідної потужності, а саме контролером, вихідний кінець якого з'єднаний з вхідним кінцем блока збереження або розподілення енергії.

Недоліком вказаного рішення є ряд проблем, пов'язаних з необхідністю виготовлення сонячних елементів певної довжини, без можливості її зміни без пошкодження панелі, що перешкоджає ефективному використанню площі ламелей, призводить до додаткових витрат на провідникові матеріали. При цьому використання як засобу передачі вихідної потужності єдиного контролера викликає втрати електричної енергії при зборі і транспортуванні її до загальної мережі, та не забезпечує необхідного рівня безпеки по величині напруги в системі перетворення отриманого від панелей електричного струму.

Тому на сьогоднішній день актуальним є розвиток більш ефективних фотоелектричних жалюзі, в яких враховані та максимально вирішені недоліки попереднього рівня техніки.

Зважаючи на вищевикладене, технічною задачею заявленої корисної моделі є забезпечення стійкості конструкції до широкого діапазону атмосферних впливів, можливості легкої зміни довжини панелей та монтажу жалюзі з індивідуальними розмірами для вже існуючих споруд при ефективному використанні площі ламелей для збору сонячного випромінювання, забезпечення нормативного рівня безпеки по величині напруги в системі перетворення отриманого від панелей електричного струму та зменшення втрат струму на шляхах його транспортування до бо загальної мережі.

Технічним результатом, який при цьому досягається, є забезпечення високих характеристик механічної міцності при можливості виготовлення та монтажу жалюзі в широкому діапазоні розмірів, збереження корисної функціональної площі збору сонячного випромінювання, зменшенням втрат на перетворення та транспортування електроенергії до загальної мережі при забезпеченні нормативного рівня безпеки по величині електричної напруги.

Поставлена задача вирішується тим, що фотоелектричні жалюзі для вікон, які складаються з множини видовжених ламелей, розташованих паралельно і з'єднаних між собою щонайменше двома стрічками, оснащених приводом для їх складання, розкладання та зміни кута нахилу, на яких змонтовані сонячні панелі, електрично з'єднані між собою та оснащені засобами передачі отриманої електроенергії на зовнішні мережі або засоби зберігання, згідно з корисною моделлю, кожна сонячна панель утворена щонайменше двома секціями сонячних елементів, розташованими на основі з електроіїзоляційного матеріалу. При цьому секції покриті температуро- та вологостабільним шаром і послідовно або послідовно-паралельно підключені одна до одної вбудованими в них засобами електричного з'єднання, та виконані з можливістю приєднання щонайменше однієї додаткової секції. Крайня секція кожної сонячної панелі обладнана засобом перетворення вихідної потужності, який являє собою ЮС/0ОС перетворювач або діод Шоткі, вбудований в основу з електроізоляційного матеріалу з боку панелі, оберненого в бік ламелі, при цьому ЮС/0ОС перетворювачі або діоди Шоткі кожної сонячної панелі підключені до загальної шини, з'єднаної з перетворювачем постійного струму в перемінний, утворюючи таким чином на кожній сонячній панелі одну активну секцію сонячного елемента, виконану з можливістю підключення до засобу передачі отриманої електроенергії, з'єднаної з перетворювачем постійного струму в перемінний.

Профіль ламелей в поперечному перерізі має С-подібну форму з загнутими крайками, які у повздовжньому напрямку утворюють напрямні для встановлення сонячних панелей, при цьому відстань між верхнім та нижнім краями секцій сонячних елементів сонячної панелі та краями електроізоляційної основи дорівнює ширині крайок напрямних ламелі, а довжина електроізоляційної основи між торцевими краями сонячної панелі та краями відповідних секції сонячних елементів не перевищує довжини вказаних секцій.

Виконання кожної сонячної панелі щонайменше з двох секцій забезпечує можливість зміни

Зо довжини панелі шляхом збільшення кількості секцій та, як наслідок, розміру жалюзі в широкому діапазоні, а також параметрів напруги та сили струму, достатніх як для стабільної роботи рС/С перетворювача, так і діодів Шоткі, та дозволяє регулювати кількість М на виході і є суттєвим при підключенні через основну шину до перетворювача постійного струму в перемінний, за які використано стандартні інвертори, в яких існує обмеження вхідного параметра напруги.

