блок концентраторов солнечной батареи (варианты) и способ концентрирования солнечной энергии на панелях солнечной батареи с концентраторами

Формула изобретения

1. Блок концентраторов солнечной батареи, включающий:

первую панель солнечной батареи, выполненную таким образом, чтобы получать солнечную энергию;

первый регулируемый концентратор, соединенный с первой панелью солнечной батареи и отражающий солнечную энергию на первую панель солнечной батареи;

первый ведущий вал, соединенный с первым регулируемым концентратором, причем первый ведущий вал выполнен таким образом, чтобы обеспечивать вращение первого регулируемого концентратора относительно первой панели солнечной батареи для максимального увеличения количества солнечной энергии, отражаемой на первую панель солнечной батареи,

вторую панель солнечной батареи, соединенную с первой панелью солнечной батареи с возможностью складывания;

второй регулируемый концентратор, соединенный со второй панелью солнечной батареи и отражающий солнечную энергию на вторую панель солнечной батареи;

второй ведущий вал, соединенный со вторым регулируемым концентратором, выполненный таким образом, чтобы второй регулируемый концентратор вращался относительно второй панели солнечной батареи для максимального увеличения количества солнечной энергии, отражаемой на вторую панель солнечной батареи; и

механизм тяги, соединенный с первым и вторым ведущими валами для обеспечения соединения первого ведущего вала со вторым ведущим валом и образования непрерывного ведущего вала и шарнира между первой и второй панелями солнечной батареи.

2. Блок концентраторов солнечной батареи по п.1, дополнительно включающий двигатель позиционирования, соединенный с первым ведущим валом для регулирования положения первого концентратора относительно первой панели солнечной батареи, с целью максимального увеличения количества солнечной энергии, отражаемой на первую панель солнечной батареи.

3. Блок концентраторов солнечной батареи по п.1, в котором

первый и второй ведущие валы включают шлицевые концы и механизм тяги включает трос тяги, который при натяжении приводит к соединению шлиц одного конца первого ведущего вала со шлицами одного конца второго ведущего вала для образования непрерывного ведущего вала и шарнира между первыми и вторыми панелями солнечной батареи.

4. Блок концентраторов солнечной батареи по п.3, в котором трос тяги пропущен через первый и второй ведущие валы для соединения шлиц первого и второго ведущих валов и образования непрерывного ведущего вала и шарнира между первой и второй панелями солнечной батареи.

5. Блок концентраторов солнечной батареи по п.1, дополнительно включающий двигатель позиционирования, соединенный с непрерывным ведущим валом, и шарнир между первой и второй панелями солнечной батареи для регулирования положения первого и второго концентраторов относительно первой и второй панелей солнечной батареи для максимального увеличения количества солнечной энергии, отражаемой на первую и вторую панели солнечной энергии.

6. Блок концентраторов солнечной батареи по п.1, отличающийся тем, что панели соединены с космическим аппаратом.

7. Блок концентраторов солнечной батареи, включающий:

первую панель солнечной батареи, выполненную таким образом, чтобы получать солнечную энергию;

первый регулируемый концентратор, соединенный с первой панелью солнечной батареи и отражающий солнечную энергию на первую панель солнечной батареи;

первый сегмент ведущего вала, соединенный с первым регулируемым концентратором и выполненный таким образом, чтобы первый корректируемый концентратор вращался относительно первой

панели солнечной батареи для максимального увеличения количества солнечной энергии, отражаемой на первую панель солнечной батареи;

вторую панель солнечной батареи, выполненную таким образом, чтобы получать солнечную энергию, причем эта вторая панель соединена с первой панелью солнечной батареи с возможностью складывания;

второй регулируемый концентратор, соединенный со второй панелью солнечной батареи, выполненный таким образом, чтобы отражать солнечную энергию на вторую панель солнечной батареи;

второй сегмент ведущего вала, соединенный со вторым регулируемым концентратором, выполненный таким образом, чтобы второй регулируемый концентратор вращался относительно второй панели солнечной батареи для максимального увеличения количества солнечной энергии, отражаемой на вторую панель солнечной батареи; и

механизм тяги, соединенный с первым и вторым сегментами ведущего вала для соединения первого сегмента ведущего вала со вторым сегментом ведущего вала и образования непрерывного ведущего вала и шарнира между первой и второй панелями солнечной батареи.

