CZ283818B6 - Zařízení pro orientaci kolektorů sluneční energie - Google Patents
Zařízení pro orientaci kolektorů sluneční energie Download PDFInfo
- Publication number
- CZ283818B6 CZ283818B6 CZ963653A CZ365396A CZ283818B6 CZ 283818 B6 CZ283818 B6 CZ 283818B6 CZ 963653 A CZ963653 A CZ 963653A CZ 365396 A CZ365396 A CZ 365396A CZ 283818 B6 CZ283818 B6 CZ 283818B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- solar
- parallel
- rotational axis
- solar cells
- cell
- Prior art date
Links
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 29
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/78—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
- G01S3/782—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/785—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of orientation of directivity characteristics of a detector or detector system to give a desired condition of signal derived from that detector or detector system
- G01S3/786—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of orientation of directivity characteristics of a detector or detector system to give a desired condition of signal derived from that detector or detector system the desired condition being maintained automatically
- G01S3/7861—Solar tracking systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
- F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
- F24S30/42—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with only one rotation axis
- F24S30/425—Horizontal axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
- F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
- F24S30/42—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with only one rotation axis
- F24S30/428—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with only one rotation axis with inclined axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S50/00—Arrangements for controlling solar heat collectors
- F24S50/20—Arrangements for controlling solar heat collectors for tracking
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S20/00—Supporting structures for PV modules
- H02S20/30—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
- H02S20/32—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment specially adapted for solar tracking
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/47—Mountings or tracking
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Zařízení obsahuje alespoň jeden sluneční článek (1), připevněný k rotační ose (4) zařízení tak, že rovina článku (1) je od roviny kolmé ke kolektorům (7) sluneční energie a rovnoběžné s rotační osou (4) zařízení odchýlena o 0,1-45 úhlových stupňů k východu. Článek (1) je přímo připojený k elektromotoru (3), spojenému s rotační osou (4) zařízení, pro orientaci rotační osy (4) zařízení, dokud je výkon článku (1) větší než výkon potřebný pro orientaci rotační osy (4) zařízení. Obsahuje-li dva antiparalelně zapojené sluneční články (1, 2), jsou přibližně rovinné, přibližně stejných parametrů a navzájem přibližně rovnoběžné a mohou být umístěny ve společném pouzdře (5). Mohou být také vyrobeny na společném nosiči. V rotační ose (4) lze s výhodou umístit revenzibilní elektromotor opatřený samosvorným převodem (6).
ŕ
Description
Zařízení pro orientaci kolektorů sluneční energie
Oblast techniky
Vynález se týká zařízení pro sledování Slunce.
Dosavadní stav techniky
Existují aktivní sledovače slunce pracující obvykle na principu elektrooptických čidel Slunce jako planety U.S. 3,493,765, 4,223,214, 4,328,417 a 5,317,145. Elektrooptické sledovače Slunce se obvykle skládají nejméně z jedné dvojice fotoodporů nebo fotovoltaických slunečních článků v antiparalelním zapojení, které je při stejné intenzitě osvětlení obou prvků elektricky vyváženo tak, že na hnacím motoru je nulový nebo zanedbatelný řídicí signál. Při nestejném osvětlení elektrooptických čidel vzniká rozdílový signál, který je využit k pohonu motoru a k orientaci zařízení takovým směrem, ve kterém je osvětlení elektrooptických čidel stejné a je obnovena rovnováha.
Dále existující aktivní sledovače slunce pracují na principu hodinových strojů nebo kombinující oba principy jako U.S. patent 4,031,385. Takové sledovače mohou pracovat s velkou přesností, ale jsou složité a proto i nákladné a málo spolehlivé.
Existující pasivní sledovače Slunce pracují na principu tepelné roztažnosti hmoty nebo tvarové paměti kovů. Obvykle se skládají z dvojice proti sobě pracujících hnacích prvků, která je při stejné intenzitě osvětlení obou prvků silově vyvážena. Při nestejném osvětlení hnacích prvků vzniká nerovnováha sil, která je využita k orientaci zařízení takovým směrem, ve kterém je dosaženo stejné osvětlení hnacích prvků a je obnovena rovnováha sil jako například U.S. patenty 2,967,249 a 4,027,651, GB patent 1,566,797, CZ patent 279 801 a DE 33 03 000 Al. Pasivní sledovače Slunce jsou ve srovnání s aktivními sledovači méně složité a méně nákladné, ale pracují s velmi malou účinností a při nízkých teplotách atmosféry nefungují.
Aktivní i pasivní sledovače Slunce využívají pro rozdílné osvětlení čidel i hnacích prvků clony, zrcadla, čočky nebo vzájemnou polohu čidel nebo hnacích prvků nebo kombinaci těchto opatření, jak popisují např. patenty U.S. 4,082,947 a SU 1474397 Al a DE 43 06 656 Al.
Například pro dvouosé sledování Slunce jsou sluneční články rozmístěny obvykle symetricky na různoběžných stěnách čtyřbokého jehlanu nebo komolého jehlanu přičemž osa symetrie je určena vrcholem jehlanu a Sluncem. Pro jednoosé sledování Slunce jsou sluneční články rozmístěny obvykle symetricky na dvou různoběžných stěnách trojbokého rovnoramenného nebo lichoběžníkového rovnoramenného hranolu, přičemž rovina symetrie je určena průsečnicí různoběžných rovin a Sluncem.
