×
20.05.2014
216.012.c640

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОРИЕНТАЦИИ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002516511
Дата охранного документа
20.05.2014
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к системам автоматического регулирования, поддерживающим ориентацию солнечных батарей. Технический результат заключается в повышении точности ориентации и слежения солнечных батарей. Для этого предложен способ автоматической ориентации солнечных батарей, содержащий систему автоматического регулирования, состоящую из солнечной батареи и датчика, преобразующего с помощью внешней обратной связи энергию источника излучения, являющуюся функцией угла поворота солнечной батареи, в напряжение, которое подается на вход исполнительных электродвигателей, изменяющих скорость в сторону увеличения светового потока, при этом исполнительными электродвигателями изначально задается постоянная угловая скорость горизонтального и вертикального слежения солнечной батареи относительно источника излучения (солнца) с последующей корректировкой напряжением, представляющим собой разность ЭДС датчика, которое по внешней обратной связи передается на обмотки исполнительных двигателей. Также предложен датчик, используемый в указанном способе. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к системам автоматического регулирования, где необходимо поддерживать ориентацию солнечных батарей, а также вакуумных солнечных коллекторов с тепловыми трубками относительно источника излучения.

Для поддержания ориентации, известные системы слежения (см. Байере Т. 20 конструкций с солнечными элементами. - М.: Мир, 1988. Журнал Радио №5 за 2002 г. Электроника в быту - Гелиостат) не обеспечивают необходимым порогом срабатывания, который меняется в зависимости не только от дифференциальной, но и от общей интенсивности излучения. Для установки таких систем в исходное положение требуется вмешательство обслуживающего персонала. При облачной погоде устройства выходят из зоны регулирования, что снижает их эффективность применения.

Целью предлагаемого изобретения является снижение себестоимости при производстве товара, повышение точности ориентации и слежения солнечных батарей на источник излучения при облачной погоде.

Установим, какая должна быть мощность исполнительного электропривода, в качестве которого выбираем Регулятор скорости согласно патенту RU 2380733, МПК G05D 13/00, опубликованному 27.01.2010, Бюл. №3, скорость которого может регулироваться от нуля до номинальных скоростей приводных двигателей и выше. Человек в состоянии переместить платформу с солнечными батареями с помощью рычага. При этом он совершит работу 3000 кГс·м. Задаемся силой действующей на рычаг 30 кГс и пройденным расстоянием 100 м. Учитывая, что гравитационные силы, действующие на платформу, симметричны относительно ее оси, выбранные параметры значительно завышены с целью обеспечения запаса по мощности. При эквивалентном переводе получаем совершенную человеком работу 8,35 Вт·ч. Переходя на мощность и учитывая, что система за сутки совершает оборот, получим одну десятитысячную ватта. Полученная мощность является намного меньше мощности электропривода детской игрушки. Как видим, электропривод платформы может работать круглосуточно практически на холостом ходу, при незначительном потреблении электроэнергии.

При использовании предлагаемого Регулятора скорости, задаем ему постоянную выходную скорость, соответствующую скорости горизонтального слежения солнечных батарей относительно источника излучения с последующей корректировкой напряжением, представляющим собой разность ЭДС датчиков, которое по внешней обратной связи, известными в технике способами, передается, например, на дополнительную обмотку исполнительного электродвигателя, который меняет скорость в сторону увеличения угла падения солнечных лучей.

