Солнечная фотоэлектрическая станция
Владельцы патента RU 2615622:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Красноярский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение относится к устройствам преобразования солнечной энергии в электрическую, в частности к конструкциям солнечных фотоэлектрических станций, размещенных на строительных конструкциях зданий (козырьки или навесы над крыльцом, балконом, террасой и т.д.). Солнечная фотоэлектрическая станция состоит из солнечной батареи и закрепленной на стене здания опорной конструкции, выполненной, например, из двух дугообразных труб с отверстиями одного диаметра, выполненными с равным шагом, верхние концы труб соединены горизонтально стержнем и прикреплены к стене, нижние концы труб соединены горизонтально стержнем, к каждому нижнему концу трубы прикреплены стержни, упирающиеся в стену и соединенные между собой горизонтальным стержнем, коаксиально на каждую дугообразную трубу установлена с небольшим зазором дугообразная труба большего сечения и меньшей длины с отверстиями того же диаметра, что и на внутренней трубе, и тем же шагом, с возможностью ее перемещения и фиксации путем жесткого соединения труб через совпавшие отверстия, верхние и нижние концы наружных труб соединены горизонтально между собой стержнями, образуя раму для размещения солнечной батареи, к которой в верхней и нижней горизонтальных частях прикреплены гофры, противоположные концы которых соединены со стержнями, закрепленными на стене. Технический результат - простота и надежность конструкции для установки и регулировки солнечной батареи относительно положения солнца над горизонтом. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к устройствам преобразования солнечной энергии в электрическую, в частности к конструкциям солнечных фотоэлектрических станций, размещенных на строительных конструкциях зданий (козырьки или навесы над крыльцом, балконом, террасой и т.д.).
Известна солнечная фотоэлектрическая станция, принятая нами в качестве прототипа, включающая солнечную батарею и опорную конструкцию, закрепленную на стене над входом в 2-х этажный индивидуальный жилой дом [1]. Солнечная батарея состоит из отдельных модулей и, по сути, выполняет роль крыши над крыльцом дома.
К недостаткам прототипа следует отнести то, что солнечная батарея установлена на несущей конструкции постоянно под одним углом, что снижает выработку электроэнергии на 20% и более, по сравнению с установкой солнечной батареи каждый раз на новый угол относительно горизонта, хотя бы один раз в месяц.
Технический результат - простота и надежность конструкции для установки солнечной батареи солнечной фотоэлектрической станции, позволяющая регулировать угол наклона солнечной батареи относительно изменяющегося в течение года положения солнца над горизонтом.
Технический результат достигается тем, что солнечная фотоэлектрическая станция состоит из солнечной батареи и опорной конструкции, закрепленной на стене здания, на которой размещена солнечная батарея, опорная конструкция выполнена из нескольких дугообразных труб, по крайней мере двух, с отверстиями одного диаметра, выполненными с равным шагом, причем верхние концы труб соединены между собой горизонтально стержнем и прикреплены к стене, нижние концы труб также соединены между собой горизонтально стержнем, при этом к каждому нижнему концу трубы прикреплены стержни, упирающиеся в стену и соединенные также между собой горизонтальным стержнем, при этом коаксиально на каждую дугообразную трубу установлена с небольшим зазором дугообразная труба большего сечения и меньшей длины, с отверстиями того же диаметра, что и на внутренней трубе, и тем же шагом, с возможностью перемещения наружной трубы относительно внутренней и фиксацией ее положения относительно горизонтальной плоскости путем жесткого соединения труб через совпавшие отверстия, при этом верхние и нижние концы наружных труб соединены горизонтально между собой стержнями, образуя раму для размещения солнечной батареи, к которой в верхней и нижней горизонтальных частях прикреплены гофры, противоположные концы которых соединены со стержнями, закрепленными на стене.
Жесткое соединение труб через совпавшие отверстия выполнено болтовым соединением.
Стержень имеет сечение в виде уголка.
На фиг. 1 приведен общий вид солнечной фотоэлектрической станции.