8. Блок концентраторов солнечной батареи по п.7, дополнительно включающий двигатель позиционирования, соединенный с первым сегментом ведущего вала для регулирования позиции первого концентратора относительно первой панели солнечной батареи для максимального увеличения количества солнечной энергии, отражаемой на первую панель солнечной батареи.

9. Блок концентраторов солнечной батареи по п.7, в котором

первый и второй сегменты ведущего вала включают шлицевые концы и

механизм тяги включает провод тяги, который при натяжении соединяет шлицы одного конца первого сегмента ведущего вала со шлицами одного конца второго сегмента ведущего вала для образования непрерывного ведущего вала и шарнира между первой и второй панелями солнечной батареи.

10. Блок концентраторов солнечной батареи по п.9, в котором провод тяги проходит через первый и второй сегменты ведущего вала для соединения шлиц первого и второго сегментов ведущего вала и образования непрерывного ведущего вала и шарнира между первой и второй панелями солнечной батареи.

11. Блок концентраторов солнечной батареи по п.7, дополнительно включающий двигатель позиционирования, соединенный с непрерывным ведущим валом, и шарнир для регулирования положения первого и второго концентраторов относительно первой и второй панелей солнечной батареи для максимального увеличения количества солнечной энергии, отражаемой на первую и вторую панели солнечной батареи.

12. Способ концентрирования солнечной энергии на панели солнечной батареи, включающий:

получение солнечной энергии на первый регулируемый концентратор;

отражение полученной солнечной энергии на первую панель солнечной батареи;

соединение с возможностью вращения первого регулируемого концентратора с первой панелью солнечной батареи и

вращение первого регулируемого концентратора относительно первой панели солнечной батареи для максимального увеличения количества солнечной энергии, отражаемой на первую панель солнечной батареи;

получение солнечной энергии на второй регулируемый концентратор;

отражение полученной солнечной энергии на вторую панель солнечной батареи;

соединение с возможностью вращения второго регулируемого концентратора с первой панелью солнечной батареи и

вращение второго регулируемого концентратора относительно второй панели солнечной батареи для максимального увеличения количества солнечной энергии, отражаемой на вторую панель солнечной батареи;

в котором соединение с возможностью вращения первого регулируемого концентратора и соединение с возможностью вращения второго регулируемого концентратора включает соединение первого сегмента ведущего вала со вторым сегментом ведущего вала механизмом тяги, соединенным с первым и вторым сегментами ведущего вала для образования непрерывного ведущего вала и шарнира между первой и второй панелями солнечной батареи.

13. Способ по п.12, в котором вращение первого регулируемого концентратора относительно первой панели солнечной батареи приводит в действие двигатель позиционирования.

14. Способ по п.12, по которому соединение первого сегмента ведущего вала со вторым сегментом ведущего вала с помощью механизма тяги включает соединение щлиц одного конца первого сегмента ведущего вала со шлицами одного конца второго сегмента ведущего вала с помощью троса тяги для образования непрерывного ведущего вала и шарнира между первой и второй панелями солнечной батареи.

15. Способ по п.14, по которому соединение шлиц одного конца первого сегмента ведущего вала со шлицами одного конца второго сегмента ведущего вала с помощью троса тяги включает натяжение троса тяги для сцепления шлиц первого и второго сегментов ведущего вала.

16. Способ по п.12, по которому вращение первого регулируемого концентратора относительно первой панели солнечной батареи и второго регулируемого концентратора относительно второй панели солнечной батареи включает приведение в действие двигателя позиционирования.

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Данное изобретение относится к системам концентраторов солнечной батареи и способу их работы, в частности к солнечным батареям с регулируемыми концентраторами, предназначенными для изменения относительного угла между панелями солнечных батарей и концентраторами.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Солнечные батареи преобразуют солнечный свет в электричество. Такое преобразование позволяет получать экономичный источник энергии для широкого применения, в частности в космических аппаратах. В целом, чем больше солнечного света получает солнечная батарея, тем больше энергии вырабатывается. Солнечные батареи работают наиболее эффективно, когда получают максимально возможное количество солнечной энергии. Однако расположение солнечной батареи относительно поступающей солнечной энергии не всегда позволяет получать максимальное количество энергии. В некоторых системах, используемых в настоящее время, солнечная батарея расположена таким образом, чтобы получать максимальное количество солнечной энергии. Такие системы тяжелы и используют достаточно сложные механизмы. Когда солнечная батарея используется в системе, где вес является важным фактором, использование тяжелого механизма для регулирования положения солнечной батареи представляется неприемлемым.

