Солнечный модуль во взрывозащищенном исполнении

Солнечный модуль во взрывозащищенном исполнении относится к автономным возобновляемым источникам энергии для работы во взрывоопасных средах.
Солнечные модули во взрывозащищенном исполнении предназначены для применения в местах, опасных по взрывоопасным газовым средам, в местах, атмосфера которых может содержать примеси других горючих газов во взрывоопасных зонах, например, для автономных комплексов телеметрии и телемеханики на линейных и площадочных объектах нефтегазовой и химической отраслей, в том числе во взрывоопасных зонах класса 1 и 2 по ГОСТ 60079-10-1-2011. Уровень взрывозащиты Gb.
Известно большое разнообразие патентов, относящихся к автономным источникам питания, работающих в обычных условиях, а именно, солнечным модулям, их составным частям, в том числе к соединительным коробкам, через которые идет передача энергии от солнечной панели потребителям. Однако, информации о солнечных модулях, выполненных во взрывозащищенном исполнении, и которые могут работать во взрывоопасных средах, очень мало.
Известен китайский патент CN 103681917 «Анти-взрывной солнечный элемент» (дата публикации 26.03.2014, МПК H01L31/048, H01L31/049, заявка 2013106893436.9 от 16.12.2013) на аналогичное устройство, в описании которого также подтверждено отсутствие информации о взрывозащищенных солнечных модулях.
Солнечный модуль по китайскому патенту используется, как автономный источник питания для контроля безопасности железнодорожных танкеров, которые перевозят огнеопасные, взрывоопасные, коррозионные, токсичные и другие опасные продукты. В данном патенте, технические решения направлены на получение устройства, предназначенного для определенной конкретной задачи с определенными характеристиками по мощности, а именно, для железнодорожных цистерн.
«Анти-взрывной солнечный элемент» по патенту CN 103681917 (дата публикации 26.03.2014, МПК H01L31/048, H01L31/049, заявка 2013106893436.9 от 16.12.2013) принимаем за прототип.
Солнечная панель выполнена в антивандальном взрывозащищенном исполнении. На задней стенке солнечной панели закреплена соединительная коробка, выполненная во взрывозащищенном исполнении, в которой к кабелю от солнечной панели подключают потребителей через взрывозащищенный кабельный ввод, включающий взрывозащищенный разъем, соединительную муфту и уплотнитель.
«Анти-взрывной солнечный элемент» имеет ограничения при использовании во взрывоопасной среде из-за недостатков.
Подключение кабелей в соединительной коробке солнечной панели для потребителей мощности выполнено неразъемным.  Повреждение кабеля влечет ремонт всей солнечной панели.
Устройство «Анти - взрывного солнечного элемента» рассчитано для определенного заранее потребителя с заранее установленной мощностью и удаленного на фиксированное расстояние.
Задачами настоящей полезной модели является создание солнечного модуля, который работает как автономный источник питания от возобновляемых источников энергии, выполненный во взрывозащищенном исполнении для работы во взрывоопасных средах с универсальным применением для разных потребителей мощности при уровне взрывозащиты Gb.
Предлагаемое устройство «Солнечного модуля во взрывозащищенном исполнении» позволяет достичь технический результат, заключающийся в том, что к нему возможно взрывозащищенное подключение потребителей с диапазоном требуемых мощностей от 40 до 200 Вт постоянного тока при уровне взрывозащиты Gb для работы во взрывоопасных средах.
Для решения поставленной задачи и достижения технического результата предложен солнечный   модуль во взрывозащищенном исполнении, содержащий прикрепленную к задней стенке солнечной панели взрывозащищенную соединительную коробку, в которой выполняют подключение кабелей от солнечной панели
отличающийся тем, что
снабжен взрывозащищенной клеммной коробкой, содержащей взрывозащищенную соединительную колодку,
клеммную коробку прикрепляют, например, клеем к задней стенке солнечной панели рядом с соединительной коробкой,
соединительная и клеммная коробки соединены соединительным кабелем через взрывозащищенный кабельный переход,
взрывозащищенный кабель от солнечной панели в соединительной коробке подключают к соединительному кабелю неразъемным соединением, например, при помощи пайки,
после этого соединительную коробку заливают компаундом,
затем соединительный кабель из соединительной коробки подключают к соединительной колодке клеммной коробки с одной стороны через взрывозащищенный кабельный переход,
с другой стороны, к соединительной колодке клеммной коробки разъемным соединением подключают потребителей через взрывозащищенный кабельный ввод.
Предложенный   солнечный   модуль во взрывозащищенном исполнении            отличается от прототипа тем, что он снабжен взрывозащищённой клеммной коробкой, которая соединена с одной стороны с соединительной коробкой, с другой стороны к ней подключены потребители через соединительную колодку.
Соединительная и клеммная коробки прикреплены к задней стенке солнечного модуля, например, при помощи клея.
Соединительная и клеммная коробки соединены соединительным кабелем через взрывозащищенный кабельный переход.
Соединительная коробка предназначена для соединения кабеля от солнечной панели с соединительным кабелем, а клеммная для подключения через соединительную колодку внешних потребителей. Это дает универсальную возможность подключение потребителей с требуемой разной мощностью.