Různoběžné symetrické umístění antiparalelně zapojených slunečních článků je výhodné pro přesné sledování Slunce, protože kompenzuje izotropní i cirkumsolámí difuzní složky slunečního záření, které snižují přesnost sledování. Pro sledování Slunce je v tomto případě využito pouze přímé sluneční záření.
Nevýhodou tohoto uspořádání je snížení výkonu slunečních článků, protože difuzní cirkumsolární záření nese podstatnou část energie slunečního záření.
Celkový výkon různoběžné umístěných antiparalelně zapojených slunečních článků dále snižuje to, že pracují s rozdílem výkonů slunečních článků.
-1 CZ 283818 B6
Nízká účinnost různoběžně umístěných antiparalelně zapojených slunečních článků výrazně zvyšuje celkovou cenu zařízení, protože náklady na sluneční články tvoří velmi podstatnou část nákladů na zařízení.
Další nevýhodou antiparalelního zapojení různoběžně umístěných slunečních článků je opožděná dopolední zpětná orientace kolektorů sluneční energie od západu k východu protože u zařízení, které ukončilo činnost odpoledne předcházejícího dne nesměřuje žádný sluneční článek k východu. Proto dochází k reorientaci až v pozdních dopoledních hodinách kdy je Slunce vysoko nad obzorem. Použití dalších pomocných slunečních článků pro reorientaci zvyšuje náklady na zařízení a jeho složitost. Použití zakřivených slunečních článků rovněž zvyšuje náklady. Protože je vždy osvětlena pouze jejich část je na stejný výkon třeba větší plocha a navíc u částečně osvětlených slunečních článků klesá silně celková účinnost. Provoz částečně osvětlených a částečně zastíněných slunečních článků se nedoporučuje, protože může sluneční články poškodit.
Podstata vynálezu
Nedostatky známého stavu řeší zařízení pro orientaci kolektorů sluneční energie připevněných k rotační ose zařízení podle vynálezu.
Podstata vynálezu spočívá vtom, že nejméně 1 solární článek, nebo solární panel obsahující nejméně 1 solární článek pro přeměnu sluneční energie na energii elektrickou je připevněný k rotační ose zařízení a jeho rovina je od roviny kolmé ke kolektorům sluneční energie a rovnoběžné s rotační osou zařízení odchýlena o 0,1 až 45 úhlových stupňů k východu a je připojený k elektromotoru, spojenému s rotační osou zařízení, pro orientaci zařízení dokud je výkon slunečního článku větší než výkon potřebný pro orientaci zařízení.
Při pohybu Slunce po obloze od východu k západu dochází k zvětšování úhlu β pod kterým sluneční záření dopadá na sluneční článek. Současně roste výkon slunečního článku připojeného k motoru až do okamžiku kdy je síla motoru napájeného slunečními články větší než síla potřebná pro orientaci kolektorů sluneční energie. V tomto okamžiku začne motor otáčet kolektory sluneční energie, připevněné k rotační ose zařízení spolu se slunečním článkem, směrem k východu. Úhel β pod kterým sluneční záření dopadá na sluneční článek se začne zmenšovat až do okamžiku kdy je výkon slunečního článku menší než výkon potřebný pro orientaci kolektorů sluneční energie. Zařízení využívá záporné zpětné vazby.
Úhel 0,1 až 45° o který je sluneční článek odchýlen, od roviny kolmé ke kolektorům sluneční energie a rovnoběžné s rotační osou zařízení, k východu se nastaví tak, aby byl výkon slunečního článku blízko prahové hodnoty potřebné pro orientaci zařízení a současně aby při tomto úhlu dopadalo na kolektory maximum sluneční energie. Tento úhel závisí zejména na parametrech zařízení a na místním podnebí a je nejčastěji cca. 20°.
V zařízení podle vynálezu působí výkon slunečního článku připojeného k motoru proti mechanickému odporu v konstrukci zařízení a proti odporu prostředí. Proto může zařízení pracovat také s jedním slunečním článkem nebo panelem.
U existujících zařízení pro orientaci kolektorů sluneční energie působí stále výkony nejméně dvou antiparalelně zapojených slunečních článků proti sobě a motor je poháněn rozdílovým výkonem.
Odpoledne zůstává zařízení s jedním panelem slunečních článků orientováno přibližně k západu. Ráno následujícího dne musí být zařízení přesměrováno směrem k východu ručně.
-2CZ 283818 B6
Umístění dalšího pomocného slunečního článku nebo panelu slunečních článků rovnoběžně s hlavním slunečním článkem nebo panelem slouží především ke včasné dopolední reorientaci kolektorů sluneční energie od západu k východu a pouze doplňkově slouží ke kompenzaci 5 izotropního difuzního slunečního záření. V zařízení podle vynálezu je při sledování Slunce vždy jeden z antiparalelně zapojených slunečních článků neosvětlen přímým slunečním zářením a výkon izotropního difuzního slunečního záření je zanedbatelný. U existujících zařízení pro orientaci kolektorů sluneční energie jsou při sledování Slunce přímým slunečním zářením vždy osvětleny oba antiparalelně zapojené sluneční články.