На солнечные батареи можно также устанавливать концентраторы или рефлекторы, чтобы направлять на них солнечный свет и увеличивать таким образом выработку энергии. Однако неподвижно закрепленные концентраторы под некоторыми углами могут заслонять батареи или могут вызывать перегревание подложек. Неподвижно закрепленный концентратор, установленный на солнечной батарее, которая управляется приводом солнечной батареи, является одним из эффективных методов получения энергии. Однако недостатком концентратора, установленного неподвижно на управляемой солнечной батарее, является высокая стоимость изготовления приводов для солнечной батареи и механизмов слежения за солнцем и управления приводами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение представляет собой блок концентраторов солнечной батареи, его варианты и способ концентрирования солнечной энергии на панелях солнечной батареи с концентраторами, который позволяет значительно устранить или уменьшить ряд недостатков и проблем, связанных с существующими системами и способами.

В соответствии с одним из вариантов осуществления данного изобретения блок концентраторов солнечной батареи включает первую панель солнечной батареи, выполненную таким образом, чтобы получать солнечную энергию, и первый регулируемый концентратор, соединенный с первой панелью солнечной батареи. Первый регулируемый концентратор отражает солнечную энергию на первую панель солнечной батареи. Первый ведущий вал соединен с первым регулируемым концентратором. Первый ведущий вал выполнен таким образом, чтобы первый регулируемый концентратор вращался относительно первой панели солнечной батареи, чтобы максимально увеличить количество солнечной энергии, отражаемой на первую панель солнечной батареи. Вторую панель солнечной батареи для получения солнечной энергии, причем вторая панель солнечной батареи может складываться и соединена с первой панелью солнечной батареи. Второй регулируемый концентратор, отражающий солнечную энергию на вторую панель солнечной батареи, может быть соединен со второй панелью солнечной батареи. Второй ведущий вал может быть соединен с регулируемым концентратором, причем второй ведущий вал выполнен таким образом, что второй регулируемый концентратор вращается относительно второй панели солнечной батареи, чтобы максимально увеличить количество солнечной энергии, отражаемой на вторую панель солнечной батареи. Механизм тяги может быть соединен с первым и вторым приводами, причем механизм тяги выполнен таким образом, что первый ведущий вал соединяется со вторым ведущим валом для образования непрерывного ведущего вала и шарнира между первой и второй панелями солнечной батареи.

Блок концентраторов солнечной батареи может включать двигатель позиционирования, соединенный с первым ведущим валом, причем двигатель позиционирования регулирует положение первого концентратора относительно первой панели солнечной батареи, чтобы максимально увеличить количество солнечной энергии, отражаемой на первую панель солнечной батареи.

Технические преимущества отдельных вариантов осуществления данного изобретения заключаются в наличии регулируемого концентратора, шарнирно закрепленного на панели солнечной батареи, для изменения относительного угла между концентратором и панелью солнечной батареи. Таким образом, наличие концентратора позволяет увеличить количество солнечной энергии, попадающей на панель. Еще одно техническое преимущество настоящего изобретения заключается в отказе от использования механизма, соединенного с солнечной батарей, для расположения батареи таким образом, чтобы получать как можно больше энергии. Такие механизмы для панелей солнечной батареи являются дорогостоящими и сложными приводами. Регулируемый концентратор по настоящему изобретению имеет меньший вес и меньшую стоимость установки по сравнению с обычно используемыми блоками управления солнечными батареями. Таким образом, производство концентраторов по настоящему изобретению является разумной альтернативой для таких устройств, как космический аппарат или иное транспортное средство, где важны такие факторы, как вес и маневренность.

