Панель солнечной батареи

Изобретение относится к конструкциям панелей солнечной батареи раскрывающегося типа для искусственного спутника Земли - космического аппарата (КА). Панель солнечной батареи содержит раму, выполненную из углепластиковых труб и фитингов, и сетеполотно, выполненное из струн, упруго натянутых в ортогональных направлениях с необходимым шагом для размещения и закрепления фотогенерирующей части. Трубы рамы имеют треугольное сечение. Стенки труб имеют решетчатую конструкцию с размерами ячеек, позволяющими монтировать кабель внутри труб и фитингов рамы. Трубы при необходимости выполнены с усилением в местах установки фитингов. Изобретение обеспечивает возможность уменьшения массы, а также повышения технологичности конструкции. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к конструкциям панелей солнечной батареи (СБ) раскрывающегося типа для искусственного спутника Земли - космического аппарата (КА), служащей для размещения и закрепления фотогенерирующей части (ФГЧ) для преобразования солнечной энергии в электрическую.

Из существующего уровня техники известно несколько видов конструкций панелей СБ, содержащих раму и сетеполотно для размещения и закрепления ФГЧ.

Одним из видов несущей конструкции панелей СБ является рама из труб с натянутым по периметру сетеполотном (патент RU 2190900 С2, H01L 31/042, 10.10.2002), также рама из труб с сетеполотном, выполненным из струн, натянутых в ортогональных направлениях с необходимым шагом (RU 2297077 C1, H01L 31/042, 10.04.2007).

Другим видом несущей конструкции панелей СБ является рама из профилей по периметру в виде швеллера и внутренних перегородок в виде тавра, сквозь которые через отверстия пропущены струны и закреплены в профилях по периметру (патент RU 2085450 C1, B64G 1/44, 27.07.1997).

Также известна конструкция (патент RU 2220477 С2, H01L 31/042, 27.12.2003), содержащая раму и сетеполотно для размещения и закрепления фотоэлектрических преобразователей, которое в упруго натянутом состоянии закреплено на раме. Сетеполотно выполнено из струн, пересекающихся в ортогональных направлениях, поверх которых в узлах их пересечения прикреплена подложка с наклеенными на нее фотоэлектрическими преобразователями. Сами струны облегают трубы периметра рамы поверх бобышек, прилегающих к трубам рамы и приподнимающих уровень сетеполотна над рамой для увеличения зоны установки фотоэлектрических преобразователей на панели. Рама выполнена из углепластиковых труб, соединенных фитингами. Данная конструкция принята за прототип.

Недостатками прототипа являются:

- применяемые в раме трубы круглого сечения имеют одинаковую жесткость во всех направлениях, при этом основные напряжения - изгибные в плоскости рамы. Соответственно, существует запас по жесткости сечения в других направлениях, что приводит к избыточной массе рамы;

- закрепление струн осуществляется при помощи бобышек, а закрепление электрических кабелей осуществляется при помощи кронштейнов, установленных на трубах, что снижает технологичность;

- для обеспечения прочности соединения фитинг-труба необходимо увеличивать толщину стенки трубы в месте установки фитинга, что ведет к утолщению всей трубы в целом и, как следствие, к увеличению массы рамы.

Задачи, на решение которых направлено заявляемое изобретение, заключаются в обеспечении уменьшения массы, а также повышении технологичности конструкции.

Поставленные задачи решаются за счет того, что в панели солнечной батареи, содержащей раму, выполненную из углепластиковых труб и фитингов, и сетеполотно, выполненное из струн, упруго натянутых в ортогональных направлениях с необходимым шагом для размещения и закрепления фотогенерирующей части, трубы рамы имеют треугольное сечение; стенки труб имеют решетчатую конструкцию с размерами ячеек, позволяющими монтировать кабель внутри труб и фитингов рамы; трубы при необходимости выполнены с усилением в местах установки фитингов. При этом трубы, установленные по периметру рамы, предпочтительно выполнять с сечением в виде прямоугольного треугольника. Трубы, установленные внутри рамы, предпочтительно выполнять с сечением в виде равнобедренного или равностороннего треугольника. При выполнении труб с усилением в качестве усиливающих конструкций желательно применены бандажи.

Суть изобретения поясняется чертежами, где изображены: на фиг. 1 - фрагмент панели солнечной батареи, на фиг. 2 - общий вид рамы панели солнечной батареи, на фиг. 3 и 4 - конструктивное исполнение рамы панели солнечной батареи.