Zařízení podle vynálezu využívá přímé sluneční záření a pracuje při obvyklém provozu s celým, ne rozdílovým, výkonem slunečních článků připojených k motoru. Zařízení využívá navíc difuzní cirkumsolámí záření a kompenzuje pouze izotropní difuzní sluneční záření které nese pouze malou část sluneční energie.
Funkce zařízení není závislá na přesném přizpůsobení antiparalelně zapojených slunečních článků, protože využívá rozdílový signál pouze doplňkově pro kompenzaci izotropního difuzního záření a protože je určeno ke sledování slunce s přesností cca. ± 10°. Proto není nutná ani přesná rovinnost ani přesná rovnoběžnost slunečních článků.
Uspořádání podle vynálezu umožňuje výrobu obou slunečních článků na společném nosiči a umístění obou slunečních článků do společného pouzdra. Protože náklady na výrobu slunečních článků a jejich pouzdření představují velmi podstatnou část ceny zařízení, umožňuje řešení podle vynálezu výrazné snížení celkové ceny zařízení.
Rovnoběžné uspořádání slunečních článků podle vynálezu umožňuje využít difuzní cirkumsolámí složku slunečního záření, které je při mimoběžném uspořádání slunečních článků kompenzováno. Použití difuzní složky ve slunečním záření, která snižuje přesnost sledování Slunce, je možné, protože u plochých kolektorů a kolektorů s malou koncentrací záření současně 30 s rostoucím podílem difuzní složky ve slunečním záření klesá potřeba přesného sledování Slunce při zachování maximálního zisku kolektorů sluneční energie.
Při převažujícím přímém slunečním záření je přesnost sledování Slunce potřebná pro zachycení maximálního množství sluneční energie cca. ± 10°. Při převažujícím difuzním slunečním záření 35 je přesnost sledování Slunce potřebná pro zachycení maximálního množství sluneční energie cca.
± 30°. V limitním případě při zatažené obloze a při výhradně difuzním slunečním záření není sledování Slunce potřebné.
Využití cirkumsolámí difuzní složky slunečního záření pro sledování Slunce umožňuje zachytit 40 maximální množství sluneční energie při optimální ale ne maximální přesnosti sledování Slunce.
Zařízení může používat fotovoltaické nebo termoelektrické nebo fotoelektrochemické sluneční články nebo kombinované sluneční články.
Upevnění elektromotoru do duté rotační osy zařízení zjednodušuje montáž a je kompaktnější než současné uspořádání s lineárními elektrickými pohony. Motor může být opatřen samosvomým převodem který chrání motor před poškozením vnějšími silami, například poryvy větru.
Připojení elektromotoru přímo ke slunečním článkům, bez dalších elektronických obvodů 50 zvyšuje spolehlivost zařízení.
Celkově má uspořádání podle vynálezu výrazně nižší výrobní náklady, jednodušší a kompaktnější konstrukci a vyšší účinnost než stávající zařízení pro orientaci plochých kolektorů sluneční
-3CZ 283818 B6 energie a kolektorů s nízkou koncentrací záření a umožňuje včasnou ranní reorientaci těchto kolektorů.
Přesnost sledování Slunce nového sledovače cca. ± 10° umožňuje u plochých kolektorů a kolektorů s malou koncentrací záření zachytit prakticky stejné množství sluneční energie jako při použití podstatně nákladnějších elektronických sledovačů s přesností sledování ± 0,1° které jsou určeny pro kolektory s vysokou koncentrací záření.
Přehled obrázků
Na výkresech jsou schematicky znázorněny příklady provedení zařízení podle vynálezu. Obr. 1 ukazuje zařízení se svislou rotační osou opatřené jedním panelem slunečních článků. Zařízení pro orientaci kolektorů slunečního záření s vodorovnou rotační osou opatřené dvěma rovnoběžnými panely solárních článků je znázorněno na obr. 2 ve výchozí poloze při východu slunce, na obr. 3 v aktivní poloze po východu slunce a na obr. 4 v poloze před západem Slunce. Obr. 5 ukazuje zařízení pro orientaci kolektorů podle vynálezu s polární osou rotace a na obr. 6 je zařízení pro orientaci kolektorů podle vynálezu s vodorovnou osou rotace a se slunečními články umístěnými v pouzdře. Zařízení opatřené dvěma panely solárních článků různých parametrů je znázorněno na obr. 7 kde tečkované šipky znázorňují izotropní difuzní záření, spojité šipky znázorňují cirkumsolámí difuzní záření a čárkované šipky znázorňují přímé sluneční záření. Úplné schéma zapojení elektromotoru a slunečních článků ukazuje obr. 8.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Na obr. 1 zařízení pro orientaci kolektorů sluneční energie 7 zahrnuje jeden sluneční článek 1 pro přeměnu sluneční energie na energií elektrickou připevněný ke svislé rotační ose 4 zařízení přičemž rovina článku 1 je od roviny kolmé ke kolektorům 7 sluneční energie a rovnoběžné s rotační osou 4 zařízení odchýlena o cca. 20 úhlových stupňů k východu a sluneční článek 1 je přímo připojený k elektromotoru 3 spojenému s rotační osou 4 zařízení pro orientaci zařízení, který je umístěn v duté rotační ose 4 zařízení.
