установка для выработки электрической энергии с использованием солнечной энергии

Формула изобретения

1. Установка для выработки электрической энергии с использованием солнечной энергии, содержащая солнечную батарею (2), включающую в себя несущую конструкцию (21), на которой установлены панель (22) для сбора и преобразования солнечной энергии в электрическую и концентрирующее устройство для концентрации солнечного излучения на указанной панели, расположенное над указанной панелью; опорное устройство (3) для удержания солнечной батареи (2) на опорной поверхности (100) с возможностью перемещения относительно этой поверхности, включающее в себя полое основание (31), имеющее верхнюю стенку (311) и выполненное с возможностью расположения на опорной поверхности (100), дисковый элемент (32), установленный на верхней стенке (311) основания (31) с возможностью вращения относительно основания (31) вокруг своей центральной оси (а), проходящей перпендикулярно опорной поверхности (100), расположенный в основании (31) привод вращения дискового элемента и телескопический стержень (34), шарнирно соединенный своими концами (3421, 3411) с несущей конструкцией (21) и дисковым элементом (32), а также два разнесенных друг от друга вертикальных опорных стержня (35), нижний конец (351) каждого из которых закреплен на дисковом элементе (32), а верхний конец (352) каждого из которых шарнирно соединен с несущей конструкцией (21); и блок (4) управления, включающий в себя блок (41) датчиков для формирования данных о направлении солнечного излучения и контроллер (42), соединенный с блоком (41) датчиков, приводом и телескопическим стержнем (34) и выполненный с возможностью получения данных от блока (41) датчиков и управления на основании полученных данных приводом и телескопическим стержнем (34), так что при вращении дискового элемента (32) под действием привода и изменения длины телескопического стержня (34) панель (22) для сбора солнечной энергии перемещается в сторону солнечного света.

2. Установка по п.1, в которой солнечная батарея (2) дополнительно содержит накопитель электрической энергии (24), электрически связанный с панелью (22) для сбора солнечной энергии, для хранения получаемой от нее электрической энергии.

3. Установка по п.2, в которой накопитель электрической энергии (24) установлен на несущей конструкции (21) под панелью (22) для сбора солнечной энергии.

4. Установка по п.1, в которой концентрирующее устройство включает в себя множество концентрирующих линз (23), проходящих в первом направлении (X), размещенных во втором направлении (Y), перпендикулярном первому направлению (X), и установленных с возможностью поворота на несущей конструкции (21).

5. Установка по п.4, в которой каждая из концентрирующих линз (23) концентрирующего устройства имеет выпуклую поверхность (231) и плоскую поверхность (232), противоположную выпуклой поверхности (231) и обращенную в сторону панели (22) для сбора солнечной энергии.

6. Установка по п.4, в которой каждая из концентрирующих линз (23') концентрирующего устройства имеет противоположные выпуклые поверхности (231, 232').

7. Установка по п.1, в которой телескопический стержень (34) опорного устройства (3) выполнен в виде гидроцилиндра.

8. Установка по п.1, в которой привод включает в себя двигатель (33), электрически связанный с контроллером (42) блока (4) управления и управляемый им, при этом ведущий вал (331) двигателя (33) расположен вдоль центральной оси (а) и закреплен на дисковом элементе (32), так что дисковый элемент (32) вращается вместе с ведущим валом (331) двигателя (33).

9. Установка по п.1, в которой привод включает в себя двигатель (33') с ведущим валом (332), электрически связанный с контроллером (42) блока (4) управления и управляемый им, ведомый вал (36), расположенный вдоль центральной оси (а) и закрепленный на дисковом элементе (32), так что дисковый элемент (32) вращается вместе с ведомым валом (36), шкив (37), закрепленный на ведомом валу (36), и приводной ремень (38), охватывающий ведущий вал (332) двигателя (33') и шкив (37).

10. Установка по п.1, в которой опорное устройство (3) дополнительно содержит множество колес (39), установленных на нижней стороне основания (31) и обеспечивающих возможность его перемещения относительно опорной поверхности (100).

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к установке для выработки электроэнергии, а именно к установке для выработки электрической энергии с использованием солнечной энергии.

Уровень техники

На фиг.1 изображено известное устройство для выработки электрической энергии с использованием солнечной энергии, раскрытое в документе TW M279834. Известное устройство содержит несущую конструкцию 12, на которой установлены панель 11 для сбора солнечной энергии и блок датчиков, включающий в себя множество датчиков 15, определяющих направление солнечного излучения; привод 13 перемещения несущей конструкции 12; а также контроллер 14 для управления приводом на основании информации от блока датчиков таким образом, чтобы панель 11 для сбора солнечной энергии перемещалась в направлении, обеспечивающем наибольшую эффективность сбора солнечной энергии.

Однако при уменьшении интенсивности солнечных лучей эффективность сбора солнечной энергии известным устройством снижается, поэтому оно не может обеспечивать стабильную выработку электроэнергии.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является создание установки для выработки электрической энергии с использованием солнечной энергии, лишенной вышеупомянутого недостатка известного устройства.

Согласно изобретению установка для выработки электрической энергии с использованием солнечной энергии содержит солнечную батарею, включающую в себя несущую конструкцию, на которой установлены панель для сбора и преобразования солнечной энергии в электрическую и расположенное над указанной панелью концентрирующее устройство для концентрации солнечного излучения на указанной панели; опорное устройство для удержания солнечной батареи на опорной поверхности с возможностью ее перемещения, включающее в себя полое основание, имеющее верхнюю стенку и выполненное с возможностью расположения на опорной поверхности, дисковый элемент, установленный на верхней стенке основания с возможностью вращения относительно основания вокруг своей центральной оси, проходящей перпендикулярно опорной поверхности, расположенный в основании привод вращения дискового элемента, телескопический стержень, шарнирно соединенный своими концами с несущей конструкцией и дисковым элементом, а также два разнесенных друг от друга вертикальных опорных стержня, нижний конец каждого из которых закреплен на дисковом элементе, а верхний конец каждого из которых шарнирно соединен с несущей конструкцией; и блок управления, включающий в себя блок датчиков для формирования данных о направлении солнечного излучения и контроллер, соединенный с блоком датчиков, приводом и телескопическим стержнем и выполненный с возможностью получения данных от блока датчиков и управления на основании полученных данных приводом и телескопическим стержнем, так что при вращении дискового элемента под действием привода и изменения длины телескопического стержня панель для сбора солнечной энергии перемещается в сторону солнечного света.

Другие особенности и преимущества изобретения станут более понятны из дальнейшего подробного описания предпочтительных вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показано известное устройство для выработки электрической энергии с использованием солнечной энергии, вид сбоку;

на фиг.2 - установка для выработки электрической энергии с использованием солнечной энергии согласно первому предпочтительному варианту осуществления изобретения, вид в перспективе;

на фиг.3 - то же, вид сбоку в разрезе;

на фиг.4 - принципиальная блок-схема, поясняющая первый предпочтительный вариант осуществления изобретения;

на фиг.5 - солнечная батарея согласно первому предпочтительному варианту осуществления изобретения, вид в перспективе;

на фиг.6 - фрагмент солнечной батареи согласно первому предпочтительному варианту осуществления изобретения, вид в разрезе;

на фиг.7 - фрагмент солнечной батареи с повернутыми концентрирующими линзами согласно первому предпочтительному варианту осуществления изобретения, вид в разрезе;

на фиг.8 - фрагмент солнечной батареи с одним из вариантов выполнения концентрирующих линз согласно первому предпочтительному варианту осуществления изобретения, вид в разрезе;

на фиг.9 - первый предпочтительный вариант осуществления изобретения в другом режиме использования, вид в разрезе;

на фиг.10 - установка для выработки электрической энергии с использованием солнечной энергии согласно второму предпочтительному варианту осуществления изобретения, вид в разрезе.

Осуществление изобретения

В дальнейшем описании сходные элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

На фиг.2-4 показан первый предпочтительный вариант выполнения установки для выработки электрической энергии с использованием солнечной энергии согласно изобретению. Установка содержит солнечную батарею 2, опорное устройство 3 и блок 4 управления.

Солнечная батарея 2 содержит несущую конструкцию 21, панель 22 для сбора солнечной энергии, концентрирующее устройство и накопитель электрической энергии 24.

Панель 22 для сбора солнечной энергии, например солнечная панель, установлена на несущей конструкции 21 и предназначена для преобразования солнечной энергии в электрическую.

На несущей конструкции 21 установлено концентрирующее устройство, которое включает в себя множество концентрирующих линз 23, расположенных над панелью 22 для концентрации солнечного света на этой панели 22 (фиг.6). Концентрирующие линзы 23 проходят в первом направлении (X) и размещены во втором направлении (Y), перпендикулярном первому направлению (X), как показано на фиг.5. Концентрирующие линзы 23 установлены на несущей конструкции 21 с возможностью поворота, так что каждая концентрирующая линза 23 может поворачиваться относительно несущей конструкции 21, как показано на фиг.7. В данном варианте осуществления изобретения у каждой концентрирующей линзы 23 имеется выпуклая поверхность 231 и противоположная ей плоская поверхность 232, обращенная в сторону панели 22 для сбора солнечной энергии, как показано на фиг.6. В другом варианте выполнения, показанном на фиг.8, каждая концентрирующая линза 23' содержит противоположные выпуклые поверхности 231 и 232', при этом выпуклые поверхности 232' каждой концентрирующей линзы 23' обращены в сторону панели 22 для сбора солнечной энергии.