Другие технические преимущества будут очевидны специалистам в данной области после ознакомления со следующими чертежами, описанием изобретения и пунктами формулы. Кроме того, несмотря на то, что особые преимущества изобретения были перечислены выше, различные варианты его осуществления могут включать все из перечисленных преимуществ, несколько их них или не содержать ни одного из них.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для лучшего понимания вариантов осуществления изобретения и их преимуществ ниже приводится его описание вместе с сопроводительными чертежами.

На фиг.1 изображен блок с регулируемыми концентраторами, соединенными с панелями солнечной батареи в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.2А, 2В и 2С изображены регулируемые концентраторы в соответствии с фиг.1 в различных положениях относительно панелей солнечной батареи в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.3 изображен блок, включающий регулируемый концентратор, соединенный с панелью солнечной батареи в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.4 изображена пружина для блока, изображенного на фиг.3, с помощью которой изменяется положение концентратора, соединенного с панелью солнечной батареи в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.5 изображен двигатель и ведущий вал для системы, изображенной на фиг.3, который вращает концентратор относительно панели солнечной батареи в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.6 изображены панели солнечной батареи и регулируемые концентраторы, соединенные с корпусом космического аппарата, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.7 изображены развернутые регулируемые концентраторы и панели солнечной батареи, соединенные с корпусом космического аппарата в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.8 изображен корпус космического аппарата с панелями солнечной батареи и концентраторами в свернутом положении в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

На фиг.9 изображен корпус космического аппарата с панелями солнечной батареи и концентраторами в частично развернутом положении в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.10 изображен трос тяги, проходящий через полые сегменты ведущего вала для вращения концентраторов относительно панелей солнечной батареи в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

На фиг.11А изображен трос тяги в соответствии с фиг.10 в свернутом положении в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

На фиг.11В изображен трос тяги в соответствии с фиг.10 в развернутом положении в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.1 изображен блок 11 для увеличения выработки энергии панелями солнечной батареи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Панели солнечной батареи 10 соединены с концентраторами 12. Панели солнечной батареи 10 включают обычные солнечные элементы, реагирующие на солнечную энергию для преобразования поступающей солнечной энергии в электрическую. Возможно электрическое соединение панелей солнечной батареи 10 с объектом типа космического аппарата для обеспечения этого объекта энергией при определенном напряжении и силе токе. Концентраторы 12 отражают солнечную энергию на панели солнечной батареи 10. Такое отражение обеспечивает поступление большего количества солнечной энергии на панели солнечной батареи 10, таким образом увеличивая выработку энергии панелями солнечной батареи 10. Концентраторы 12 вешаются на панели солнечной батареи 10 и регулируются посредством дискретных электроприводов 24, соединенных с ведущими валами, образующими подобие шарниров между панелями солнечной батареи 10 и концентраторами 12. Использование регулируемых концентраторов 12 позволяет перемещать и позиционировать их таким образом, чтобы оптимизировать количество солнечной энергии, отражаемой на панели солнечной батареи 10. Кроме того, регулируемые концентраторы могут уменьшить затенение панелей солнечной батареи, которое может быть вызвано в устройстве с фиксированной панелью/концентратором солнечной батареи.

На фиг.2А-2С представлен вид сбоку блока 11 в соответствии с фиг.1, где концентраторы 12 расположены под различными углами для отражения солнечной энергии 16 на панели солнечной батареи 10. Как видно на чертеже, положение концентраторов 12 может регулироваться относительно положения панелей солнечной батареи 10 в зависимости от направления солнечной энергии 16. Таким образом, положение концентраторов 12 можно регулировать в зависимости от положения панелей солнечной батареи 10 относительно солнца.

На фиг.3 изображен блок, включающий панель солнечной батареи 10, соединенную с концентратором 12 через блок ведущего вала 18 с ведущим валом 20. Когда двигатель (не показан на чертеже), соединенный с ведущим валом 20, поворачивает ведущий вал, угол между концентратором 12 и панелью солнечной батареи 10 изменяется, таким образом солнечная энергия отражается на панель солнечной батареи 10. Мотор приводит ведущий вал 20 против действия пружины 22.

На фиг.4 изображена пружина 22 в соответствии с фиг.3 в нейтральном, ослабленном, положении. Когда пружина 22 находится в таком нейтральном положении, концентратор 12 находится под углом 180° относительно панелей солнечной батареи 10 или на одной линии с панелью солнечной батареи 10. В таком положении солнечная энергия не отражается на панель солнечной батареи 10, а концентратор 12 не заслоняет панель солнечной батареи 10. Вращение ведущего вала 20 против пружины 22 ослабляет вибрацию, которая может возникнуть в концентраторе 12 в ходе операции.

