Переносная солнечная фотоэлектрическая станция

Изобретение относится к области преобразования солнечной энергии в электрическую, к конструкциям полупроводниковых переносных фотоэлектрических станций (ПФЭС) для питания различной аппаратуры и освещения, автономного электроснабжения удаленных от электросети объектов, фермерских хозяйств, дач и работы в полевых условиях. Изобретение решает задачу создания мобильной ПФЭС с повышенной мощностью, надежностью, удобством эксплуатации, транспортировки, ремонта, выполненной с возможностью круглосуточной работы в различных климатических и сложных неблагоприятных эксплуатационных условиях, в походных условиях и горной местности. Переносная фотоэлектрическая станция включает одну или несколько солнечных батарей (1), корпус в виде чемодана (2) с аккумуляторной батареей (3), контроллером (4) заряда и защиты аккумуляторной батареи (3), панелью (5) управления, имеющей разъем (6) типа “прикуриватель”, обеспечивающий подключение ПФЭС к аккумуляторной батарее транспортного средства, и штепсельный разъем (7) для подключения различной аппаратуры. Чемодан (2) имеет отсек (12) для размещения солнечных батарей (1) при транспортировании. Солнечная батарея (1) имеет раскладную конструкцию и выполнена в виде переносной складной сумки. За счет повышения мощности обеспечена возможность электрического питания различных нагрузок - мобильной радиоаппаратуры (малогабаритной аппаратуры бытового, медицинского и другого назначения, в том числе портативных телевизоров, фильтров, насосов и т.п.) постоянным и переменным током. Наличие резервных солнечных батарей позволяет сократить время ремонта и обеспечить низкое время восстановления работоспособности. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области преобразования солнечной энергии в электрическую, в частности к конструкциям полупроводниковых переносных фотоэлектрических станций (ПФЭС) для питания различной аппаратуры и освещения, автономного электроснабжения удаленных от электросети объектов, фермерских хозяйств, дач и работы в полевых условиях.

Известна переносная портативная солнечная фотоэлектрическая станция для питания различной аппаратуры и освещения, включающая корпус в виде чемодана с закрепленной на нем с внешней стороны солнечной батареей, и размещенные внутри него аккумуляторную батарею, контроллер заряда и защиты аккумуляторное батареи, панель управления с разъемами для подключения аппаратуры, светильник с малым потреблением (см. патент Франции №2746557, МПК H 02 J 7/35, публ.26.09.1997 г.).

Известна переносная портативная солнечная фотоэлектрическая станция для питания различной аппаратуры и освещения, включающая корпус в виде чемодана с закрепленной на нем с внешней стороны солнечной батареей (СБ) и размещенные внутри него аккумуляторную батарею (АБ), контроллер заряда и защиты аккумуляторной батареи, панель управления с разъемами для подключения аппаратуры, в том числе люминесцентного светильника с малым потреблением, размещенного внутри чемодана (см. патент Франции №2745434, МПК H 02 J 7/35, публ.29.08.1997 г. - прототип).

Известные технические решения имеют следующие недостатки:

- малую мощность;

- солнечная батарея встроена в крышку чемодана с внешней его стороны, при этом ее перемещение связано с перемещением чемодана, что снижает быстродействие установки ПФЭС в оптимальное рабочее положение, неудобно при выборе места с наибольшим солнечным освещением и при ориентации ПФЭС относительно Солнца;

- используются солнечные батареи с максимальной полезной площадью, соизмеримой с площадью крышки, при этом увеличение мощности ПФЭС связано с увеличением габаритов чемодана;

- место расположения светильника ограничено чемоданом;

- низкая надежность конструкции связана с расположением солнечной батареи и внешних разъемов с внешней стороны чемодана, что не исключает их механическое повреждение, при этом в рабочем положении возможно попадание воды, снега, пыли, грязи, песка на контактную часть разъема в зависимости от климатических условий и условий эксплуатации, что может вызвать коррозию и ухудшить надежность контакта.

