RU2542707C2 - Solar plant orientation device - Google Patents

Abstract

FIELD: power industry.

SUBSTANCE: invention relates to solar engineering, namely to drive devices for orientation of a solar plant and can be used for orientation of any beam energy collector irradiated with a movable source of heat radiation. In the solar plant orientation device containing a base with a supporting post, which includes a frame of the solar plant, an orientation drive, an azimuthal tracking system, according to the invention, the frame is additionally provided with front and rear controlled screens with drives, which are installed perpendicular to its plane, wind sensors, which are connected to the sensor drives through a control system.

EFFECT: invention allows saving energy of an accumulator and using free wind energy for rotation of an orientation device.

3 dwg

Description

Изобретение относится к гелиотехнике, а именно к приводным устройствам для ориентации гелиоустановки, и может быть использовано для ориентации любого коллектора лучевой энергии, облучаемого перемещаемым источником тепловой радиации.The invention relates to solar engineering, and in particular, to drive devices for orienting a solar installation, and can be used to orient any collector of radiation energy irradiated by a moving source of thermal radiation.

В технике и литературе существует значительное число аналогов, содержащих разнообразные механизмы реагирования за перемещением Солнца [Авторское свидетельство №1322037, кл. F 24 J/38, 07.07.87, бюл. №25. Белорусский филиал Государственного научно-исследовательского энергетического института им. Г.М.Кржижановского. Н.И. Юргель, Е.Ф.Зарецкий, С.В.Исаев, Устройство ориентации гелиоустановки], [патент №2105936, кл. F 24 J/38, 27.02.98, бюл. №6. Б.Беграмбеков, С.В.Вергазов, A.M.Захаров. Гидромеханическое устройство для поворота гелиопоглощающей системы], [авторское свидетельство №1449786, кл. F 24 J/38, 01.01.89, бюл. №1. Западный филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф.Э.Джержинского. Е.Ф.Зарецкий, С.В.Исаев, Н.И.Юргель. Система управления гелиостатом].In technology and literature, there are a significant number of analogues containing a variety of mechanisms for responding to the movement of the Sun [Copyright certificate No. 1322037, class. F 24 J / 38, 07.07.87, bull. Number 25. Belarusian branch of the State Research Institute of Energy named after G.M. Krzhizhanovsky. N.I. Yurgel, EF Zaretsky, SV Isaev, Solar Orientation Orientation Device], [patent No. 2105936, class. F 24 J / 38, 02.27.98, bull. No. 6. B. Begrambekov, S.V. Vergazov, A.M. Zakharov. Hydromechanical device for turning the solar-absorbing system], [copyright certificate No. 1449786, class. F 24 J / 38, 01.01.89, bull. No. 1. Western branch of the All-Union Thermotechnical Research Institute. F.E.Dzerzhinsky. E.F. Zaretsky, S.V. Isaev, N.I. Yurgel. Heliostat Control System].

Все упомянутые аналоги имеют общие недостатки, состоящие в большой сложности устройств, некорректной работе при интенсивной облачности из-за применения светочувствительных датчиков, высокой стоимости потребления вырабатываемых видов энергии (прежде всего электрической).All of the mentioned analogues have common drawbacks, consisting in the great complexity of the devices, incorrect operation during intense cloud cover due to the use of photosensitive sensors, and the high cost of consumption of the generated types of energy (primarily electrical).

В качестве прототипа изобретения служит устройство для ориентации гелиоустановки [2043583, 10.09.95, бюл. №25. Ставропольский сельскохозяйственный институт. В.В.Кузьменко, Ю.С.Долик, И.П.Кузьменко], содержащее опорную стойку, связанное с ней при помощи сферического шарнира ориентируемое основание и упругие тяги, связанные со стойкой и деформируемые элементами, размещенными в прорезях основания. Такими образом, устройство содержит основание с опорной стойкой ориентирующую раму гелиоустановки, привод ориентации, систему азимутального слежения.As a prototype of the invention is a device for orienting solar installations [2043583, 09/10/95, bull. Number 25. Stavropol Agricultural Institute. VV Kuzmenko, Yu.S. Dolik, IP Kuzmenko], containing the support column, connected with it using a spherical hinge-oriented base and elastic rods associated with the rack and deformable by elements placed in the slots of the base. Thus, the device comprises a base with a support column, an orienting frame for the solar installation, an orientation drive, an azimuth tracking system.

Недостатком данного устройства является сложность, относительно большое потребление энергии и затруднение в работе интенсивной облачности.The disadvantage of this device is the complexity, relatively large energy consumption and difficulty in the operation of intense cloud cover.

Изобретение направлено на устранение этих недостатков и достижение более эффективной работы при интенсивной облачности.The invention is aimed at eliminating these shortcomings and achieving more efficient operation with intense cloud cover.

Это достигается тем, что в устройстве ориентации гелиоустановки, содержащем основание с опорной стойкой, ориентирующую раму гелиоустановки, привод ориентации, систему азимутального слежения, согласно изобретению рама дополнительно снабжена установленными перпендикулярно ее плоскости передними и задними управляемыми шторками с приводами, датчиками ветра, которые через систему управления подключены к приводам шторок.This is achieved by the fact that in a solar orientation device containing a base with a support column, a solar orientation frame, an orientation drive, an azimuth tracking system, according to the invention, the frame is additionally equipped with front and rear controlled curtains installed perpendicular to its plane with drives, wind sensors, which through the system controls are connected to curtain drives.

