СОЛНЕЧНОЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к устройствам преобразования солнечной энергии в электрическую, в частности к конструкциям энергетических установок, и может быть использована для автономного электроснабжения объектов различного назначения.
Известно солнечное фотоэлектрическое устройство, содержащее солнечную батарею с линзами Френеля, размещенную на механической поддерживающей системе, образованной двумя рамами - базовой и подвешенной (RU 2286517) с возможностью ориентации на солнце в горизонтальном и вертикальном направлениях. Базовая рама в плане имеет вид равнобедренного треугольника, по вершинам которого расположены колеса, которыми базовая рама опирается на подстилающую поверхность и которые обеспечивают азимутальное вращение солнечного фотоэлектрического устройства вокруг неподвижной вертикальной оси. Подвешенная рама имеет в плане прямоугольную решетчатую конструкцию и установлена на горизонтальной оси, закрепленной на кронштейнах базовой рамы. Подвешенная рама снабжена двумя зубчатыми секторами, связанными с приводом, обеспечивающим зенитальное вращение рамы. Механическая поддерживающая система упомянутого солнечного фотоэлектрического устройства обеспечивает хорошую устойчивость к ветровым и снеговым нагрузкам. Однако данное устройство характеризуется большим количеством металлических деталей, высокой материалоемкостью конструкции, а также сложностью монтажа и демонтажа (для мобильных установок).
Наиболее близким к заявляемому устройству является солнечное фотоэлектрическое устройство (RU №2367852). Это устройство содержит один или несколько солнечных модулей, размещенных на механическом держателе, установленном на неподвижном или вращающемся вокруг своей оси основании, держатель образован двумя разнонаправленными парами полуарок, концы которых закреплены по углам прямоугольных рам, одна из которых - базовая, неподвижно устанавливается на упомянутом основании, а вторая, являющаяся местом солнечных модулей, подвешена к вершинам первой пары арок с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси.
Недостатком данного устройства является следующее: увеличенные затраты энергии на перемещение подвешенной рамы, вызванные наличием дополнительного вращающего момента, переворачивающего подвешенную раму с солнечными панелями вниз. Это обусловлено в свою очередь конструкцией крепления рамы с солнечными панелями сверху на горизонтальной балке (это ось вращения). В этом случае центр вращения горизонтальной балки, не совпадает с центром вращения подвешенной рамы с солнечными панелями.
Задача, на которую направлено предлагаемое решение полезной модели - уменьшение затрат энергии на перемещение подвешенной рамы путем устранения переворачивающего момента.
Солнечное фотоэлектрическое устройство по заявляемой полезной модели, так же как и прототип содержит: базовую раму, жестко закрепленные на ней две полукруглые арки, подвешенную раму, установленную с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси посредством цапф, установленных в вершинах указанных арок, посадочное место для солнечных модулей, расположенное на подвешенной раме. В отличие от прототипа в устройство дополнительно введены две полуоси, вставленные в цапфы, две идентичные металлические пластины, жестко скрепленные с подвешенной рамой и имеющие возможность вращения вместе с ней относительно горизонтальной оси посредством указанных полуосей, при этом пластины и полуоси установлены таким образом, что указанная горизонтальная ось находится в плоскости, проходящей через продольную ось подвешенной рамы и центр тяжести системы: рама с закрепленными на ней панелью солнечных модулей и металлическими пластинами; внутренние концы обеих полуосей вставлены в отверстия металлических пластин и зафиксированы с помощью двух болтов, наружные концы обеих полуосей выходят за пределы соответствующих цапф, на наружном конце одной из полуосей имеется резьба для крепления стопорной гайки с поворотной ручкой, обеспечивающих фиксацию необходимого угла поворота подвешенной рамы.
Далее сущность полезной модели поясняется с помощью рисунков, на которых представлено:
На фиг.1 - схематический вид предложенного солнечного фотоэлектрического устройства в изометрии, на фиг.2 приведен чертеж крепления подвижной рамы к металлическим пластинам и двум полуосям.
Солнечное фотоэлектрическое устройство содержит: базовую раму 1, на которой жестко закреплены две полукруглые арки 2 и 3, подвешенную раму 4, установленную с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси, с помощью двух цапф 6 и 7, установленных в вершинах арок 2 и 3. На подвешенной раме 4 расположено посадочное место 5 солнечных модулей. Две полуоси 8 и 9, расположенные в соответствующих цапфах 6 и 7 вставлены в посадочные отверстия двух металлических пластин 10 и 11, жестко скрепленных с подвешенной рамой 4 с помощью болтов 12-17, и гаек 18-21. На наружном конце одной из полуосей расположена поворотная ручка 22 и стопорная гайка 23.
Металлические пластины 10 и 11 жестко скреплены с подвешенной рамой 4 с помощью болтов 12-15 и гаек 18-21. По центрам пластин, выполнены сквозные отверстия, в которых вставляются полуоси 8 и 9. Общая ось этих отверстий находится в плоскости, проходящей через продольную ось подвешенной рамы 4 и центр тяжести системы: рама 4 с закрепленными на ней панелью солнечных элементов и металлическими пластинами 10 и 11. Полуоси 8 и 9 зафиксированы в отверстиях пластин 10 и 11 с помощью двух болтов 16 и 17, вкрученных сбоку в металлические пластины 10 и 11. Наружные концы полуосей 8 и 9 выходят за пределы соответствующих цапф. На наружном конце одной из полуосей (8 на фиг.2) имеется сквозное поперечное отверстие для установки поворотной ручки 22 и резьба для посадки стопорной гайки 23. С помощью стопорной гайки 23 и поворотной ручки 22 фиксируется заданный установленный угол наклона подвижной рамы.
При таком исполнении центр вращения полуоси совпадает с центром вращения подвешенной рамы 4. В этом случае отсутствует дополнительный переворачивающий момент в солнечном фотоэлектрическом устройстве. Это позволяет существенно сократить затраты энергии на перемещение подвешенной рамы.