На фиг.1 и фиг.2 изображена схема устройства, реализующая работу предлагаемого способа. Устройство содержит платформу 1, имеющую две степени свободы вращения относительно осей Y-Y и Х-Х. На платформе 1 симметрично относительно оси Y-Y расположены солнечные батареи 2 или вакуумные солнечные коллекторы с тепловыми трубками. Горизонтальное слежение осуществляется электроприводом 3, а вертикальное электроприводом 6. На платформе 1 также расположен узел 4, состоящий из усеченной пирамиды 5 и пирамиды 7, причем пирамида 7 размещена на меньшем основании пирамиды 5, с частичным перекрытием боковых граней усеченной пирамиды 5. Боковые грани пирамид представляют собой датчики 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, в качестве которых могут использоваться устройства, преобразующие энергию источника излучения в электрическую, например солнечные батареи. Датчики 9 и 10, 11 и 12, 14 и 15, 16 и 13 соединены последовательно-согласованно и при действии на них светового потока генерируют соответственно ЭДС 9, 10; ЭДС 11 12; ЭДС 14, 15; ЭДС 16, 13. При встречном соединении ЭДС 9, 10; ЭДС 11, 12 и ЭДС 14, 15; ЭДС 16, 13 получаем напряжения Нв - вертикального перемещения и Нг - горизонтального перемещения. Если плоскость большего основания пирамиды 5 при слежении находится под небольшим углом к плоскости солнечных батарей, то этот угол можем регулировать, например, с помощью дифференциальных винтов, по отношению вектора светового потока. На верхнюю часть призмы может быть установлена выпуклая собирающая линза, на фиг.2 не показана.

Устройство работает следующим образом. Подаем напряжение от батареи или аккумулятора на электропривод 3 для углового горизонтального слежения за источником излучения. При этом угловая скорость слежения должна соответствовать угловой скорости перемещения Солнца по горизонту. При солнечном освещении узла 4, Нв и Нг равны нулю, при условии перпендикулярности светового потока относительно плоскости основания пирамиды 5. Поэтому ориентация не происходит. При перемещении Солнца, угол наклона лучей на узел 4 изменяется, и в результате неравномерной освещенности граней пирамид 5 и 7 возникают Нв и Нг, которые изменяют скорость электроприводов 6 и 3 в сторону уменьшения Нв и Нг, т.е. восстановления перпендикулярности солнечных лучей. Аналогично работает цепочка вертикальной ориентации, где исполнительным элементом является электропривод 6. При непараллельности плоскостей солнечных батарей 2 и основания пирамиды 5, а также низком пороге чувствительности ориентация может происходить при уже некоторых значениях Нв и Нг, что приведет к некоторому угловому опережению или отставанию плоскости батарей 2 к тепловому потоку. Для устранения этого возможно применение дифференциальной винтовой регулировки. При закате Солнца возможны два варианта работы устройства. Первый - продолжается слежение без ориентации до восхода Солнца. Второй - после заката Солнца устройство возвращается на исходную позицию, определяемую восходом. При этом реверс и остановка происходит с помощью конечных выключателей, а включение устройства осуществляется с помощью путевого выключателя, который включается при восходе Солнца в результате движения платформы при ориентации.

Предлагаемое устройство может найти самое широкое применение в области альтернативной энергетики. Позволяет поддерживать большую точность за счет увеличения управляющего воздействия на единицу углового рассогласования, которое увеличивается за счет теневого эффекта пирамиды 7 на пирамиду 5. Использование одного управляющего воздействия для двух электродвигателей электропривода позволяет обойтись без промежуточных устройств, например усилителей, что приводит к увеличению надежности и эффективности систем автоматики. В результате этого, предлагаемое устройство может найти применение в космической отрасли для ориентации солнечных батарей в космосе. Исключают вмешательство обслуживающего персонала.

На фиг.3 изображен регулятор скорости в виде двух электродвигателей 1 и 2, с обмотками возбуждения ов1, ов2. С помощью независимого источника напряжения, например батарейки или аккумулятора, которое подается на вход регулятора, устанавливается постоянная выходная скорость, соответствующая скорости слежения солнечных батарей, относительно источника излучения. Обратная связь для горизонтального слежения осуществляется, например, подачей напряжения на обмотки возбуждения ов1, ов2 двигателей 1 и 2 (фиг.3) от двух плоскостных датчиков, представляющих собой солнечные батареи, которые расположены горизонтально и наклонены друг к другу под некоторым углом к плоскости основных солнечных батарей и образуют совместно со второй вертикальной парой датчиков правильную усеченную пирамиду, основания которой параллельны плоскости основных солнечных батарей.