Funkce zařízení je následující.
Ráno je zařízení orientováno k východu. Při pohybu Slunce po obloze od východu k západu dochází k zvětšování úhlu β pod kterým sluneční záření dopadá na sluneční články 1. Současně roste výkon slunečních článků 1 připojených k motoru 3 až do okamžiku kdy je výkon slunečních článků 1 větší než výkon potřebný pro orientaci kolektorů 7 sluneční energie. V tomto okamžiku začne motor 3 otáčet kolektory 7 sluneční energie a sluneční články 1 směrem k východu. Úhel β pod kterým sluneční záření dopadá na sluneční články se začne zmenšovat až do okamžiku kdy je výkon slunečních článků 1 menší než výkon potřebný pro orientaci kolektorů 7 sluneční energie. Zařízení využívá záporné zpětné vazby. Odpoledne zůstává zařízení s jedním panelem slunečních článků 1 orientováno přibližně k západu. Ráno následujícího dne musí být zařízení přesměrováno směrem k východu ručně.
Rozsah automatického natáčení kolektorů 7 slunečního záření v tomto příkladu je cca. 150°.
-4CZ 283818 B6
Příklad 2
Na obr. 2, obr. 3 a obr. 4 se zařízení pro orientaci kolektorů 7 sluneční energie skládá ze slunečního článku 1 a pomocného slunečního článku 2, které jsou antiparalelně zapojeny, jsou rovnoběžné a mají přibližně stejné parametry. Články 1 a 2 jsou připojeny k reverzibilnímu stejnosměrnému motoru 3, kteiý je umístěn v duté rotační ose 4 zařízení. Články 1 a 2 jsou připevněny k vodorovné rotační ose 4 zařízení, přičemž jejich rovina je odchýlena od roviny kolmé ke kolektorům 7 sluneční energie a rovnoběžné s rotační osou 4 zařízení o cca. 20° k východu.
Funkce zařízení je následující.
Před východem slunce je zařízení orientováno k západu. Po východu slunce dopadá sluneční záření pod velkým úhlem na pomocný sluneční článek 2 připojený k motoru 3. Motor napájený slunečním článkem 2 otáčí zařízení za Sluncem dokud se úhel β slunečních paprsků dopadajících na sluneční články 2 nezmenší tak že výkon slunečního článku 2 poklesne pod prahový výkon potřebný pro orientaci zařízení. Zařízení je orientováno přibližně k východu. Slunce postoupí na obloze o úhel 2β směrem k západu. V tomto úhlu kolektoiy 7 sluneční energie nesledují Slunce. Při dalším postupu směrem k západu dopadá sluneční záření pod velkým úhlem na sluneční článek 1 připojený k motoru 3. Motor 3 napájený slunečním článkem 1 otáčí zařízení k západu za Sluncem dokud se úhel β slunečních paprsků dopadajících na sluneční články 1 nezmenší tak, že výkon slunečního článku 1 poklesne pod prahový výkon potřebný pro orientaci zařízení. Obr. 3 ukazuje, že sluneční články 1 jsou v celém rozsahu sledování a v obou směrech vždy v dosahu slunečního záření.
Rozsah automatického natáčení kolektorů 7 slunečního záření je cca. 150°-2β.
Příklad 3
Na obr. 5 se zařízení pro orientaci kolektorů 7 sluneční energie skládá ze slunečního článku 1 a pomocného slunečního článku 2, které jsou antiparalelně zapojeny, jsou rovnoběžné a mají přibližně stejné parametry. Články J a 2 jsou připojeny k reverzibilnímu stejnosměrnému motoru 3 pro pohon zařízení, který je umístěn v duté rotační ose 4 zařízení. Články 1 a 2 jsou připevněny k polární rotační ose 4 zařízení, přičemž jejich rovina je odchýlena od roviny kolmé ke kolektorům 7 sluneční energie a rovnoběžné s rotační osou 4 zařízení o cca 20° k východu.
Funkce zařízení a rozsah automatického natáčení kolektorů 7 slunečního záření jsou stejné jako v příkladu 2.
Příklad 4
Na obr. 6 se zařízení pro orientaci kolektorů sluneční energie skládá ze slunečních článků 1 a 2, které jsou vyrobeny na společném nosiči, jsou antiparalelně zapojeny, jsou rovnoběžné a jsou umístěny ve společném pouzdře 5 a mají přibližně stejné parametry. Články 1 a 2 jsou připojeny k reverzibilnímu stejnosměrnému motoru 3, který je upevněn v duté rotační ose 4 zařízení a je opatřen samosvomým převodem 6 pro pohon zařízení a jehož hřídel je spojen se statorem 8. Články 1 a 2 jsou připevněny k vodorovné rotační ose 4 zařízení, přičemž jejich rovina je odchýlena od roviny kolmé ke kolektorům 7 sluneční energie a rovnoběžné s rotační osou 4 zařízení o cca. 20° k východu.