Поскольку двигатель управляет ведущим валом 20 под углом более 180°, как описано выше, тяговая сила двигателя будет противодействовать растяжению пружины 22. Если происходит сбой двигателя, то пружина 22 возвращается в нейтральное положение, при котором концентратор 12 находится на одной линии с панелью солнечной батареи 10. Эта нейтральная позиция обеспечивает такое незатененное или открытое положение панели солнечной батареи 10, которое обеспечивает полную выработку энергии панелью солнечной батареи 10 в случае сбоя в системе.

Пружина 22 может также использоваться, чтобы развернуть концентратор 12, когда он находится в сложенном положении в некоторых установках, например, когда концентратор соединен с панелью солнечной батареи 10 космического аппарата, как описано ниже. Концентратор 12 может находиться в сложенном положении за панелью солнечной батареи 10, а после развертывания панели солнечной батареи 10 пружина 22 может вернуться в нейтральное положение, таким образом, концентратор 12 окажется под углом 180°, как указано выше.

На фиг.5 приведена блок-схема системы, на которой изображен двигатель позиционирования 24, соединенный с ведущим валом 20, который действует в качестве шарнира, обеспечивая тем самым вращение концентратора 12 относительно панели солнечной батареи 10. Поскольку двигатель позиционирования 24 вращает вал 20, угол между концентратором 12 и панелью солнечной батареи 10 изменяется таким образом, что солнечная энергия отражается от концентратора 12 на панель солнечной батареи 10. Двигатель 24 может управляться с помощью автоматической системы регулирования. Например, компьютер может определить оптимальное положение концентратора 12 относительно панели солнечной батареи 10 в зависимости от положения панели солнечной батареи 10 и солнца. Компьютер передает командные сигналы управления двигателю 24, который разворачивает концентратор 12 в оптимальную позицию на основании поступивших на компьютер данных. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения, в которых панель солнечной батареи 10 соединена с космическим аппаратом, компьютер может находиться на борту космического аппарата.

Как указано выше, в предпочтительных вариантах осуществления данного изобретения описываемые концентраторы и панели солнечной батареи, соединены с космическим аппаратом для обеспечения его электроэнергией, получаемой из солнечной энергии. В таких случаях навигационные системы космического аппарата могут корректировать угол расположения концентраторов относительно панелей солнечной батареи в зависимости от движения и курса космического аппарата для того, чтобы оптимизировать получение и отражение солнечной энергии на панели солнечной батареи. Подобные системы в настоящее время используются для управления панелями солнечной батареи во время полетов.

Когда космический аппарат движется по орбите земли (или по другой орбите), угол космического аппарата по отношению к солнцу непрерывно изменяется. Встроенный компьютер космического аппарата считывает скорость изменения со встроенных гироскопов и посылает соответствующие сигналы двигателю 24, который приводит ведущий вал 20. Двигатель 24 приводит ведущий вал 20 для изменения положения концентратора 12 относительно панели солнечной батареи 10, оптимизируя таким образом количество солнечной энергии, отражаемой на панели солнечной батареи.

В то время как некоторые варианты осуществления изобретения, описанные здесь, включают двигатель, приводящий ведущий вал, для изменения положения концентраторов относительно панелей солнечной батареи, в других вариантах осуществления изобретения могут использоваться иные способы регулирования положения концентраторов. Кроме того, другие варианты осуществления изобретения могут включать другие способы помимо описанной здесь пружины для развертывания концентраторов.

На фиг.6 приведена диаграмма, на которой изображен космический аппарат 28 с основным корпусом 30. Космический аппарат 28 включает панели солнечной батареи 10 в свернутом, стартовом, положении. Концентраторы 12 находятся в свернутом положении за панелями солнечной батареи 12 для экономии пространства и во избежание затенения панелей солнечной батареи 10 в случае неправильного развертывания концентраторов 12. Как показано на чертеже, космический аппарат 28 расположен на стартовой ступени, и вокруг него находится обтекатель или экран для защиты во время запуска. Как только космический аппарат стартует и набирает необходимую высоту, обтекатель отделяется от аппарата. Впоследствии в течение полета космический аппарат 28 отделяется от стартовой ступени, что позволяет развернуть панели солнечной батареи.