При перпендикулярности светового потока плоскости основных солнечных батарей сумма ЭДС горизонтальных датчиков, электрически соединенных последовательно встречно, равна нулю, слежение происходит с заданной скоростью. При опережении или отставании слежения появляется напряжение обратной связи, которое изменяет выходную скорость регулятора в сторону уменьшения рассогласования. Так, напряжение обратной связи, соответствующим образом подаваемое на обмотки возбуждения двигателей, изменяет их скорость, вырабатывая на выходе регулятора необходимый положительный или отрицательный скоростной градиент.

Новизна усматривается в увеличении точности регулирования при малых выходных скоростях, за счет одновременного регулирования скорости двух двигателей.


СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОРИЕНТАЦИИ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОРИЕНТАЦИИ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОРИЕНТАЦИИ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 101 items.
10.10.2013
№216.012.7371

Устройство дробления наледей и сосулек на крышах зданий

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройствам дробления наледей и сосулек. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши. Устройство содержит подводящие трубопроводы, а в качестве исполнительных элементов для разрушения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495210
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.10.2013
№216.012.7a17

Способ получения водорода из воды и устройство для его осуществления

Изобретение относится к водородной энергетике. Способ получения водорода из воды включает обработку воды одновременно электрическим и магнитным полями для разложения молекул воды на кислород и водород посредством пары колебательных контуров, состоящих из водяного конденсатора с изолированными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496917
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.01.2014
№216.012.93b2

Способ регулирования разности температур водно-термического душа и устройство для его осуществления

Изобретение относится к оборудованию для оздоровительно-лечебных и водно-термических процедур, которые оказывают общеукрепляющее и закаливающее действие на организм человека. В устройстве регулирования разности водно-термического душа корпус состоит из двух подпружиненных частей, имеющих соосно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503504
Дата охранного документа: 10.01.2014
10.01.2014
№216.012.95c7

Способ трансформации электроэнергии, устройство для его функционирования и способ изготовления устройства

Изобретение относится к способам и устройствам преобразования электроэнергии (трансформаторам), а также к переключателям с прямолинейным движением органа управления. Технический результат заключается в упрощении устройства путем исключения магнитопровода. Преобразование энергии происходит без...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504037
Дата охранного документа: 10.01.2014
10.02.2014
№216.012.9ec1

Способ определения максимальной производительности разложения воды и устройство для его осуществления (водородная ячейка)

Изобретение относится к способу увеличения производительности разложения воды. Способ включает разложение воды под действием резонансного электромагнитного поля и характеризуется тем, что разложение воды происходит под действием двух резонансных контуров, в которых вектора напряженностей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506349
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.03.2014
№216.012.a9f6

Устройство преобразования тепловой энергии в электрическую

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к двигателегенераторам. Устройство преобразования тепловой энергии в электрическую, содержащее катушку возбуждения, расположенную коаксиально штоку и механически с ним связанную, магнитопровод, согласно изобретению снабжено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509225
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.04.2014
№216.012.b3fe

Способ преобразования энергии горения водорода в тепловую энергию воды водяного котла и устройства для его осуществления

Изобретение относится к энергетике и может использоваться в проточных водогрейных котлах, где сжигание водорода происходит внутри котла. Согласно изобретению способ преобразования энергии горения водорода в тепловую энергию воды водяного котла заключается в том, что давление водорода и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511795
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.04.2014
№216.012.be07

Контейнер 

Изобретение относится к хранению пищевых продуктов в вакууме. Контейнер состоит из основания, представляющего гибкую оболочку, обода с имеющимся в нем вакуумным каналом, крышки, взаимодействующей с ободом посредством вакуумного уплотнения. Между ободом и крышкой имеется изменяющийся в функции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514387
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.05.2014
№216.012.c905

Способ вакуумной пропитки пищевых продуктов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ предусматривает вакуумирование пищевых продуктов одновременно с их пропиткой пропиточным составом. Пропиточный состав посредством циркуляции с помощью насоса прокачивается под давлением через обрабатываемые продукты, захватывает кислород и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517227
Дата охранного документа: 27.05.2014
27.05.2014
№216.012.caf3

Фитильная горелка и способ изготовления фитиля

Изобретение относится к горелкам для сжигания водородного топлива с использованием капиллярного эффекта, например, для приготовления пищи и отопления. Фитильная горелка включает камеру сгорания, камеру воспламенения, узел искрового зажигания, подвод водорода и кислорода осуществляется под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517721
Дата охранного документа: 27.05.2014
Showing 1-10 of 101 items.
10.10.2013
№216.012.7371

Устройство дробления наледей и сосулек на крышах зданий

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройствам дробления наледей и сосулек. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши. Устройство содержит подводящие трубопроводы, а в качестве исполнительных элементов для разрушения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495210
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.10.2013
№216.012.7a17

Способ получения водорода из воды и устройство для его осуществления

Изобретение относится к водородной энергетике. Способ получения водорода из воды включает обработку воды одновременно электрическим и магнитным полями для разложения молекул воды на кислород и водород посредством пары колебательных контуров, состоящих из водяного конденсатора с изолированными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496917
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.01.2014
№216.012.93b2

Способ регулирования разности температур водно-термического душа и устройство для его осуществления

Изобретение относится к оборудованию для оздоровительно-лечебных и водно-термических процедур, которые оказывают общеукрепляющее и закаливающее действие на организм человека. В устройстве регулирования разности водно-термического душа корпус состоит из двух подпружиненных частей, имеющих соосно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503504
Дата охранного документа: 10.01.2014
10.01.2014
№216.012.95c7

Способ трансформации электроэнергии, устройство для его функционирования и способ изготовления устройства

Изобретение относится к способам и устройствам преобразования электроэнергии (трансформаторам), а также к переключателям с прямолинейным движением органа управления. Технический результат заключается в упрощении устройства путем исключения магнитопровода. Преобразование энергии происходит без...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504037
Дата охранного документа: 10.01.2014
10.02.2014
№216.012.9ec1

Способ определения максимальной производительности разложения воды и устройство для его осуществления (водородная ячейка)

Изобретение относится к способу увеличения производительности разложения воды. Способ включает разложение воды под действием резонансного электромагнитного поля и характеризуется тем, что разложение воды происходит под действием двух резонансных контуров, в которых вектора напряженностей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506349
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.03.2014
№216.012.a9f6

Устройство преобразования тепловой энергии в электрическую

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к двигателегенераторам. Устройство преобразования тепловой энергии в электрическую, содержащее катушку возбуждения, расположенную коаксиально штоку и механически с ним связанную, магнитопровод, согласно изобретению снабжено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509225
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.04.2014
№216.012.b3fe

Способ преобразования энергии горения водорода в тепловую энергию воды водяного котла и устройства для его осуществления

Изобретение относится к энергетике и может использоваться в проточных водогрейных котлах, где сжигание водорода происходит внутри котла. Согласно изобретению способ преобразования энергии горения водорода в тепловую энергию воды водяного котла заключается в том, что давление водорода и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511795
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.04.2014
№216.012.be07

Контейнер 

Изобретение относится к хранению пищевых продуктов в вакууме. Контейнер состоит из основания, представляющего гибкую оболочку, обода с имеющимся в нем вакуумным каналом, крышки, взаимодействующей с ободом посредством вакуумного уплотнения. Между ободом и крышкой имеется изменяющийся в функции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514387
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.05.2014
№216.012.c905

Способ вакуумной пропитки пищевых продуктов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ предусматривает вакуумирование пищевых продуктов одновременно с их пропиткой пропиточным составом. Пропиточный состав посредством циркуляции с помощью насоса прокачивается под давлением через обрабатываемые продукты, захватывает кислород и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517227
Дата охранного документа: 27.05.2014
27.05.2014
№216.012.caf3

Фитильная горелка и способ изготовления фитиля

Изобретение относится к горелкам для сжигания водородного топлива с использованием капиллярного эффекта, например, для приготовления пищи и отопления. Фитильная горелка включает камеру сгорания, камеру воспламенения, узел искрового зажигания, подвод водорода и кислорода осуществляется под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517721
Дата охранного документа: 27.05.2014
+ добавить свой РИД