Солнечная фотоэлектрическая станция состоит из солнечной батареи 1 и опорной конструкции 2, закрепленной на стене здания 3. Опорная конструкция 2 выполнена из нескольких дугообразных труб 4, по крайней мере двух, с отверстиями 5 одного диаметра, выполненными с равным шагом. Верхние концы труб 4 соединены между собой горизонтально стержнем 6, например уголком, и прикреплены к стене 3. Нижние концы труб 4 также соединены между собой горизонтально стержнем 7, например уголком, при этом к каждому нижнему концу трубы 4 прикреплены стержни 8, упирающиеся в стену 3 и соединенные также между собой горизонтальным стержнем 9. Коаксиально на каждую дугообразную трубу 4 установлена с небольшим зазором дугообразная труба 10 большего сечения и меньшей длины, с отверстиями 11 того же диаметра, что и на внутренней трубе 4 и тем же шагом, с возможностью перемещения наружной трубы 10 относительно внутренней 4 и фиксацией ее положения относительно горизонтальной плоскости путем жесткого соединения 12 труб через совпавшие отверстия 5 и 11. Верхние и нижние концы наружных труб 10 соединены горизонтально между собой стержнями 13, например уголками, образуя раму 14 для размещения солнечной батареи 1, к которой в верхней и нижней горизонтальных частях прикреплены гофры 15, противоположные концы которых соединены со стержнями 6 и 7, закрепленными на стене 3.
Жесткое соединение труб через совпавшие отверстия выполнено болтовым соединением 12.
Стержни 6, 7, 9, 13 имеют сечение в виде уголка.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
В текущем месяце (декаде, дне) определяют оптимальный угол установки солнечной батареи 1 относительно горизонта. Открутив болты 12, перемещают раму 14 относительно горизонта, добившись требуемого угла установки солнечной батареи относительно горизонта, ищут ближайшего совпадения отверстий во внутренней трубе 4 и наружной трубе 10, вставляют болт и закручивают гайку. Так крепят раму 14 болтами 12 несколько раз с каждой стороны. Гофры 15 перекрывают по-прежнему всю площадь, например крыльца здания (не показано), над которым расположено предлагаемое устройство.
В результате использования предлагаемого технического решения увеличивается выработка электрической энергии (до 20%) по сравнению с установкой солнечной батареи постоянно под одним углом.
Предлагаемая солнечная фотоэлектрическая станция может быть легко изготовлена с использованием имеющихся в продаже навесов над крыльцом для усадебных индивидуальных жилых домов (коттеджей, сельских жилых домов), на террасах садовых участков, в парках, городских скверах, например для автономного освещения прилегающей территории, придавая зоне отдыха оригинальный эстетический вид и обеспечивая при этом автономность (можно устанавливать где угодно) и электробезопасность (многие садоводы устанавливают светильники со светодиодами прямо на конструкции навеса для освещения входа в дом в вечернее и ночное время).
Солнечная батарея, исходя из потребности в электроэнергии и площади навеса, например, над крыльцом, может быть выполнена с использованием фотоэлектрических модулей ТСМ-50 мощностью 50 Вт из монокристаллического кремния.
Источники информации
1. Руководство по проектированию систем теплоснабжения. К 10-ти летию ООО «Виссманн» в Украине. - Киев: ООО «Рекламное агентство «Злато-граф»», 2010. - 195 с. (стр. 53, рис. В1.7-2). (Прототип).
1. Солнечная фотоэлектрическая станция, состоящая из солнечной батареи и опорной конструкции, закрепленной на стене здания, на которой размещена солнечная батарея, отличающаяся тем, что опорная конструкция выполнена из нескольких дугообразных труб, по крайней мере двух, с отверстиями одного диаметра, выполненными с равным шагом, причем верхние концы труб соединены между собой горизонтально стержнем и прикреплены к стене, нижние концы труб также соединены между собой горизонтально стержнем, при этом к каждому нижнему концу трубы прикреплены стержни, упирающиеся в стену и соединенные также между собой горизонтальным стержнем, при этом коаксиально на каждую дугообразную трубу установлена с небольшим зазором дугообразная труба большего сечения и меньшей длины, с отверстиями того же диаметра, что и на внутренней трубе, и тем же шагом, с возможностью перемещения наружной трубы относительно внутренней и фиксацией ее положения относительно горизонтальной плоскости путем жесткого соединения труб через совпавшие отверстия, при этом верхние и нижние концы наружных труб соединены горизонтально между собой стержнями, образуя раму для размещения солнечной батареи, к которой в верхней и нижней горизонтальных частях прикреплены гофры, противоположные концы которых соединены со стержнями, закрепленными на стене.
2. Солнечная фотоэлектрическая станция по п. 1, отличающаяся тем, что жесткое соединение труб через совпавшие отверстия выполнено болтовым соединением.
3. Солнечная фотоэлектрическая станция по п. 1, отличающаяся тем, что стержень имеет сечение в виде уголка.