Розташування секцій на основі з електроіїзоляційного матеріалу із наступним покриттям температуро- та вологостабільним шаром забезпечує надійний захист електричних ланцюгів фоточутливого шару сонячного елемента та підвищує рівень стійкості панелі до атмосферних впливів в різних кліматичних умовах

Утворення на кожній сонячній панелі однієї крайньої активної секції, обладнаної засобом перетворення вихідної потужності, дозволяє спрямовувати струм 3 кожної панелі фотоелектричних жалюзі у напрямку мережі та підвищує надійність системи загалом за рахунок того, що в разі виходу з ладу однієї з сонячних секцій та/або панелей, інші будуть продовжувати функціонування, спрямовуючи постійний струм в напрямку загальної шини, а використання як засобів перетворення вихідної потужності ОС/ОС перетворювачів або діодів Шоткі дозволять максимально уникнути паразитного ефекту перетікання згенерованої сонячної енергії від освітлених панелей до затемнених ділянок панелей, на які не надходять промені Сонця, що забезпечить отримання стабільних параметрів електричної енергії з оптимальними параметрами напруги та сили струму для подальшого перетворення в перемінний та передачі в загальну мережу, з можливістю дотримання нормативного максимального рівня безпечної величини електричної напруги.

Використання ламелей з С-подібною формою профілю, загнуті крайки яких утворюють напрямні для встановлення сонячних панелей, і ширина вказаних крайок дорівнює відстані між верхнім та нижнім краями секцій сонячних елементів сонячної панелі та краями електроіїзоляційної основи, забезпечує швидкий монтаж, високий рівень показників міцності жалюзі та ефективне використання площі сонячної панелі для збору сонячного випромінювання в широкому діапазоні атмосферних впливів в різних кліматичних зонах.

Згідно з одним з переважних варіантів здійснення, як засоби електричного з'єднання секцій сонячних елементів використані водонепроникні конектори штекерного типу або провідники, бо приєднані до контактів, що розташовані на зворотній стороні секцій сонячних елементів. Таке електричне з'єднання дозволяє здійснювати швидкий та надійний монтаж пристрою в широкому діапазоні розмірів віконних прорізів, що важливо в разі оснащення такими пристроями вже побудованих споруд.

Як зазначено в ще одному з варіантів втілення корисної моделі, сонячні панелі електрично з'єднані між собою паралельно. Таке з'єднання є оптимальним при застосуванні як засобів перетворення вихідної потужності ОС/ОС перетворювачів, так і діодів Шоткі.

Діоди Шоткі улоеможливлять виникнення паразитних струмів в разі виходу з ладу однієї з сонячних панелей, або нерівномірного освітлення панелей.

Як зазначено в ще одному з варіантів втілення корисної моделі, сонячні панелі електрично з'єднані між собою послідовно-паралельно, що є оптимальним при застосуванні як засобів перетворення вихідної потужності діодів Шотткі, оскільки вони являють собою напівпровідниковий діод з малим падінням напруги і можуть бути використані для спрямовування струму при розділенні системи секцій сонячної панелі на групи. До того ж, послідовне або послідовно-паралельне підключення між секціями з можливістю приєднання до них щонайменше однієї додаткової секції вбудованими в них засобами електричного з'єднання забезпечує швидкий монтаж електричних ланцюгів для передачі отриманої електроенергії при формуванні жалюзі різних розмірів. При цьому параметри електричної енергії, що генерується ламелями, можуть бути вибрані такими, що забезпечать мінімальні втрати електроенергії при її перетворенні та транспортуванні саме в заданих розмірах жалюзі.

Як зазначено в ще одному з варіантів втілення корисної моделі, ОС/ОС перетворювач підвищує та стабілізує напругу в діапазоні 24-36 М. Як було виявлено під час розробки та тестування заявленої корисної моделі, саме такий діапазон напруги дозволяє забезпечити необхідний рівень безпеки в разі монтажу жалюзі на спорудах з підвищеними вимогами електробезпеки.

Згідно з ще одним варіантом втілення корисної моделі, секції сонячних елементів мають форму прямокутників зі зрізаними верхніми кутами і при цьому сумарна площа секцій сонячних елементів має становити якнайменше 0,7 від загальної площі сонячної панелі, а довжина електроізоляційної основи між торцевими краями сонячної панелі та краями відповідних секції сонячних елементів не перевищує довжини вказаних секцій. Така форма та розмір дозволяє

Зо максимально повно використовувати площу ламелей та є ефективною при їх можливому компонуванні додатковими секціями, дозволяючи електрично з'єднати їх без ризику пошкодження фотоелекричних елементів.

Виконання приводу жалюзі з можливістю зміни кута нахилу ламелей в залежності від параметрів освітленості всередині та/або ззовні приміщення дозволяє максимально збалансувати використання жалюзі як для затемнення приміщень, так і для збору і акумулювання енергії сонячного випромінювання.