На фиг.7 изображен космический аппарат 28 с панелями солнечной батареи 10 в развернутом положении. Концентраторы 12 также изображены в развернутом положении для отражения солнечной энергии на панели солнечной батареи 10. Изображение положения концентраторов 12 на фиг.7 сходно с положением концентраторов 12 на фиг.2А. Как только панели солнечной батареи 10 разворачиваются, сигнал от встроенного компьютера космического аппарата 28 освобождает и разворачивает концентраторы 12. Двигатель 24 и пружины 22 (изображенные и описанные выше) приводят ведущий вал 20 во вращение и разворачивают концентраторы 12 в рабочее положение для отражения солнечной энергии на панели солнечной батареи 10. Концентраторы 12 могут также регулироваться относительно положения панелей солнечной батареи 10 и солнца.

На фиг.8 изображен корпус 42 космического аппарата 40 с панелями солнечной батареи 10 в свернутом положении перед стартом. Используя комбинацию шарниров и пружин, панели солнечной батареи 10 могут быть свернуты, таким образом экономя пространство, необходимое для космического аппарата 40 на стартовой ступени. Концентраторы 12 могут быть соединены с панелями солнечной батареи 10 сворачивающим ведущим валом, функцией которого является вращение концентраторов, как описано ниже.

На фиг.9 изображен космический аппарат 40 и показано положение панелей солнечной батареи 10 во время их развертывания из свернутого положения, изображенного на фиг.8. Как только панели солнечной батареи 10 полностью развернуты (практически перпендикулярно основному корпусу, как показано на фиг.7) и ориентированы на солнце, концентраторы 12 также могут быть развернуты. Такое развертывание концентраторов 12 происходит вследствие вращения пружин, как указано выше в отношении фиг.3 и 4, поскольку они приводятся в нейтральное положение. Затем могут быть активизированы двигатели 24 для вращения ведущего вала 20 (см. фиг.5), который вращает концентраторы 12 относительно панелей солнечной батареи 10 таким образом, чтобы концентраторы оказались в оптимальном положении для отражения солнечной энергии на панели солнечной батареи.

Для свертывания панелей солнечной батареи 10, изображенных на фиг.1, как описано в варианте осуществления изобретения, изображенном на фиг.8 и 9, можно также свертывать ведущий вал 20, который разворачивает концентраторы 12 к панелям солнечной батареи 10 и вращает концентраторы 12 относительно панелей солнечной батареи 10 с помощью двигателя 24 (как изображено на фиг.5). Складной ведущий вал включает полые сегменты ведущего вала с тросом тяги, пропущенным через сегменты. На фиг.10 изображен полый ведущий вал 55 с шлицевыми сегментами 50, через которые проходит трос тяги 52. Сегменты ведущего вала 50 включают шлицевые концы 53, которые соединены с соответствующим шлицевым концом смежного сегмента 50 для образования сплошного ведущего вала, который соединяет панели солнечной батареи 10 и концентраторы 12.

На фиг.11А и 11В показано функционирование ведущего вала 55. На фиг.11А изображен ведущий вал 55 в свернутом положении. Провод тяги 52 пропущен через сегменты полого ведущего вала 50, как изображено на фиг.10. Как указано на фиг.1, каждый сегмент ведущего вала 50 соединяет концентратор 12 с соответствующей панелью солнечной батареи 10. Трос тяги 52 виден между сегментами полого ведущего вала 50. Как показано, у троса тяги 52 имеется достаточное пространство, а между каждым сегментом ведущего вала 50 имеется небольшой люфт, который регулирует натяжение троса тяги 52, пока панели солнечной батареи 10 не начнут разворачиваться. Двигатели 24 соединены с концами ведущего вала 55. Двигатели 24 включают проводной механизм тяги 61 для натяжения троса тяги 52 таким образом, чтобы соединить сегменты ведущего вала 50 для образования единого ведущего вала 55.