Углепластиковые трубы 1 с сечением в виде прямоугольного треугольника установлены по периметру, соединены между собой и с углепластиковыми трубами 2 с сечением в виде равнобедренного треугольника (внутренний набор труб) при помощи фитингов 3, образуя несущую конструкцию, называемую рамой, воспринимающую натяжение струн и суммарные инерционные нагрузки от сетеполотна, выполненного из струн 4, и ФГЧ 5. Применение труб треугольного сечения 1 и 2 обеспечивает достаточный доступ при монтаже ФГЧ 5, что позволяет не применять на их поверхности бобышки в конструкции панели солнечной батареи. В свою очередь опорной поверхностью для струн являются вершины труб 1 и 2 треугольного сечения, располагающиеся в одной плоскости. Сечение и толщина стенок углепластиковых труб выбраны для обеспечения требований, предъявляемых к работе панели солнечной батареи. Трубы 1 и 2 рамы панели СБ выполнены в виде решетчатой конструкции, что позволяет монтировать электрические кабели как снаружи, так и внутри труб 1, 2 и фитингов 3, исключая по необходимости использование кронштейнов, при этом значительно уменьшая вес изделия в целом и повышая технологичность. Решетчатая конструкция стенок труб имеет размеры ячеек, позволяющие монтировать кабель внутри труб и фитингов рамы. При необходимости для обеспечения прочности соединения фитинг-труба в месте установки фитингов 3 в трубы 1 и 2 осуществляют усиление труб 1 и 2, например, бандажами 6.

Треугольные трубы 1 и 2, имеющие решетчатую конструкцию, изготавливают методом выкладки на оправку, имеющую требуемое сечение. Так трубы 1 выкладывают на оправку с сечением в виде прямоугольного треугольника, а трубы 2 - на оправку в виде равнобедренного или равностороннего треугольника. Трубы 1 и 2 склеивают с фитингами 3 и усиливают в местах соединения бандажами 6 при необходимости. Струны 4 натягивают на раму. Струны 4 обматывают вокруг труб 1 и 2 и фиксируют клеем. На струны 4 устанавливают ФГЧ 5. Прокладку электрических кабелей, идущих от ФГЧ 5, возможно осуществлять внутри труб 1, 2 и фитингов 3 за счет решетчатой конструкции труб.

Панель солнечной батареи работает следующим образом. На этапе выведения космического аппарата панель СБ фиксирована по нескольким фитингам 3 рамы. Основными несущими элементами являются фитинги 3 и трубы 1, 2 рамы, которые в местах соединения фитинг-труба усилены бандажами 6. Инерционная нагрузка от ФГЧ 5 сначала передается на струны 4, а затем на раму, создавая изгибающие моменты в трубах 1 и 2.

При раскрытии панели батареи солнечной картина изгибающих моментов перераспределяется, однако основные несущие элементы остаются прежними, и воспринимают все инерционные нагрузки от ФГЧ 5 и самой панели в целом.

В результате реализации предложенного технического решения достигается ряд технических эффектов:

- применение труб треугольного сечения с решетчатой конструкцией стенок позволяет исключить из конструкции панели солнечной батареи бобышек и кронштейнов для монтажа электрических кабелей батареи;

- решетчатая конструкция стенок труб позволяет размещать электрические кабели внутри труб;

- повышение прочностных характеристик в местах повышенной нагрузки (места соединения фитинг - труба) повышает надежность изделий при их эксплуатации.

Таким образом, за счет получения данных технических эффектов выполняется поставленная задача по уменьшению веса изделия и повышению технологичности конструкции.

1. Панель солнечной батареи, содержащая раму, выполненную из углепластиковых труб и фитингов, и сетеполотно, выполненное из струн, упруго натянутых в ортогональных направлениях с необходимым шагом для размещения и закрепления фотогенерирующей части, отличающаяся тем, что трубы рамы имеют треугольное сечение; стенки труб имеют решетчатую конструкцию с размерами ячеек, позволяющими монтировать кабель внутри труб и фитингов рамы; трубы при необходимости выполнены с усилением в местах установки фитингов.

2. Панель солнечной батареи по п. 1, отличающаяся тем, что трубы, установленные по периметру рамы, выполнены с сечением в виде прямоугольного треугольника.

3. Панель солнечной батареи по п. 1, отличающаяся тем, что трубы, установленные внутри рамы, выполнены с сечением в виде равнобедренного или равностороннего треугольника.

4. Панель солнечной батареи по п. 1, отличающаяся тем, что при выполнении труб с усилением в качестве усиливающих конструкций применены бандажи.



 

Похожие патенты:

Солнечная электростанция содержит основание, на котором на опорном подшипнике установлен вертикальный вал с рамой. На верхнем конце вертикального вала установлена радиальная муфта, на которой закреплена солнечная фотобатарея, закрепленная под углом к плоскости горизонта, равным половине максимального зенитального угла солнца, и разделенная на две равные части, между которыми закреплена вертикальная пластина, преимущественно с отражающей поверхностью.

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано при организации электроснабжения потребителей электроэнергией на переменном токе от солнечных батарей, а также при строительстве промышленных солнечных электростанций.