На фиг.1 показан вид сбоку, на фиг.2 - вид сверху данного устройства, на фиг.3 - функциональная схема системы управления.Figure 1 shows a side view, figure 2 is a top view of this device, figure 3 is a functional diagram of a control system.

Устройство для ориентации гелиоустановки содержит основание 1, внутри которого проходят подвижные гибкие подводки 2, коллектор 3, установленный на раме 4, датчики ветра 5 и 6, передние шторки 7, привод передних шторок 8, задние шторки 9, привод задних шторок 10, привод основания 11, систему азимутального слежения, в состав которой входят датчики 12 и 13, контроль за работой установки осуществляется с помощью системы управления 14, а резервное питание - с помощью аккумулятора 15, которые располагаются отдельно и скрыты от погодного влияния.The device for orienting the solar installation contains a base 1, inside of which flexible flexible hoses 2, a collector 3 mounted on a frame 4, wind sensors 5 and 6, front curtains 7, a drive for the front curtains 8, a rear curtain 9, a drive for the rear curtains 10, a drive for the base 11, the azimuthal tracking system, which includes sensors 12 and 13, the installation is monitored by the control system 14, and the backup power is supplied by the battery 15, which are located separately and are hidden from the weather.

Таким образом, передние шторки 7 и задние шторки 9 установлены перпендикулярно к плоскости коллектора 3, что видно на фиг.2.Thus, the front curtain 7 and the rear curtain 9 are installed perpendicular to the plane of the collector 3, as can be seen in figure 2.

Устройство действует следующим образом: в вечерние и ночные часы система управления 14 ориентирует установку, основываясь на данных с датчиков 12 и 13 системы азимутального слежения, к моменту восхода солнца установка ориентируется на восток. Датчики ветра 5 и 6, установленные на раме гелиоустановки 4, посылают сигнал на систему управления 14, а она в свою очередь - сигнал на привод соответствующих шторок (передних 7 или задних 9) 8 или 10. В зависимости от направления ветра, соответственно от направления движения облаков, меняют положение шторки с одной или другой стороны от коллектора 3. При положении шторок, препятствующем положению ветра, установка поворачивается под силой ветра, при смене направлении ветра установка поворачивается в нужное положение.The device operates as follows: in the evening and night hours, the control system 14 orientates the installation based on data from sensors 12 and 13 of the azimuthal tracking system; by sunrise, the installation is oriented to the east. Wind sensors 5 and 6, mounted on the solar frame 4, send a signal to the control system 14, and it, in turn, a signal to drive the corresponding curtains (front 7 or rear 9) 8 or 10. Depending on the direction of the wind, respectively, from the direction cloud movements change the position of the curtains on one or the other side of the collector 3. When the position of the curtains interferes with the position of the wind, the installation rotates under the force of the wind; when the wind direction changes, the installation rotates to the desired position.

Если установку следует повернуть на некоторый угол по часовой стрелке (например, при направлении ветра, как на фиг.2), то срабатывает привод передних шторок 8 и соответствующие шторки закрываются, а задние шторки 9 открываются, установка поворачивается до совпадения с требуемым углом направления на солнце, в этот момент привод передних шторок 8 отключается и установка останавливается. Если же установку следует повернуть в обратном направлении, например в ночные часы, то при том же направлении ветра (см. фиг.2) срабатывает привод задних шторок 10 (см. фиг.1), установка поворачивается против часовой стрелки. В отсутствие ветра установка поворачивается с помощью привода основания 11, питаемого от аккумулятора 15.If the installation should be rotated by a certain angle clockwise (for example, with the wind direction, as in FIG. 2), the front curtain 8 drive is triggered and the corresponding curtains are closed, and the rear curtains 9 open, the installation is rotated to coincide with the desired direction angle by sun, at this moment, the drive of the front curtain 8 is turned off and the installation stops. If the installation should be rotated in the opposite direction, for example at night, then with the same wind direction (see figure 2), the rear curtain 10 drive is activated (see figure 1), the installation rotates counterclockwise. In the absence of wind, the installation is rotated using the drive base 11, powered by a battery 15.

К технико-экономическим преимуществам данного устройства относится то, что оно позволяет экономить энергию аккумулятора и использовать бесплатную энергию ветра для поворота устройства ориентации.The technical and economic advantages of this device include the fact that it allows you to save battery power and use free wind energy to rotate the orientation device.

Claims (1)

Устройство ориентации гелиоустановки, содержащее основание с опорной стойкой, ориентирующую раму гелиоустановки, привод ориентации, систему азимутального слежения, отличающееся тем, что рама снабжена установленными перпендикулярно к ее плоскости передними и задними управляемыми шторками с приводами, датчиками ветра, причем последние через систему управления подключены к приводам шторок. A solar orientation device comprising a base with a support column, an orienting solar installation frame, an orientation drive, an azimuth tracking system, characterized in that the frame is equipped with front and rear controlled curtains mounted perpendicular to its plane with drives, wind sensors, the latter being connected via a control system to drives blinds.

Images