Устройство автоматического отслеживания положения солнечных панелей

Полезная модель относится к системам автоматического регулирования, поддерживающим ориентацию солнечных батарей, и может быть использована в системах автономного электроснабжения на основе фотоэлектрических модулей для увеличения эффективности преобразования солнечного света в электроэнергию.
Одно из наиболее близких по технической сути к заявляемому является устройство автоматической ориентации панели солнечных батарей [Патент на полезную модель РФ №205638 от 23.07.2021, МПК H02J 3/32 (2006.01), опубл. 23.07.2021], которое содержит панель солнечных батарей, установленную на двухкоординатном механизме с шаговыми двигателями, датчик освещенности, установленный на малогабаритном двухкоординатном механизме с шаговыми двигателями, центральное управляющее устройство, осуществляющее обработку информации с датчика, и управление установкой солнечных батарей в положение, при котором возможно получение максимальной мощности.
Недостаток этого устройства заключается в том, что датчик отслеживания максимальной мощности солнца вращается за счет дополнительных устройств, что является менее эффективным по технико-экономическим показателям. А также в использовании трех шаговых двигателей, за счет которых непрерывная работа системы автоматического управления положением батареи относительно источника сопровождается большим расходом энергии на перемещение массивной панели. Энергия, затрачиваемая на перемещение, может быть соизмерима с вырабатываемой электроэнергией.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для автоматической ориентации солнечной батареи [Патент на полезную модель РФ №171 448 от20.05.2016, МПК H02S 20/10 (2014.01), опубл. 01.06.2017], которое содержит систему автоматического регулирования, состоящую из солнечной батареи, датчика обратной связи и электромеханического привода, отличающуюся тем, что на неподвижной раме, на которую при помощи шарниров, имеющих две степени свободы поворотного движения, напрямую и через регулируемую опору, имеющую отверстия по всей длине, закреплена вспомогательная подвижная рама, на которой установлена, по крайней мере, одна солнечная батарея, причем в качестве электромеханического привода для поворота подвижной рамы использован линейный актуатор, закрепленный с одной стороны шарниром, имеющим две степени свободы поворотного движения, к тыльной стороне подвижной рамы, а с другой стороны - гибким соединением к неподвижной раме, система автоматического регулирования выполнена в виде блока управления на основе микроконтроллера, кроме того, имеет обратную связь на основе датчика положения, установленного в линейном актуаторе, и солнечной батареи, одновременно выполняющей функцию датчика освещенности, при этом регулируемая опора, имеющая первый конец и второй конец, закреплена первым концом при помощи шарнира, имеющего две степени свободы поворотного движения, к тыльной стороне подвижной рамы и вторым концом разъемным соединением через одно из отверстий - к неподвижной раме.
Недостатками данного устройства являются низкие углы вращения солнечных панелей вдоль оси ОХ и оси ОУ, а также расположение датчика, который вращается отдельно он солнечных панелей, что приводит к некорректным данным с датчика и уменьшает выработку солнечных панелей и уменьшает КПД.
С целью устранения данных недостатков предлагается замена линейного привода на червячный привод и установка датчика непосредственно на солнечных панелях, что исключает погрешность угла направления солнечных панелей относительно датчика и увеличивает точность выверки, а также исключает дополнительные затраты на использование дополнительных приводов для датчика
На Фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, где 1 – Датчик, 2- солнечный панели, 3 – червячный привод, 4- линейный привод (например, актуатор), 5 – балка, 6- жесткая рама, 7 – подшипники, 8 –распределительная коробка, 9 – вертикальный вал.
Устройство содержит поворотное устройство, состоящее из датчика 1 (фиг. 1), установленного на солнечные панели 2, имеющей возможность вращения вдоль оси ОХ за счет червячного привода 3, и вращения вдоль оси ОУ за счет линейного привода 4, установленного на балке 5. Солнечная панель 2 крепится на жесткую раму 6, которая вращается за счет подшипников 7. Управление устройством происходит контроллером в распределительной коробке 8. Вся конструкция крепится к вертикальному валу 9. Вал крепится к плоскости опоры (например, поверхности земли).