Изобретение относится к крупноформатным сканирующим ИК матричным фотоприемным устройствам (ИК МФПУ). Изобретение позволяет повысить значение порогового фотоэлектрического параметра при одновременном повышении стойкости к механическим нагрузкам при сохранении габаритов, теплопритоков, энергопотребления и массы МФПУ.

Использование: для изготовления батареи взаимосвязанных солнечных элементов. Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления батареи взаимосвязанных солнечных элементов включает: обеспечение на подложке пакета непрерывных слоев заданной толщины, причем пакет слоев включает верхний и нижний проводящие слои с расположенными между ними фотоактивным слоем и полупроводящим слоем с электронной проводимостью; селективное удаление верхнего проводящего слоя и фотоактивного слоя для получения контактного канала, открывающего полупроводящий слой с электронной проводимостью; селективный нагрев пакета слоев на первую глубину (d1) для получения первой подвергнутой нагреву зоны на первом межцентровом расстоянии (s1) от контактного канала, при этом первая подвергнутая нагреву зона преобразуется в по существу изолирующую область с по существу первой глубиной (d1) в пакете слоев, предоставляя тем самым локально повышенное удельное электрическое сопротивление пакету слоев.
Панель солнечной батареи содержащая каркас, выполненный из упругих элементов и фотопреобразователей, при этом согласно изобретению фотопреобразователи имеют форму трапеций, а каркас выполнен в виде упругих колец различного диаметра, расположенных концентрично и равномерно, каждый фотопреобразователь закреплен своим основанием на двух соседних кольцах каркаса, а размеры фотопреобразователей, форма трапеций и особенности их крепления на каркасе выбраны исходя из возможности трансформации каркаса от плоской поверхности в полусферу.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается приемника инфракрасного излучения. Двухспектральный инфракрасный приемник излучения содержит тонкопленочную матричную структуру планарных фотогальванических элементов на основе селенида свинца, снабженных оптическими фильтрами и расположенных вокруг единой оси по окружности с чередованием фотогальванических элементов двух разных каналов спектральной чувствительности.

Изобретение относится к гелиотехнике. Планарный высоковольтный фотоэлектрический модуль содержит электрически соединенные между собой планарные фотоэлектрические элементы, расположенные в одной плоскости в герметичной оболочке между верхним и нижним защитными покрытиями.

Изобретение относится к области концентраторных солнечных фотоэлектрических преобразователей, применяемых на наземных гелиоэнергетических установках. Согласно изобретению в известном фотоэлектрическом модуле, содержащем корпус с боковыми стенками, прозрачную фронтальную стенку с линзой Френеля, расположенной на внутренней его стороне, фотоэлектрические преобразователи с различной шириной запрещенной зоны, оптический фильтр, расположенный в зоне действия линзы Френеля, при этом фотоэлектрические преобразователи с различной шириной запрещенной зоны расположены на уровне оптического фильтра, выполненного в виде призмы, расположенной между линзой Френеля и светоотражающими фокусирующими зеркалами, установленными на тыльной стороне фотоэлектрического модуля, направленными на соответствующие фотоэлектрические преобразователи с определенной шириной запрещенной зоны, при этом рабочие поверхности призмы обращены к линзе Френеля и фокусирующим зеркалам с возможностью поворота призмы относительно оптической оси линзы Френеля.

Изобретение относится к области гелиоэнергетики и касается фотоэлектрического модуля. Фотоэлектрический модуль включает в себя корпус с боковыми стенками, прозрачную фронтальную стенку с линзой Френеля, расположенной на внутренней ее стороне, фотоэлектрические преобразователи с различной шириной запрещенной зоны и оптический фильтр, расположенный в зоне действия линзы Френеля.

Cистема, использующая энергию солнца для генерирования энергии, включает в себя фотоэлектрический модуль, преобразователь энергии и устройство управления. Преобразователь энергии сконфигурирован, чтобы управлять выходным напряжением фотоэлектрического модуля так, чтобы выходное напряжение соответствовало целевому выходному напряжению.

Изобретение относится к конструкциям панелей солнечной батареи раскрывающегося типа для искусственного спутника Земли - космического аппарата. Панель солнечной батареи содержит раму, выполненную из углепластиковых труб и фитингов, и сетеполотно, выполненное из струн, упруго натянутых в ортогональных направлениях с необходимым шагом для размещения и закрепления фотогенерирующей части. Трубы рамы имеют треугольное сечение. Стенки труб имеют решетчатую конструкцию с размерами ячеек, позволяющими монтировать кабель внутри труб и фитингов рамы. Трубы при необходимости выполнены с усилением в местах установки фитингов. Изобретение обеспечивает возможность уменьшения массы, а также повышения технологичности конструкции. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх