×
20.01.2018
218.016.1d6c

СПОСОБ КОМПОНОВКИ И ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАНЕЛЕЙ В СОЛНЕЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ БЕЗ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Использование: в области электротехники и энергетики. Технический результат – обеспечение графика выработки электроэнергии, соответствующего графику нагрузки без слежения за перемещением солнца по небосклону. Способ размещения панелей солнечных батарей состоит из установки панелей рядами друг за другом таким образом, чтобы ряды были размещены параллельно друг другу длинными торцами, а плоскостями - перпендикулярно или с максимально большим углом к направлению солнечных лучей в данном районе, и с технологическим интервалом между рядами таким, чтобы тень от предыдущего ряда панелей солнечных батарей при оптимальной высоте солнца не накрывала последующего ряда, а технологический интервал внутри рядов между панелями устанавливают не более 0,1…0,15L, где L - длина панели солнечной батареи, причем по высоте панели располагают над поверхностью земли, равной среднему росту обслуживающего персонала 1,6…2 м. Ряды солнечных панелей устанавливаются в направлении с севера на юг для исключения взаимного затенения панелей, а плоскости панелей имеют различную пространственную ориентацию относительно направления солнечных лучей в данном районе, которая одновременно с выбором мощности и количества солнечных панелей выбирается с целью обеспечения заданного почасового графика генерации исходя из критериев максимального значения часовой суммы суммарного солнечного излучения в момент времени t и максимума вырабатываемой электрической энергии за сутки. 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к солнечной энергетике, в частности к солнечным электростанциям, создаваемым на базе стационарно установленных солнечных панелей, без слежения за перемещением солнца по небосклону и может найти применение при проектировании или модернизации солнечных электростанций, в том числе для электроснабжения удаленных сельскохозяйственных потребителей.

Известен способ установки солнечных панелей при создании солнечных станций, в соответствии с которым все панели одинакового размера и соответственно одинаковой мощности расположены в один или несколько рядов, параллельных друг другу, под заданным углом наклона к горизонту с южной азимутальной ориентацией, который обеспечивает максимальную выработку электрической энергии за выбранный период времени (световой день, месяц, сезон или год). В солнечных станциях подобного типа панели устанавливаются стационарно, их повороты или перемещения не предусмотрены, а угол их ориентации по сторонам света и ориентация по отношению к небосклону выбираются одинаковыми для всех панелей. Такая компоновка солнечных панелей в солнечных электростанциях используется повсеместно, поскольку обеспечивает максимальное использование приходящей солнечной радиации [Vladislav Poulek, Martin Libra, Photovoltaics, theory and practice of solar energy utilization, Editor: ILSA (www.ilsa.cz), Prague, 1st edition, 168 pages, Printedat , Ltd., 190, 261 01 IV., Czech Republic, January 2010, ISBN 978-80-904311-2-6, р. 61 - аналог].

Недостатком такого способа размещения фотоэлектрических панелей является снижение эффективности работы в утренние и вечерние часы ввиду взаимного затенения, а также выработка электрической энергии по графику, соответствующему графику прихода солнечного излучения, который в большинстве случаев отличается от графика нагрузки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ размещения солнечных батарей в солнечной электростанции, заключающийся в установке панелей таким образом, чтобы они размещались друг за другом рядами, были параллельны друг другу длинными торцами, и с технологическим интервалом между рядами таким образом, чтобы тень от предыдущего ряда панелей фотоэлектрических модулей при оптимальной высоте Солнца не накрывала последующего ряда, а технологический интервал внутри рядов между панелями составлял не более 0,1…0,15 длины панели фотоэлектрического модуля [Бурков Л.Н. Способ размещения панелей солнечных батарей // Патент России №2285209 С1. 2006. Бюл. №28 - прототип].

Указанный способ имеет существенный недостаток, заключающийся в том, солнечная станция с установленными таким способом панелями никогда не сможет обеспечить график выработки электроэнергии, соответствующий графику нагрузки.

Предлагаемым изобретением решается задача разработки такого способа компоновки фотоэлектрических панелей в солнечной электрической станции, который обеспечивал бы генерацию электрической энергии согласно заданному графику потребления электрической энергии с учетом изменения величины и временного размещения максимума инсоляции при различной пространственной ориентации с использованием фотоэлектрических панелей различной мощности.

Достижение указанного технического результата осуществляется таким подходом к выбору мощности, количества и пространственной ориентации фотоэлектрических панелей, который предусматривает, что панели в солнечной электростанции устанавливаются стационарно; располагаются в ряд (или несколько рядов) в направлении с севера на юг; количество, мощность и пространственная ориентация панелей выбраны таким образом, чтобы электрическая энергия вырабатывалась с допустимым заданным отклонением от суточного графика нагрузки для конкретного дня года. При этом пространственная ориентация фотоэлектрических панелей (положение р) для каждого часа определяется исходя из критерия максимума значения часовой суммы суммарного солнечного излучения в момент времени t:

.