Поєднання сукупності всіх ознак запропонованої корисної моделі дозволяє максимально збільшити функціональну площу кожної панелі, мінімізувавши можливість їх викривлення та легко монтувати жалюзі з індивідуальними розмірами по довжині та кількості ламелей, забезпечивши стабільне генеруванням електричної енергії.

Заявлена корисна модель ілюструється наступним прикладом здійснення та наступними кресленнями: фіг. 1 - загальний вигляд фотоелектричних жалюзі, фіг. 2 - вигляд секції елемента сонячної панелі, фіг. З - вигляд зверху сонячної панелі у відповідності до незалежного пункту формули, на фіг. 4 - поперечний переріз сонячної панелі, на фіг. 5 - вигляд сонячної ламелі С-подібного перерізу із змонтованою сонячною панеллю, на фіг. 6 - схема жалюзі з паралельним електричним з'єднанням сонячних панелей, фіг. 7 - схема жалюзі з послідовно-паралельним електричним з'єднанням сонячних панелей.

Зображувальні матеріали, що ілюструють заявлену корисну модель, а також наведений приклад конкретного виконання фотоелектричних жалюзі ніяким чином не обмежують обсяг домагань, викладений у формулі, а тільки пояснюють суть корисної моделі.

Для більш повного розуміння заявленої корисної моделі та її переваг у наведеному нижче описі наводиться пояснення можливості її здійснення з посиланням на позиції креслень.

Фотоелектричні жалюзі (1) для вікон складаються з множини видовжених ламелей (2), які розташовані паралельно, з'єднані між собою щонайменше двома стрічками (3) та оснащені приводом (4) складання-розкладання та зміни кута нахилу. На ламелях (2) змонтовані сонячні панелі (5), кожна з яких утворена щонайменше двома секціями (б) сонячних елементів, виконаних з фотоелектричних елементів, наприклад, тонкоплівкових загерметизованих етилен- бо вініл-ацетатною плівкою, розташованих на основі (7) з електроізоляційного матеріалу і покритими температуро- та вологостабільним шаром (8). Секції (б) сонячних елементів підключені одна до одної вбудованими в них засобами електричного з'єднання (9), та виконані з можливістю приєднання щонайменше однієї додаткової секції. При цьому всі встановлені в ламелі (2) сонячні панелі (5) електрично з'єднані між собою та оснащені засобами передачі отриманої електроенергії (10) на засоби зберігання та/або зовнішні мережі (11), а одна крайня секція (6) кожної сонячної панелі (5) обладнана засобом перетворення вихідної потужності (12), який являє собою ОС/0С перетворювач або діод Шоткі, який вбудований в основу (7) з електроіїзоляційного матеріалу з боку панелі (5), оберненого в бік ламелі (2), при цьому ОС/ОС перетворювачі або діоди Шоткі кожної сонячної панелі підключені до засобу передачі отриманої електроенергії - шини (10), з'єднаної з перетворювачем постійного струму в перемінний (13).

Таке виконання дозволяє зменшити втрати на проводах та знизити втрати системи в цілому.

Профіль ламелей (2) в поперечному перерізі має С-подібну форму з загнутими крайками (14), які у повздовжньому напрямку утворюють напрямні для встановлення сонячних панелей (5), при цьому відстань між верхнім та нижнім краями секцій (б) сонячних елементів сонячної панелі та краями електроізоляційної основи (7) дорівнює ширині крайок (14) напрямних ламелі (2).

Сонячні секції (б) з'єднані між собою з утворенням сонячних панелей (5) електричним з'єднанням за допомогою водонепроникних конекторів штекерного типу (15), наприклад, 5МО

Ріп Соппесіог5, або за допомогою провідників, приєднаних до контактів, що розташовані на зворотній стороні секцій сонячних елементів (6). При цьому кожна сонячна панель (5) має одна з одною паралельне або послідовно-паралельне з'єднання.

Задля максимально повного використання площі ламелей (2) та більш ефективного компонування секцій (б) в сонячній панелі (5), а також для уникнення деформації їх фотоелекричного покриття, секції сонячних елементів виконані у вигляді прямокутників зі зрізаними верхніми кутами. При цьому сумарна площа секцій сонячних елементів (6) становить якнайменше 0,7 від загальної площі сонячної панелі (5), а довжина електроіїзоляційної основи (7) між торцевими краями сонячної панелі та краями відповідних секції (б) сонячних елементів, не перевищує довжини вказаних секцій, що дозволяє максимально зменшити нефункціональну площу сонячної панелі та передбачити зону калібрування для можливого приєднання

Зо додаткових секцій (6), залишивши зони для можливої прирізки.