Funkce zařízení je následující.
-5CZ 283818 B6
Před východem slunce je zařízení orientováno k západu. Po východu slunce dopadá sluneční záření pod velkým úhlem na pomocný sluneční článek 2 připojený k motoru 3. Motor napájený slunečním článkem 2 otáčí zařízení za Sluncem odkud se úhel β slunečních paprsků dopadajících na sluneční články 2 nezmenší tak, že výkon slunečního článeku 2 poklesne pod prahový výkon potřebný pro orientaci zařízení. Zařízení je orientováno přibližně k východu. Slunce postoupí na obloze o úhel 2β směrem k západu. V tomto úhlu kolektory 7 sluneční energie nesledují Slunce. Při dalším postupu směrem k západu dopadá sluneční záření pod velkým úhlem na sluneční článek 1 připojený k motoru 3. Motor 3 napájený slunečním článkem 1 otáčí zařízení k západu za Sluncem dokud se úhel β slunečních paprsků dopadajících na sluneční články 1 nezmenší tak, že výkon slunečního článku 1 poklesne pod prahový výkon potřebný pro orientaci zařízení. Když je vnější kroutící moment, vyvolaný například větrem, působící na kolektory 7 sluneční energie větší než kroutící moment motoru 3, zablokuje samosvomý převod 6 rotační osu 4 zařízení.
Příklad 5
Na obr. 7 se zařízení pro orientaci kolektorů 7 slunečního záření skládá ze slunečního článku 1 a pomocného slunečního článku 2, které jsou antiparalelně zapojeny a mají pouze přibližně stejné elektrické parametry a jsou pouze přibližně rovnoběžné a rovinné a nejsou umístěny ve společném pouzdře. Schéma na obr. 8 ukazuje, že články 1 a 2 jsou připojeny přímo k reverzibilnímu stejnosměrnému elektromotoru 3. Lineární reverzibilní stejnosměrný motor 3 je spojen jedním koncem se statorem 8 a druhým koncem s rotační osou 4 zařízení. Články 1 a 2 jsou připevněny k rotační ose 4 zařízení, přičemž jejich rovina je odchýlena od roviny kolmé ke kolektorům 7 sluneční energie a rovnoběžné s rotační osou 4 zařízení o úhel β cca. 20° k východu.
Funkce zařízení a rozsah automatického natáčení kolektorů 7 slunečního záření jsou stejné jako v příkladu 2.
Předcházející popis uspořádání zařízení pro orientaci kolektorů slunečního záření ukazuje pouze některé příklady zařízení a nepředstavuje všechny existující varianty zařízení možné podle vynálezu. U popsaného záření je možné, mimo jiné, obměňovat umístění slunečních článků připevněných přímo nebo nepřímo k rotační ose zařízení.
Průmyslová využitelnost
Zařízení pro orientaci kolektorů slunečního záření podle vynálezu je použitelné všude, kde se využívá sluneční energie, například k ohřevu vody, k přeměně na elektrickou energii apod.
Claims (10)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Zařízení pro orientaci kolektorů sluneční energie připevněných k rotační ose zařízení, které je otočně spojeno se statorem, zahrnující sluneční článek připevněný k rotační ose zařízení, vyznačující se tím, že alespoň jeden sluneční článek (1), pro přeměnu sluneční energie na energii elektrickou, je připevněný k rotační ose (4) zařízení tak, že rovina článku (1) je od roviny kolmé ke kolektorům (7) sluneční energie a rovnoběžné s rotační osou (4) zařízení odchýlena o 0,1 až 45 úhlových stupňů k východu a sluneční článek (1) je připojený k elektro-6CZ 283818 B6 motoru (3), spojenému s rotační osou (4) zařízení, pro orientaci rotační osy (4) zařízení pokud je výkon článku (1) větší, než výkon potřebný pro orientaci rotační osy (4) zařízení.
- 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že má alespoň dva antiparalelně zapojené sluneční články (1, 2), které jsou přibližně rovinné, přibližně stejných parametrů a navzájem přibližně rovnoběžné a elektromotor (3), který je reverzibilní.
- 3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že antiparalelně zapojené sluneční články (1,2) jsou umístěny ve společném pouzdře (5).
- 4. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že antíparalelní sluneční články (1, 2) jsou na společném nosiči a jsou umístěny ve společném pouzdře (5).
- 5. Zařízení podle nároku laž4, vyznačující se tím, že elektromotor (3) je upevněn v rotační ose (4) zařízení a je opatřen samosvomým převodem (6), jehož hřídel je připevněn ke statoru (8).
- 6. Zařízení podle nároku 1 až 5, jsou fotovoltaické.vyznačující tím, že sluneční články (1,2)
- 7. Zařízení podle nároku 1 až 5, jsou fotoelektrochemické.vyznačující se tím, že sluneční články (1,2)
- 8. Zařízení podle nároku 1 až 5, vyznačující od roviny kolmé ke kolektorům (7) sluneční energie odchýlena o 5 až 30 úhlových stupňů k východu.se tím, že rovina článků (1, 2) je a rovnoběžné s rotační osou (4) zařízení
- 9. Zařízení podle nároku laž5, vyznačující se tím, že sluneční články (1,2) jsou kombinované fotovoltaické a fotoelektrochemické.
- 10. Zařízení podle nároku 1 až 9, vyznačující se tím, že sluneční články (1, 2) jsou připojeny přímo k elektromotoru (3).
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ963653A CZ283818B6 (cs) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | Zařízení pro orientaci kolektorů sluneční energie |
AU51152/98A AU730831B2 (en) | 1996-12-12 | 1997-12-08 | An apparatus for orientation of solar radiation collectors |
PCT/CZ1997/000042 WO1998026303A1 (en) | 1996-12-12 | 1997-12-08 | An apparatus for orientation of solar radiation collectors |
EP97945725A EP0944843B1 (en) | 1996-12-12 | 1997-12-08 | An apparatus for orientation of solar radiation collectors |
US09/319,721 US6089224A (en) | 1996-12-12 | 1997-12-08 | Apparatus for orientation of solar radiation collectors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ963653A CZ283818B6 (cs) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | Zařízení pro orientaci kolektorů sluneční energie |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ365396A3 CZ365396A3 (cs) | 1998-06-17 |
CZ283818B6 true CZ283818B6 (cs) | 1998-06-17 |
Family
ID=5467058
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ963653A CZ283818B6 (cs) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | Zařízení pro orientaci kolektorů sluneční energie |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6089224A (cs) |
EP (1) | EP0944843B1 (cs) |
AU (1) | AU730831B2 (cs) |
CZ (1) | CZ283818B6 (cs) |
WO (1) | WO1998026303A1 (cs) |
Families Citing this family (47)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6563040B2 (en) | 2001-10-11 | 2003-05-13 | Pinnacle West Capital Corporation | Structure for supporting a photovoltaic module in a solar energy collection system |
US7622666B2 (en) * | 2005-06-16 | 2009-11-24 | Soliant Energy Inc. | Photovoltaic concentrator modules and systems having a heat dissipating element located within a volume in which light rays converge from an optical concentrating element towards a photovoltaic receiver |
US7252083B2 (en) * | 2005-07-18 | 2007-08-07 | Arizona Public Service Company | Structure for supporting energy conversion modules and solar energy collection system |
WO2007044385A2 (en) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Practical Instruments, Inc. | Self-powered systems and methods using auxiliary solar cells |
CN101375112A (zh) * | 2006-01-17 | 2009-02-25 | 索利安特能源公司 | 用于光学聚光器的混合式主光学部件 |
JP2009524245A (ja) * | 2006-01-17 | 2009-06-25 | ソリアント エナジー,インコーポレイティド | 集光太陽電池パネル、および、これに関連したシステムと方法 |
EP2016344B1 (en) * | 2006-05-05 | 2009-07-22 | Rahmi Oguz Çapan | Hyperbolic solar trough field system |
US20080142078A1 (en) * | 2006-09-30 | 2008-06-19 | Johnson Richard L | Optical concentrators having one or more spot focus and related methods |
WO2008048478A2 (en) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Soliant Energy, Inc. | Sun sensor assembly and related method of using |
WO2008096019A1 (es) | 2007-02-09 | 2008-08-14 | Ingeteam Energy, S.A. | Dispositivo de conversión de corriente continua en corriente alterna y de control de la máxima potencia para paneles solares |
WO2008112180A2 (en) * | 2007-03-11 | 2008-09-18 | Soliant Energy, Inc. | Heat transfer and wiring considerations for a photo voltaic receiver for solar concentrator applications |
WO2008121870A1 (en) * | 2007-03-29 | 2008-10-09 | Arizona Public Service Company | System for supporting energy conversion modules |
US8052100B2 (en) * | 2007-04-04 | 2011-11-08 | Thompson Technology Industries, Inc. | Adjustable tilt solar panel support system |
US8318131B2 (en) | 2008-01-07 | 2012-11-27 | Mcalister Technologies, Llc | Chemical processes and reactors for efficiently producing hydrogen fuels and structural materials, and associated systems and methods |
US9188086B2 (en) | 2008-01-07 | 2015-11-17 | Mcalister Technologies, Llc | Coupled thermochemical reactors and engines, and associated systems and methods |
AU2009246864A1 (en) | 2008-05-16 | 2009-11-19 | Emcore Corporation | Solar systems that include one or more shade-tolerant wiring schemes |
ITRM20080476A1 (it) * | 2008-09-03 | 2010-03-04 | Antonino Zambuto | Sistema per ottimizzare la captazione dei raggi solari |
US8441361B2 (en) | 2010-02-13 | 2013-05-14 | Mcallister Technologies, Llc | Methods and apparatuses for detection of properties of fluid conveyance systems |
