Устройство для крепления подпружиненных фотоэлектрических модулей

Предлагаемая полезная модель относится к конструкциям фотоэлектрических станций, использующих для выработки электроэнергии фотоэлектрические модули, в частности, подвешенные в рамах вертикально с помощью пружин.
Из патента РФ на изобретение №2558398 известна фотоэлектрическая станция, содержащая фотоэлектрические модули (солнечные батареи), металлический каркас, состоящий из вертикальной стойки (по сути - основание) и рамы для крепления модулей, зарядное устройство, аккумуляторные батареи, при этом рама для крепления фотоэлектрических модулей содержит пружины для их подвеса, а сами фотоэлектрические модули снабжены двумя перфорированными планками для их подвешивания на пружинах на раме. Как правило, фотоэлектрические модули выпускаются в каркасе (жесткой) рамке. Общими существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого решения являются следующие - устройство для крепления подпружиненных фотоэлектрических модулей включает основание с установленной на нем рамой для крепления не менее чем одного фотоэлектрического модуля в каркасе, закрепленного на раме с помощью пружинной подвески.
Рама для крепления фотоэлектрических модулей содержит пружины для их подвеса, а сами фотоэлектрические модули снабжены двумя перфорированными планками для их подвешивания на пружинах к раме. Такая конструкция позволяет выполнять самоочистку поверхностей фотоэлектрических модулей от снега и загрязнений за счет подвеса их на пружинах, создающих постоянные колебания, уменьшающие вероятность продолжительного налипания снега и образования ледяной корки. Однако данная система пружинной подвески энергетически эффективна только для случая неповоротного вертикального расположения фотоэлектрических модулей (особенно в северных районах с низким положением солнца над горизонтом), что, снижает количество вырабатываемой электроэнергии в районах с высоким уровнем солнцестояния.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое решение, является обеспечение возможности поворота рамы относительно вертикальной плоскости и соответствующего расположения фотоэлектрических модулей с максимальной эффективностью поглощения световой энергии с сохранением функции их самоочистки.
Для решения данной технической задачи в устройстве для крепления подпружиненных фотоэлектрических модулей, включающем основание с установленной на нем рамой для крепления не менее чем одного фотоэлектрического модуля в каркасе, закрепленного на раме с помощью пружинной подвески, в отличие от прототипа, основание и рама для крепления фотоэлектрических модулей в каркасах выполнены с возможностью поворота и фиксации рамы относительно вертикальной плоскости, при этом рама снабжена узлами крепления фотоэлектрических модулей в каркасах для установки одной из их горизонтальных сторон относительно рамы шарнирно, а второй с помощью пружинной подвески.
Благодаря предложенному решению достигается следующий технический результат - обеспечивается возможность поворота рамы относительно вертикальной плоскости и соответствующего расположения фотоэлектрических модулей с максимальной эффективностью поглощения световой энергии с сохранением функции их самоочистки. При этом, за счет шарнирно-подпружиненного крепления, модули, с одной стороны, не прогибаются внутрь рамы, как было бы в прототипе, если бы раму наклонили, и, с другой стороны, сохраняется их функция самоочистки за счет постоянных колебаний. Дополнительно за счет соответствующего сокращения количества пружин (по сравнению с прототипом) упрощается монтаж конструкции и снижается трудоемкость.
Предлагаемое техническое решение может быть использовано в фотоэлектрических станциях, использующих для выработки электроэнергии подпружиненные фотоэлектрические модули.
Решение поясняется рисунками - фиг. 1, на которой изображен общий вид рамы с установленными фотоэлектрическими модулями, а также узел крепления рамы к стойкам основания, и фиг. 2, на которой изображен одиночный фотоэлектрический модуль с рамой и шарнирно-пружинным креплением (поворотный узел не приведен).
Изображенное на фиг. 1-2 устройство для крепления подпружиненных фотоэлектрических модулей, содержит основание 1, со стойками 2, раму 3 для крепления не менее чем одного фотоэлектрического модуля 4 в каркасе 6 (на фиг. 1 восьми, на фиг. 2 одного). Рама выполнена с возможностью поворота и фиксации относительно вертикальной плоскости за счет узла поворота и фиксации 5 (закрепленной на раме пластины с отверстиями, отверстием в раме 3 и штифта). Каждый фотоэлектрический модуль 4 в каркасе 6 закреплен на раме 3 с двух сторон - верхней и нижней. При этом с одной стороны, в данном случае сверху, каркас 6 соединен шарнирным соединением с помощью петель 7 с осями 8. С другой стороны, в данном случае снизу, каркас 6 закреплен к раме 3 с помощью пружинной подвески, состоящий из размещенных на осях 9 пружинной подвески двух пар основных пружин сжатия 10 и демпфирующих пружин сжатия 11, между которыми расположена нижняя часть каркаса 6.
Предлагаемое устройство доставляется к месту монтажа, где, исходя из положения солнца для обеспечения максимального количества вырабатываемой электроэнергии, рама 3 разворачивается относительно вертикальной плоскости на угол от 20 до 90°, и фиксируется в заданном положении. В процессе работы модули 4 под воздействием ветра совершают колебания позволяющие их очищать от снега и загрязнений (за счет стряхивания осадков). При необходимости угол наклона рамы 3 в процессе эксплуатации может корректироваться, например, в зависимости от времени года, предпочтения определенного в рамках суток времени выработки максимального количества энергии и т.п.