RU216282U1 - Solar panel automatic tracking device - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к системам автоматического регулирования, поддерживающим ориентацию солнечных батарей, и может быть использована в системах автономного электроснабжения на основе фотоэлектрических модулей. Устройство автоматического отслеживания положения солнечных панелей включает в себя солнечные панели, червячный привод, линейный привод, датчик, жёсткую раму, подшипники, вертикальный вал. При этом линейный привод установлен на балке. Датчик освещённости установлен непосредственно на солнечных панелях. Управление устройством происходит контроллером в распределительной коробке. Технический результат заключается в повышении энергоэффективности работы солнечных батарей за счёт автоматической ориентации панели солнечных батарей в положение, при котором возможно получение максимальной мощности при рассеянном свете.

The utility model relates to automatic control systems that maintain the orientation of solar panels and can be used in autonomous power supply systems based on photovoltaic modules. The solar panel automatic tracking device includes solar panels, worm gear, linear actuator, sensor, rigid frame, bearings, vertical shaft. In this case, the linear drive is mounted on the beam. The light sensor is installed directly on the solar panels. The device is controlled by a controller in the junction box. The technical result consists in increasing the energy efficiency of the solar panels due to the automatic orientation of the solar panel to a position in which it is possible to obtain maximum power in diffused light.

Description

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.The utility model relates to automatic control systems that maintain the orientation of solar panels and can be used in autonomous power supply systems based on photovoltaic modules to increase the efficiency of converting sunlight into electricity.

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. One of the closest in technical essence to the claimed is a device for automatic orientation of the solar panel [Patent for utility model of the Russian Federation No. 205638 dated 07/23/2021, IPC H02J 3/32 (2006.01), publ. 07/23/2021], which contains a solar panel mounted on a two-coordinate mechanism with stepper motors, an illumination sensor mounted on a small-sized two-coordinate mechanism with stepper motors, a central control device that processes information from the sensor, and controls the installation of solar panels in position, when where maximum power can be obtained.

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.The disadvantage of this device is that the sensor for tracking the maximum power of the sun is rotated by additional devices, which is less efficient in terms of technical and economic indicators. And also in the use of three stepper motors, due to which the continuous operation of the automatic control system for the position of the battery relative to the source is accompanied by a large energy consumption for moving the massive panel. The energy spent on moving can be commensurate with the generated electricity.

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. The closest in technical essence is a device for automatic orientation of the solar battery [Utility model patent of the Russian Federation No. 06/01/2017], which contains an automatic control system consisting of a solar battery, a feedback sensor and an electromechanical drive, characterized in that on a fixed frame, on which, with the help of hinges having two degrees of freedom of rotational movement, directly and through an adjustable support, having holes along its entire length, an auxiliary movable frame is fixed, on which at least one solar battery is installed, and a linear actuator is used as an electromechanical drive to rotate the movable frame, fixed on one side with a hinge having two degrees of freedom of rotational movement, to on the back side of the movable frame, and on the other hand - with a flexible connection to the fixed frame, the automatic control system is made in the form of a control unit based on a microcontroller, in addition, it has feedback based on a position sensor installed in a linear actuator and a solar battery that simultaneously performs function light sensor, wherein the adjustable support, having the first end and the second end, is fixed by the first end by means of a hinge having two degrees of freedom of rotational movement to the rear side of the movable frame and by the second end by a detachable connection through one of the holes - to the fixed frame.

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.The disadvantages of this device are the low angles of rotation of the solar panels along the OX axis and the OY axis, as well as the location of the sensor that rotates separately from the solar panels, which leads to incorrect data from the sensor and reduces the production of solar panels and reduces efficiency.

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 датчикаIn order to eliminate these shortcomings, it is proposed to replace the linear drive with a worm drive and install the sensor directly on the solar panels, which eliminates the error in the angle of the direction of the solar panels relative to the sensor and increases the alignment accuracy, and also eliminates additional costs for the use of additional drives for the sensor

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. On FIG. 1 shows the proposed device, where 1 - Sensor, 2 - solar panels, 3 - worm drive, 4 - linear drive (for example, an actuator), 5 - beam, 6 - rigid frame, 7 - bearings, 8 - junction box, 9 - vertical shaft.

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).The device contains a rotary device consisting of a sensor 1 (Fig. 1) mounted on a solar panel 2, which can rotate along the OX axis due to the worm drive 3, and rotate along the OS axis due to the linear drive 4 mounted on the beam 5. Solar panel 2 is mounted on a rigid frame 6, which rotates due to bearings 7. The device is controlled by a controller in a junction box 8. The entire structure is attached to a vertical shaft 9. The shaft is attached to the support plane (for example, the ground surface).

Claims (1)

Устройство автоматического отслеживания положения солнечных панелей, включающее солнечные панели, червячный привод, линейный привод, датчик, жёсткую раму, подшипники, вертикальный вал, отличающееся тем, что линейный привод установлен на балке, а датчик установлен непосредственно на солнечных панелях, при этом управление устройством происходит контроллером в распределительной коробке. A device for automatically tracking the position of solar panels, including solar panels, a worm drive, a linear drive, a sensor, a rigid frame, bearings, a vertical shaft, characterized in that the linear drive is mounted on a beam, and the sensor is installed directly on the solar panels, while the device is controlled controller in the junction box.

Images