Кабель от солнечной панели в соединительной коробке соединяют с соединительным кабелем, который затем подключают через взрывозащищенный кабельный переход к соединительной колодке клеммной коробки.
В соединительной коробке выполняют неразъемное соединение (стык), например, при помощи пайки, что исключает его коррозию и температурное влияние.
Соединительную коробку заливают компаундом, который обеспечивает теплоотвод, изоляцию контактов и проводов от внешних воздействий (вода, пыль, огонь, удары).
В клеммной коробке соединительный кабель присоединяют к соединительной колодке с одной стороны, к которой с другой стороны подключают потребителей через взрывозащищенный кабельный ввод. Благодаря наличию клеммной коробки с соединительной колодкой можно подключать потребителей различной мощности от 40 до 200Вт.
Предлагаемый   солнечный   модуль во взрывозащищенном исполнении            позволяет получить преимущества в универсальности применения для разных потребителей для работы во взрывоопасных средах с обеспечением требуемого уровня взрывозащиты.
Для пояснения, описываемой полезной модели приведены чертежи:
Фиг. 1 – общий вид солнечного модуля во взрывозащищенном исполнении.
Фиг. 2 – общий вид сбоку крепления соединительной и клеммной коробок на солнечном модуле;
Фиг. 3 –   вид сбоку соединительной и клеммной коробок в разрезе;
Фиг.4 – вид сверху соединительной и клеммной коробок в разрезе (копаунд не показан);
Фиг. 5 - фотография общего вида
Солнечный модуль во взрывозащищенном исполнении содержит соединительную 1 и клеммную 2   коробки, которые прикреплены к задней стенке солнечной панели 3, например, при помощи клея. Соединительная и клеммная коробка выполнены во взрывозащищенном исполнении.
Соединительная и клеммная коробки соединены соединительным кабелем 8 через взрывозащищенный кабельный переход 4.
Соединительная 1 коробка предназначена для соединения кабеля от солнечной панели с соединительным кабелем 8, а клеммная для подключения через соединительную колодку 5 с одной стороны соединительного кабеля 8, с другой стороны внешних потребителей через взрывозащищённый ввод 6.  Это дает универсальную возможность подключение потребителей с требуемой разной мощностью.
Солнечная панель 3 представляет собой фотоэлектрический генератор, состоящий из стеклянной плиты, с тыльной стороны которой между двумя слоями герметизирующей (ламинирующей) пленки размещены солнечные элементы, электрически соединенные между собой металлическими шинами. Тыльная сторона панели закрывается плитой из термостойкого, антистатического пластика.
Кабель 7 от солнечной панели 3 в соединительной 1 коробке соединяют с соединительным кабелем 8 через неразъемное соединение (стык) 8, например, при помощи пайки, что исключает его коррозию и температурное влияние.  Соединительную 1 коробку заливают компаундом 9, который обеспечивает теплоотвод, изоляцию контактов и проводов от внешних воздействий (вода, пыль, огонь, удары).
Соединительный кабель 8 через взрывозащищенный кабельный переход 4 подключают в клеммной 2 коробке с одной стороны к соединительной колодке 5, к которой с другой стороны подключают потребителей через взрывозащищенный кабельный ввод 6.
Благодаря наличию клеммной коробки с соединительной колодкой можно подключать потребителей различной мощности от 40 до 200Вт.
Использование соединительной и клеммной коробок позволяет устанавливать их на солнечные панели разных размеров с диапазоном мощностей 40, 75, 100, 150, 200.
Предложенный солнечный модуль во взрывозащищенном исполнении работает следующим образом.
На задней стенке солнечной панели 3 прикрепляют, например, при помощи клея соединительную 1 и клеммную 2 коробки, выполненные во взрывозащищенном исполнении.
Соединительная и клеммная коробки соединены при помощи взрывозащищенного кабельного перехода 4.
Кабель 7 от солнечной панели 3 в соединительной 1 коробке соединяют с соединительным кабелем 8, выполняя неразъемное соединение (стык) 8, например, при помощи пайки. Затем соединительную 1 коробку заливают компаундом 9.
Соединительный кабель 8 из соединительной коробки через взрывозащищенный кабельный переход 4 подключают в клеммной 2 коробке с одной стороны к соединительной колодке 5, к которой с другой стороны подключают потребителей через взрывозащищенный кабельный ввод 6.
Солнечный модуль во взрывозащищённом исполнении прошел все испытания, которые необходимы для работы во взрывоопасной среде. Изготовление по ТУ 27.90.11-001-32774720-2017. Готовое изделие изображено на фиг. 5. По результатам испытаний выданы соответствующие сертификаты соответствия, подтверждающие соответствие требованиям Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 012/2011 «О безопасности работы оборудования для работы во взрывоопасных средах».
Таким образом,   солнечный   модуль во взрывозащищенном исполнении            позволяет получить преимущества в универсальности применения для разных потребителей, работающих во взрывоопасной среде, с требуемой различной мощностью с диапазоном 40, 75, 100, 150, 200 Вт при уровне взрывозащиты Gb.