Накопитель 24 электрической энергии соединен с панелью 22 для сбора солнечной энергии для накопления полученной от нее электрической энергии. В данном варианте осуществления изобретения накопитель 24 установлен на несущей конструкции 21 и расположен под панелью 22, как показано на фиг.3.

Опорное устройство 3 предназначено для удержания солнечной батареи 2 на опорной поверхности 100 и обеспечения возможности ее перемещения относительно этой поверхности. Опорное устройство 3 содержит полое основание 31, дисковый элемент 32, привод 33, телескопический стержень 34 и два вертикальных опорных стержня 35.

В данном варианте осуществления изобретения основание 31 выполнено с возможностью расположения на опорной поверхности 100 и имеет верхнюю стенку 311.

Дисковый элемент 32 установлен на верхней стенке 311 основания 31 с возможностью вращения вокруг своей центральной оси (а), направленной перпендикулярно опорной поверхности 100.

В основании 31 расположен привод вращения дискового элемента 32 вокруг центральной оси (а). В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.3, привод включает в себя двигатель 33, ведущий вал 331 которого расположен вдоль центральной оси (а) и закреплен на дисковом элементе 32, так что дисковый элемент 32 вращается вместе с ведущим валом 331 двигателя 33. В данном варианте осуществления изобретения телескопический стержень 34 выполнен в виде гидроцилиндра, например масляного, или пневмоцилиндра. Телескопический стержень 34 содержит цилиндр 341 и поршень со штоком 342, подвижно установленный в цилиндре 341. Нижний конец 3411 цилиндра 341 шарнирно соединен с дисковым элементом 32, а верхний конец 3421 поршневого штока 342 шарнирно соединен с несущей конструкцией 21 солнечной батареи 2.

Опорные стержни 35 разнесены друг от друга. Нижний конец 351 каждого опорного стержня 35 закреплен на дисковом элементе 32, а верхний конец 352 - шарнирно соединен с несущей конструкцией 21.

Блок 4 управления включает в себя блок 41 датчиков и контроллер 42. Блок 41 датчиков формирует данные, отражающие направление солнечного излучения. Контроллер 42 соединен с блоком 41 датчиков, двигателем 33 привода и телескопическим стержнем 34. Контроллер 42 получает данные от блока 41 датчиков и управляет двигателем 33 привода и телескопическим стержнем на основании полученных им данных, так что панель 22 для сбора солнечной энергии перемещается в сторону солнечного света в результате вращения дискового элемента 32, приводимого в движение двигателем 33 привода, и изменения длины телескопического стержня 34, как показано на фиг.3 и 9.

На фиг.10 изображен второй предпочтительный вариант выполнения установки для выработки электрической энергии с использованием солнечной энергии согласно изобретению, который является модификацией первого предпочтительного варианта осуществления изобретения. В данном варианте осуществления изобретения привод включает в себя двигатель 33', ведомый вал 36 со шкивом 37 и приводной ремень 38. Двигатель 33' содержит ведущий вал 332 и электрически соединен с контроллером 42 блока 4 управления. Вал 36 расположен вдоль центральной оси (а) и закреплен на дисковом элементе 32 таким образом, что дисковый элемент 32 вращается вместе с этим валом 36. На валу 36 установлен шкив 37, вращающийся вместе с валом. Вал 332 двигателя 33' и шкив 37 охвачены приводным ремнем 38.

Кроме того, опорное устройство 3 дополнительно содержит несколько колес 39, установленных под основанием 31 таким образом, чтобы основание 31 было подвижным относительно опорной поверхности 100.

В результате за счет наличия блока 41 датчиков контроллер 42 может соответствующим образом управлять опорным устройством 3, так что панель 22 для сбора солнечной энергии перемещается в сторону солнечного света. Кроме того, концентрирующие линзы 23 позволяют эффективно концентрировать солнечный свет на панели 22. Таким образом, установка для выработки электрической энергии согласно изобретению позволяет с большей эффективностью собирать солнечную энергию, тем самым обеспечивая стабильную выработку электрической энергии.