На фиг.11В изображен ведущий вал 55 после разворачивания для образования вращательного вала. При эксплуатации, когда панели солнечной батареи 10 разворачиваются (как изображено на фиг.9), сегменты ведущего вала соединяются со смежным сегментом для образования ведущего вала 55, позволяя тем самым развернуть концентраторы в требуемое положение для отражения солнечной энергии. Ведущий вал 55 соединен с панелями солнечной батареи и концентраторами (как изображено на фиг.5 касательно ведущего вала 20, концентраторов 12 и панелей солнечной батареи 10). Когда ведущий вал 55, включая сегменты 50 ведущего вала и провод тяги 52, развернут, механизм провода тяги 61 натягивает трос тяги 52 с концов таким образом, чтобы зацепить смежные участки шлицевых концов сегментов и зафиксировать на месте сегменты 50 ведущего вала. Таким образом, ведущий вал 55 превращается в жесткий вал, который шарнирно соединяет панели солнечной батареи и концентраторы. Для этой цели механизм троса тяги 61 включает блок проводной тяги. Такой блок проводной тяги может использоваться в ряде механизмов, например в пружинном блоке, соединенном с бобиной, который при отпускании обеспечивает натяжение провода тяги 52.

На чертежах изображены два двигателя 24 (по одному на каждом конце ведущего вала 55) для того, что если один двигатель 24 дает сбой, то дополнительный двигатель используется для натяжения троса тяги 52 и вращения концентраторов. Конструкция двигателей 24 может включать соленоидальный блок, который соединяет двигатели с ведущим валом 55. Таким образом, в случае отключения электричества или сбоя в работе компьютера двигатели 24 отсоединятся от ведущего вала 55 и концентраторы приводятся в безопасное положение, чтобы не заслонять панели солнечной батареи.

Когда двигатели 24 заблокированы, а трос тяги 52, соединяющий сегменты 50 ведущего вала в единый сегмент ведущего вала, пружина 22, как изображено на фиг.3, приводит сегменты 50 ведущего вала в такое положение, при котором концентраторы оказываются на одной линии с панелями солнечной батареи. Чтобы привести концентраторы в оптимальное отражающее положение в зависимости от положения солнца относительно панелей солнечной батареи, двигатель приводится против пружины 22, как указано выше. При вращении сегментов 50 ведущего вала угол между концентраторами и панелями солнечной батареи изменяется таким образом, что отраженный свет фокусируется на панелях солнечной батареи. Примеры таких угловых вариантов изображены на фиг.2А, 2В и 2С. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения, амплитуда движения концентраторов может составлять приблизительно 150 градусов от центрального положения, то есть на одной линии с панелями солнечной батареи.

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, описанные выше, предусматривают вращение концентраторов, отражающих солнечную энергию на панели солнечной батареи. Положение концентраторов для оптимального отражения солнечной энергии может регулироваться в зависимости от положения солнца относительно концентраторов и панелей солнечной батареи. Положение панелей солнечной батареи может быть фиксированным, в то время как положение концентраторов может регулироваться. Такой вариант имеет преимущества по сравнению с регулированием панелей солнечной батареи относительно концентраторов, так как позволяет отказаться от дорогостоящих и сложных приводов для панелей солнечной батареи. Кроме того, описанные здесь механизмы для регулирования положения концентраторов имеют меньший вес по сравнению с механизмами для разворачивания панелей солнечной батареи, таким образом снижается общий вес и улучшается маневренность установок, в которых используются такие механизмы, например блоки космического аппарата. Кроме того, хотя в предпочтительных вариантах осуществления изобретения, приведенных здесь, описывается использование регулируемых концентраторов, шарнирно соединенных с панелями солнечной батареи для использования на космическом аппарате, следует понимать, что регулируемые концентраторы, шарнирно соединенные с панелями солнечной батареи, могут также использоваться в других видах техники. Например, такие регулируемые концентраторы могут использоваться в различных в других видах техники, в которых солнечную энергию получают для преобразования в электроэнергию, например в автомобилях с питанием от солнечных батарей.

Несмотря на приведенное здесь подробное описание данного изобретения, специалисты в данной области техники могут предложить различные изменения и усовершенствования. Следует понимать, что настоящее изобретение охватывает такие изменения и модификации в объеме прилагаемой формулы изобретения.