Привід (4) виконано з можливістю зміни кута нахилу ламелей в залежності від параметрів освітленості всередині та/або ззовні приміщення. Виконання приводу жалюзі з можливістю зміни кута нахилу ламелей в залежності від параметрів освітленості всередині та/або ззовні приміщення дозволяє максимально збалансувати використання жалюзі як для затемнення приміщень, так і для збору і акумулювання енергії сонячного випромінювання.

Таким чином, заявлена корисна модель за рахунок поєднання зазначених елементів, їх механічної та електричної взаємодії, дозволяє створити конструкцію фотоелектричних жалюзі, здатну до легкої зміни довжини панелей, монтажу жалюзі з індивідуальними розмірами для вже існуючих споруд при ефективному використанні площі ламелей для збору сонячного випромінювання, мінімізувавши можливість деформації та механічного пошкодження сонячних панелей та зменшивши частку нефункціональних зон, забезпечуючи при цьому вимоги безпеки по величині напруги в системі перетворення отриманого від панелей та зменшення втрат струму на шляхах його транспортування до загальної мережі, та стійку до широкого діапазону атмосферних впливів, що дозволяє використовувати зазначені жалюзі як всередині, так і ззовні.

Технічним результатом, який при цьому досягається є забезпечення високих характеристик механічної міцності при можливості виготовлення та легкого монтажу жалюзі в широкому діапазоні розмірів, збереження корисної функціональної площі збору сонячного випромінювання, зменшення втрат на перетворення та транспортування електроенергії до загальної мережі при забезпеченні можливості дотримання вимог електробезпеки по величині електричної напруги.

Claims (8)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

1. Фотоелектричні жалюзі для вікон, які складаються з множини видовжених ламелей, розташованих паралельно і з'єднаних між собою щонайменше двома стрічками, оснащених приводом для їх складання, розкладання та зміни кута нахилу, на яких змонтовані сонячні панелі, електрично з'єднані між собою та оснащені засобами передачі отриманої електроенергії на зовнішні мережі або засоби зберігання, які відрізняються тим, що кожна сонячна панель утворена щонайменше двома секціями сонячних елементів, розташованими на основі з бо електроіїзоляційного матеріалу і покритими температуро- та вологостабільним шаром,

підключеними одна до одної вбудованими в них засобами електричного з'єднання, та виконана з можливістю приєднання щонайменше однієї додаткової секції; одна крайня секція кожної сонячної панелі обладнана засобом перетворення вихідної потужності, який являє собою рС/ОС перетворювач або діод Шоткі, вбудований в основу з електроізоляційного матеріалу з боку панелі, оберненого в бік ламелі, при цьому ЮС/ОС перетворювач або діод Шоткі кожної сонячної панелі підключений до загальної шини, з'єднаної з перетворювачем постійного струму в перемінний; при цьому профіль ламелей в поперечному перерізі має С-подібну форму з загнутими крайками, які у повздовжньому напрямку утворюють напрямні для встановлення сонячних панелей, при цьому відстань між краями секцій сонячних елементів сонячної панелі та краями електроізоляційної основи дорівнює ширині крайок напрямних ламелі.

2. Жалюзі за п. 1, які відрізняються тим, що як засоби електричного з'єднання секцій сонячних елементів використані водонепроникні конектори штекерного типу.

3. Жалюзі за п. 1, які відрізняються тим, що як засоби електричного з'єднання секцій сонячних елементів використані провідники, приєднані до контактів, що розташовані на зворотній стороні секцій сонячних елементів.

4. Жалюзі за п. 1, які відрізняються тим, що сонячні панелі електрично з'єднані між собою паралельно.

5. Жалюзі за п. 1, які відрізняються тим, що сонячні панелі електрично з'єднані між собою послідовно-паралельно.

6. Жалюзі за п. 1, які відрізняються тим, що ЮОС/ОС перетворювач підвищує та стабілізує напругу в діапазоні 24-36 М.

7. Жалюзі за будь-яким з попередніх пунктів, які відрізняються тим, що секції сонячних елементів виконані у вигляді прямокутників зі зрізаними верхніми кутами і при цьому сумарна площа секцій сонячних елементів становить щонайменше 0,7 від загальної площі сонячної панелі, а довжина електроіїзоляційної основи між торцевими краями сонячної панелі та краями відповідних секції сонячних елементів не перевищує довжини вказаних секцій.

8. Жалюзі за будь-яким з попередніх пунктів, які відрізняються тим, що привід виконано з можливістю зміни кута нахилу ламелей в залежності від параметрів освітленості всередині та/або ззовні приміщення.