Количество фотоэлектрических панелей f-типа в p-положении , а также тип фотоэлектрической панели определяются исходя из критерия максимума вырабатываемой электрической энергии за сутки:

,

где: , , - соответственно часовые суммы прямой, рассеянной и отраженной составляющих солнечной радиации для n дня в момент времени t на наклоненную под углом β к горизонту и ориентированную по сторонам света по углом γ поверхность согласно положения p;

Sфп, ηфп - площадь (м2) и кпд фотоэлектрической панели f-типа

Ограничение в процессе решения данной задачи оптимизации включает следующее:

1. является целым и положительным.

2. Тип фотоэлектрической панели f варьируется в рамках ассортимента фотоэлектрических панелей, представленного на рынке.

3. Значение угла наклона принимающей поверхности относительно горизонта лежит в пределах 0°…90°.

4. Значение угла ориентации принимающей поверхности по сторонам света лежит в пределах -90°…90°.

5. С точки зрения технической возможности реализации полученных решений точность расчетов ограничивается целыми значениями величины β и γ.

6. Допустимое отклонение значений мощности, генерируемой и потребляемой для момента времени t должно лежать в пределах от 0…δ, % (δ задается проектировщиком согласно требованиям к режиму генерации).

В соответствии с предлагаемым способом фотоэлектрические панели устанавливаются в ряд в направлении с севера на юг. Каждая из выбираемых фотоэлектрических панелей имеет свой тип f, соответствующие ему мощность Р (Вт), размеры а×b (мм), КПД η (%), пространственную ориентацию, а именно: расположение относительно горизонта под углом β (град.) и сторон света под углом γ (град.).

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен вид с северо-востока на фотоэлектрические панели, установленные согласно предложенному способу.

На фиг. 2 - вид сверху на фотоэлектрические панели, установленные согласно предложенному способу.

На фиг. 3 в качестве примера представлен суточный график генерации и потребления электрической энергии для n=172, где кривая 1 - суточный график выработки электрической энергии фотоэлектрическими панелями, представленными на фиг. 1; 2 - график нагрузки за заданные сутки. Кривая 2 на фиг. 3 является графиком нагрузки перерабатывающего предприятия, форма которого характерна для сельскохозяйственного потребителя - имеет утренний и вечерний максимумы. Отклонение графика генерации (кривая 1) от графика потребления электрической энергии (кривая 2) в течение всего дня является допустимым и не превышает 6,7%, а количество генерируемой за сутки электроэнергии на 2,7% превышает суточную нагрузку. График выработки электрической энергии имеет два максимума, как и график нагрузки: в 11.00 и 18.00 часов, несмотря на то, что пик интенсивности инсоляции приходится на 13.00-14.00 часов.

Преимуществом использования заявляемого решения при проектировании и оценке производительности солнечной электростанции без слежения за Солнцем является то, что оно позволяет подобрать параметры и пространственную ориентацию фотоэлектрических панелей в составе электростанции так, чтобы выработка электрической энергии соответствовала заданному графику нагрузки конкретного объекта, что позволило бы исключить использование дополнительных устройств генерации или аккумулирования электрической энергии для компенсации разнородности таких графиков, а также повысить степень утилизации приходящегося солнечного излучения путем определения оптимального пространственного положения фотоэлектрических панелей для каждого часа.


СПОСОБ КОМПОНОВКИ И ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАНЕЛЕЙ В СОЛНЕЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ БЕЗ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ
СПОСОБ КОМПОНОВКИ И ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАНЕЛЕЙ В СОЛНЕЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ БЕЗ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ
СПОСОБ КОМПОНОВКИ И ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАНЕЛЕЙ В СОЛНЕЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ БЕЗ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ
СПОСОБ КОМПОНОВКИ И ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАНЕЛЕЙ В СОЛНЕЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ БЕЗ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ
СПОСОБ КОМПОНОВКИ И ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАНЕЛЕЙ В СОЛНЕЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ БЕЗ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ
СПОСОБ КОМПОНОВКИ И ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАНЕЛЕЙ В СОЛНЕЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ БЕЗ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ
СПОСОБ КОМПОНОВКИ И ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАНЕЛЕЙ В СОЛНЕЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ БЕЗ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ
СПОСОБ КОМПОНОВКИ И ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАНЕЛЕЙ В СОЛНЕЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ БЕЗ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ
СПОСОБ КОМПОНОВКИ И ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАНЕЛЕЙ В СОЛНЕЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ БЕЗ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ
СПОСОБ КОМПОНОВКИ И ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАНЕЛЕЙ В СОЛНЕЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ БЕЗ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ
СПОСОБ КОМПОНОВКИ И ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАНЕЛЕЙ В СОЛНЕЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ БЕЗ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 49.
20.05.2013
№216.012.41bf