US20110203776A1 (en) * | 2009-02-17 | 2011-08-25 | Mcalister Technologies, Llc | Thermal transfer device and associated systems and methods |
US20100294265A1 (en) * | 2009-05-20 | 2010-11-25 | Zomeworks | Dual axis support for high wind solar panels |
US9347692B2 (en) | 2009-11-24 | 2016-05-24 | Guy A. Pizzarello | Low profile solar tracking systems and methods |
WO2011085557A1 (zh) * | 2010-01-15 | 2011-07-21 | 苏州恒阳新能源科技有限公司 | 光信号传感器 |
US8455806B2 (en) | 2010-01-18 | 2013-06-04 | Sunpower Corporation | Photovoltaic assembly for use in diffuse weather conditions and related methods |
US9206045B2 (en) * | 2010-02-13 | 2015-12-08 | Mcalister Technologies, Llc | Reactor vessels with transmissive surfaces for producing hydrogen-based fuels and structural elements, and associated systems and methods |
JP5726912B2 (ja) * | 2010-02-13 | 2015-06-03 | マクアリスター テクノロジーズ エルエルシー | 再放射面を有する化学反応器ならびにその関連システムおよび方法 |
CA2788540C (en) * | 2010-02-13 | 2014-04-01 | Mcalister Technologies, Llc | Chemical reactors with annularly positioned delivery and removal devices, and associated systems and methods |
KR20130051492A (ko) * | 2010-02-13 | 2013-05-20 | 맥알리스터 테크놀로지즈 엘엘씨 | 수소계 연료 및 구조적 성분을 생성하기 위한 압력 및 열전달 특성을 갖는 반응기 용기와,관련 시스템 및 방법 |
US7884308B1 (en) | 2010-02-22 | 2011-02-08 | Mejia Manuel J | Solar-powered sun tracker |
US8407950B2 (en) * | 2011-01-21 | 2013-04-02 | First Solar, Inc. | Photovoltaic module support system |
US20130000632A1 (en) * | 2011-06-29 | 2013-01-03 | Advanced Technology & Research Corp. (ATR) | Sun tracking solar power collection system |
US8673509B2 (en) | 2011-08-12 | 2014-03-18 | Mcalister Technologies, Llc | Fuel-cell systems operable in multiple modes for variable processing of feedstock materials and associated devices, systems, and methods |
US8669014B2 (en) | 2011-08-12 | 2014-03-11 | Mcalister Technologies, Llc | Fuel-cell systems operable in multiple modes for variable processing of feedstock materials and associated devices, systems, and methods |
WO2013025655A2 (en) | 2011-08-12 | 2013-02-21 | Mcalister Technologies, Llc | Systems and methods for providing supplemental aqueous thermal energy |
US8911703B2 (en) | 2011-08-12 | 2014-12-16 | Mcalister Technologies, Llc | Reducing and/or harvesting drag energy from transport vehicles, including for chemical reactors, and associated systems and methods |
US8734546B2 (en) | 2011-08-12 | 2014-05-27 | Mcalister Technologies, Llc | Geothermal energization of a non-combustion chemical reactor and associated systems and methods |
US8671870B2 (en) | 2011-08-12 | 2014-03-18 | Mcalister Technologies, Llc | Systems and methods for extracting and processing gases from submerged sources |
WO2013025659A1 (en) | 2011-08-12 | 2013-02-21 | Mcalister Technologies, Llc | Reducing and/or harvesting drag energy from transport vehicles, includings for chemical reactors, and associated systems and methods |
WO2013025650A1 (en) | 2011-08-12 | 2013-02-21 | Mcalister Technologies, Llc | Mobile transport platforms for producing hydrogen and structural materials and associated systems and methods |
US8888408B2 (en) | 2011-08-12 | 2014-11-18 | Mcalister Technologies, Llc | Systems and methods for collecting and processing permafrost gases, and for cooling permafrost |
US8826657B2 (en) | 2011-08-12 | 2014-09-09 | Mcallister Technologies, Llc | Systems and methods for providing supplemental aqueous thermal energy |
US9923109B2 (en) | 2012-02-29 | 2018-03-20 | Yair Matalon | Self-powered light-seeking apparatus and photovoltaic cells with light concentrating means |
CN105402902B (zh) * | 2012-09-07 | 2017-09-08 | 广东桑辉能源有限公司 | 多用途平板式太阳能装置制作方法及其制品 |
WO2014160301A1 (en) | 2013-03-14 | 2014-10-02 | Mcalister Technologies, Llc | Method and apparatus for generating hydrogen from metal |
WO2014145882A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Mcalister Technologies, Llc | Methods of manufacture of engineered materials and devices |
WO2014194124A1 (en) | 2013-05-29 | 2014-12-04 | Mcalister Technologies, Llc | Methods for fuel tank recycling and net hydrogen fuel and carbon goods production along with associated apparatus and systems |
CN104819578A (zh) * | 2015-04-21 | 2015-08-05 | 中国十七冶集团有限公司 | 太阳能聚热镜面支架铆接装置 |