Изобретение решает задачу создания портативной мобильной ПФЭС с повышенной мощностью, надежностью, длительностью и удобством эксплуатации, транспортировки, ремонта, имеющей оптимальный вес и габариты, значительный ресурс работы (более 20000 часов) и выполненной с возможностью непрерывной круглосуточной работы в различных климатических и сложных неблагоприятных эксплуатационных условиях, в походных условиях и горной местности. За счет повышения мощности обеспечена возможность электрического питания различных нагрузок - мобильной радиоаппаратуры (малогабаритной аппаратуры бытового, медицинского и другого назначения, в том числе портативных телевизоров, фильтров, насосов и т.п.) постоянным и переменным током. Наличие резервных солнечных батарей позволяет сократить время ремонта и обеспечить низкое время восстановления работоспособности.

Поставленная задача достигается тем, что в переносной солнечной фотоэлектрической станции, включающей по меньшей мере одну солнечную батарею и размещенные внутри корпуса аккумуляторную батарею, контроллер заряда и защиты аккумуляторной батареи, панель управления с разъемами для подключения нагрузки, солнечная батарея выполнена складной с тыльным влагонепроницаемым кожухом, снабженным средствами для автономного переноса, при этом корпус выполнен с отсеком для хранения солнечных батарей.

Предпочтительно корпус выполнить в виде чемодана. Предпочтительно солнечную батарею выполнить в виде складной сумки с ручкой в качестве средства для автономного переноса.

Целесообразно панель управления выполнить с по меньшей мере двумя видами разъемов для подключения нагрузок, в том числе с разъемом типа “прикуривателя” транспортных средств и с штепсельным разъемом для подключения штепсельной вилки.

Предпочтительно чемодан выполнить из влагонепроницаемой морозоустойчивой фанеры толщиной от 5 до 10 миллиметров.

Целесообразно иметь в ПФЭС до восьми солнечных батарей.

Проведенный анализ уровня техники позволяет установить, что заявителем не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение прототипа позволило выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству. Сведений об известности отличительных признаков в совокупностях признаков известных технических решений с достижением такого же, как у заявляемого устройства положительного эффекта не имеется. На основании этого сделан вывод, что техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг.1 представлена ПФЭС в закрытом состоянии. На фиг, 2 представлена ПФЭС в открытом виде при подготовке к работе. На фиг.3 показана солнечная батарея в рабочем положении. На фиг.4 изображена солнечная батарея в сложенном виде. На фиг, 5 изображена солнечная батарея в сложенном виде в положении при автономном переносе.

Переносная фотоэлектрическая станция включает одну или несколько солнечных батарей 1, размещенных внутри корпуса, выполненного в виде чемодана 2, аккумуляторную батарею 3 (необслуживаемую), контроллер 4 заряда и защиты аккумуляторной батареи 3, панель 5 управления, имеющую разъем 6 типа “прикуриватель”, обеспечивающий подключение ПФЭС к аккумуляторной батарее транспортного средства, и штепсельный разъем 7 для подключения различной аппаратуры, в том числе светильника 8.

Чемодан 2 состоит из основания 9, крышки 10 с ремнем-ограничителем 11 для фиксации в открытом положении, отсека 12 для размещения солнечных батарей 1 при транспортировании, ручек 13 для переноса, замков 14 для фиксации крышки 10 и выполнен из толстой влагонепроницаемой морозоустойчивой фанеры (толщиной от 5 до 10 миллиметров для работы при неблагоприятной погоде).

На дне чемодана 2 расположены аккумуляторная батарея 3, панель 5 управления и солнечная батарея 1, на верхнем уровне на полке 15 расположен контроллер 4 заряда и защиты и при необходимости экономичный люминесцентный светильник 8 на длинном проводе. На боковой поверхности чемодана 2 расположена заглушка 16 на шарнире для открывания кабельного ввода 17 при подключении солнечной батареи 1. Солнечные батареи 1 внутри отсека 12 зафиксированы ремнем 18.

Солнечная батарея 1 имеет раскладную конструкцию (фиг.3) и выполнена в виде переносной складной сумки (фиг.4, 5) с ручкой 20, застежками 21, с лицевым влагостойким пленочным защитным покрытием и тыльным влагонепроницаемым кожухом из толстого материала, в частности из специальной сумочной ткани. В транспортном положении и/или при хранении солнечные батареи 1 находятся в сложенном виде в отсеке 12 чемодана 2. Возможно выполнение солнечной батареи в форме плоского рюкзака с лямками для автономного переноса (на фиг.не показано).