WO2022101126A2 (en) * | 2020-11-13 | 2022-05-19 | Soltec Innovations, S.L. | Bifacial photovoltaic module, single axis solar tracker and operating method thereof |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2967249A (en) * | 1959-01-27 | 1961-01-03 | Hoffman Electronics Corp | Servomechanism for tracking a heat source |
US3493765A (en) * | 1967-01-05 | 1970-02-03 | Trw Inc | Spacecraft attitude detector utilizing solar sensors and summation of predetermined signals derived therefrom |
US4027651A (en) * | 1976-02-17 | 1977-06-07 | Robbins Jr Roland W | Solar-energy-powered sun tracker |
US4082947A (en) * | 1976-03-25 | 1978-04-04 | The George L. Haywood Co. | Solar collector and drive circuitry control means |
US4031385A (en) * | 1976-04-05 | 1977-06-21 | Desert Sunshine Exposure Tests, Inc. | Solar tracking device |
GB1566797A (en) * | 1976-10-27 | 1980-05-08 | Nat Res Dev | Solar radiation tracking device |
FR2403525A1 (fr) * | 1977-09-16 | 1979-04-13 | Leonard Jean | Dispositif de captation de l'energie solaire |
US4223214A (en) * | 1978-01-09 | 1980-09-16 | American Solar Systems, Inc. | Solar tracking device |
US4290411A (en) * | 1978-06-05 | 1981-09-22 | Russell George F | Solar energy collector sun-tracking apparatus and method |
US4447718A (en) * | 1980-07-07 | 1984-05-08 | Kei Mori | Apparatus for collecting and concentrating solar light energy |
US4328417A (en) * | 1980-07-21 | 1982-05-04 | Roger Himes | Solar tracking mechanism |
CH657443A5 (de) * | 1982-06-16 | 1986-08-29 | Atlantis Energie Ag | Einrichtung zum automatischen richten von durch einen reflektor konzentrierter sonnenstrahlung. |
DE3303000C2 (de) * | 1983-01-29 | 1985-01-10 | Pöhlmann, Erich, Ing. (grad.), 8650 Kulmbach | Einrichtung zum Nachführen eines Sonnenkollektors nach dem Sonnenstand |
US4649899A (en) * | 1985-07-24 | 1987-03-17 | Moore Roy A | Solar tracker |
SU1474397A1 (ru) * | 1987-08-26 | 1989-04-23 | Предприятие П/Я В-8670 | Датчик ориентации гелиоустановки |
AU3419193A (en) * | 1991-12-31 | 1993-07-28 | Wattsun Corporation | Method and apparatus for tracker control |
DE4306656A1 (de) * | 1993-03-03 | 1993-12-16 | Georg Linckelmann | Automatische Nachführung nach dem Sonnenstand |
-
1996
- 1996-12-12 CZ CZ963653A patent/CZ283818B6/cs not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-12-08 AU AU51152/98A patent/AU730831B2/en not_active Ceased
- 1997-12-08 US US09/319,721 patent/US6089224A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-12-08 EP EP97945725A patent/EP0944843B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-08 WO PCT/CZ1997/000042 patent/WO1998026303A1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1998026303A1 (en) | 1998-06-18 |
AU5115298A (en) | 1998-07-03 |
EP0944843B1 (en) | 2005-04-27 |
CZ365396A3 (cs) | 1998-06-17 |
EP0944843A1 (en) | 1999-09-29 |
US6089224A (en) | 2000-07-18 |
AU730831B2 (en) | 2001-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CZ283818B6 (cs) | Zařízení pro orientaci kolektorů sluneční energie | |
CA2794602C (en) | High efficiency counterbalanced dual axis solar tracking array frame system | |
US4317031A (en) | Central focus solar energy system | |
US7884308B1 (en) | Solar-powered sun tracker | |
US20130118099A1 (en) | High efficiency conterbalanced dual axis solar tracking array frame system | |
EP0155666A2 (en) | Solar tracking mechanisms | |
JP2003324210A (ja) | パネル分割型、太陽追尾式ソーラーパネルシステム | |
WO2009155530A1 (en) | Solar concentrator system | |
US20150040964A1 (en) | Self-powered light-seeking apparatus and photovoltaic cells with light concentrating means | |
US20120125404A1 (en) | Modular system for concentration of solar radiation | |
KR200423036Y1 (ko) | 태양광 발전장치 | |
RU2280918C1 (ru) | Солнечная электростанция | |
JP2001291890A (ja) | 太陽光発電装置 | |
CN110737286B (zh) | 一种光伏组件南北方向倾角可调的平单轴跟踪支架 | |
Parveen et al. | IoT based solar tracking system for efficient power generation | |
JP2004146760A (ja) | 差電圧駆動式太陽追尾ソーラー発電装置 | |
GB2365116A (en) | A hybrid photovoltaic/thermal system | |
KR100959952B1 (ko) | 일축방식의 대면적 태양광발전 추적장치 | |
RU2459156C1 (ru) | Солнечная энергоустановка | |
US20120132254A1 (en) | Solar tracker device | |
KR100767704B1 (ko) | 태양추적형 태양광 발전장치 | |
JP2001290537A (ja) | 太陽光発電装置 | |
CZ9901513A3 (cs) | Zařízení pro orientaci oboustranných kolektorů sluneční energie | |
CZ398297A3 (cs) | Zařízení pro orientaci oboustranných kolektorů sluneční energie | |
JP3093695U (ja) | 差電圧駆動式太陽追尾ソーラー発電装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20021212 |