ПФЭС может иметь от одной до восьми солнечных батарей 1, из которых от одной до трех батарей могут быть помещены при транспортировке и/или хранении непосредственно в чемодане 2, остальные могут храниться и переноситься отдельно.

На панели 5 управления находятся разъемы 6, 7 для присоединения солнечной батареи и нагрузки. Для подключения различных нагрузок используются по меньшей мере два типа разъемов 6, 7. Разъем 7 обеспечивает подсоединение обычной вилки, разъем 6 - аппаратуры (телевизор, радио, сотовый телефон), присоединяемой через разъем типа “прикуриватель” для транспортных средств.

Аккумуляторная батарея 3 используется в качестве накопителя энергии и рассчитана на номинальное напряжение 12 вольт. Она выполнена в герметичном исполнении с гелиевым электролитом.

ПФЭС работает следующим образом. Чемодан 2 переносят за ручки 13 к месту эксплуатации в закрытом виде с закрытой заглушкой 16 на кабельном вводе 17. Крышка 10 чемодана 2 открывается и фиксируется ремнем-ограничителем 11. Извлеченные солнечные батареи 1 раскладывают и подключают к разъемам 6 панели 5 управления через кабельный ввод 17. Также через кабельный ввод 17 подключается к свом разъемам на панели 5 управления нагрузка (аппаратура или светильник 8).

Предлагаемое техническое решение обеспечивает в совокупности выработку в дневное время электрической энергии солнечными батареями мощностью 40 или 80 Вт через панель 5 управления и накопление ее в аккумуляторной батарее 3 (12 B) через контроллер 4 заряда и защиты. Энергия, хранимая в аккумуляторной батарее 3, используется для питания различной аппаратуры, функционирующей от 12 В, и/или для питания светильника 8 с малым потреблением, в том числе люминесцентного.

ПФЭС может работать от солнечной батареи 1 мощностью 40 Вт или 2-х солнечных батарей 1 с суммарной мощностью 80 Вт. При среднем токе нагрузки 1,2 А среднее время работы ПФЭС 14 часов в сутки. Через разъемы 6, 7 панели 5 управления возможно подключение инвертора для получения напряжения 220 В (50 Гц). Возможно изменение конфигурации и комплектующих (две аккумуляторные батареи соединены последовательно и две солнечные батареи соединены последовательно) для получения ПФЭС с напряжением 24 В. Также возможно параллельное соединение нескольких ПФЭС.

ПФЭС отличается следующими преимуществами:

- солнечные батареи можно разместить в любом наиболее освещенном месте;

- используются солнечные батареи с полезной площадью в несколько раз больше, чем площадь крышки чемодана;

- имеется возможность легко наращивать мощность и подключать дополнительные резервные солнечных батареи (до 8 штук);

- светильник можно разместить в любом удобном месте;

- выходные разъемы надежно защищены корпусом чемодана от повреждений, коррозии;

- имеет простую, удобную конструкцию для эксплуатации и транспортировки.

1. Переносная солнечная фотоэлектрическая станция, включающая по меньшей мере одну солнечную батарею и размещенные внутри корпуса аккумуляторную батарею, контроллер заряда и защиты аккумуляторной батареи, панель управления с разъемами для подключения нагрузки, отличающаяся тем, что солнечная батарея выполнена складной с тыльным влагонепроницаемым кожухом, снабженным средствами для автономного переноса, при этом корпус выполнен с отсеком для хранения солнечных батарей.

2. Переносная солнечная фотоэлектрическая станция по п.1, отличающаяся тем, что корпус выполнен в виде чемодана.

3. Переносная солнечная фотоэлектрическая станция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что солнечная батарея представляет собой складную сумку с ручкой в качестве средства для автономного переноса.

4. Переносная солнечная фотоэлектрическая станция по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что панель управления имеет по меньшей мере два вида разъемов для подключения нагрузки, в том числе разъем типа “прикуривателя” транспортных средств и штепсельный разъем для подключения штепсельной вилки.

5. Переносная солнечная фотоэлектрическая станция по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что чемодан выполнен из влагонепроницаемой морозоустойчивой фанеры толщиной от 5 до 10 мм.

6. Переносная солнечная фотоэлектрическая станция по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что она имеет до восьми солнечных батарей.