Установка автоматического слежения приемной панели за солнцем

Изобретение относится к области гелиотехники, в частности к устройствам, которые используются для ориентации рабочей поверхности солнечных модулей, водонагревателей (гелиосистем) и т.д. перпендикулярно лучам солнечного излучения. Установка автоматического слежения приемной панели за Солнцем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482401
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.03.2014
№216.012.aa21

Когенерационная фотоэлектрическая тепловая система

Изобретение относится к области гелиотехники и предназначено для энергоснабжения объектов сельскохозяйственного и индивидуального назначения. Фотоэлектрическая тепловая система содержит, по меньшей мере, один солнечный тепловой коллектор, трубопровод подачи жидкости в солнечный тепловой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509268
Дата охранного документа: 10.03.2014
27.01.2015
№216.013.20eb

Система электроснабжения потребителей в сетях напряжения с использованием возобновляемых и невозобновляемых источников энергии и управлением генерацией электроэнергии

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к производству и распределению электрической энергии. Предложенная система электроснабжения реализует способ управления различными источниками генерации электрической энергии, которые входят в состав локальной микросети низкого напряжения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539875
Дата охранного документа: 27.01.2015
10.01.2016
№216.013.9f9a

Устройство для отбора теплоты от поверхностного водотока

Изобретение относится к области теплоэнергетики, предназначено для отбора теплоты от поверхностного водотока и может применяться в составе теплонасосных установок для обеспечения их низкопотенциальной теплотой. Устройство содержит раму и присоединенные к ней изогнутую трубу с каналом для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572495
Дата охранного документа: 10.01.2016
25.08.2017
№217.015.ac10

Пластинчатая цепь

Изобретение относится к конструкции цепных передач. Пластинчатая цепь состоит из внутренних и наружных пластин, разобщенных дистанционными втулками, и валиков, снабженных неподвижно установленными на них фиксирующими шайбами. В пластины цепи неподвижно установлены втулки из износостойкого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612089
Дата охранного документа: 02.03.2017
25.08.2017
№217.015.ae7c

Способ определения силы сопротивления рабочих машин

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к сельскохозяйственному приборостроению. При реализации способа при движении трактора без нагрузки за счет снижения подачи топлива достигают частоты вращения коленчатого вала, соответствующей максимальному крутящему моменту. Мгновенно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612950
Дата охранного документа: 14.03.2017
25.08.2017
№217.015.bd1c

Туковысевающий аппарат

Туковысевающий аппарат содержит поворотный кожух, выполненный в виде полого цилиндра с высевными окнами, расположенными по винтовой линии. Внутри кожуха размещены закрепленные консольно на приводном валу спирали. Внутри рабочих частей спиралей под углом к образующей кожухов жестко закреплены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616418
Дата охранного документа: 14.04.2017
25.08.2017
№217.015.d022

Способ определения силы сопротивления рабочих машин

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к сельскохозяйственному приборостроению. При движении трактора без нагрузки за счет снижения подачи топлива достигают частоты вращения коленчатого вала, соответствующей максимальному крутящему моменту. Мгновенно увеличивают подачу топлива...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620983
Дата охранного документа: 30.05.2017
26.08.2017
№217.015.d924

Устройство для преддоильной обработки вымени

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к оборудованию для преддоильной обработки вымени. Устройство содержит теплоизолированную емкость с крышкой и патрубками для подключения к системе водоснабжения доильной установки и для подачи моющей жидкости по шлангу к клапанному...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623477
Дата охранного документа: 26.06.2017
26.08.2017
№217.015.e008

Зерноуборочный агрегат

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Зерноуборочный агрегат содержит соединенные друг с другом энергетическое средство, прицепной комбайн с жаткой и присоединенное к комбайну транспортное средство для зерна. Энергетическое средство оснащено передним навесным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625178
Дата охранного документа: 12.07.2017
Показаны записи 1-10 из 22.
27.01.2015
№216.013.20eb

Система электроснабжения потребителей в сетях напряжения с использованием возобновляемых и невозобновляемых источников энергии и управлением генерацией электроэнергии

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к производству и распределению электрической энергии. Предложенная система электроснабжения реализует способ управления различными источниками генерации электрической энергии, которые входят в состав локальной микросети низкого напряжения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539875
Дата охранного документа: 27.01.2015
10.01.2016
№216.013.9f9a

Устройство для отбора теплоты от поверхностного водотока

Изобретение относится к области теплоэнергетики, предназначено для отбора теплоты от поверхностного водотока и может применяться в составе теплонасосных установок для обеспечения их низкопотенциальной теплотой. Устройство содержит раму и присоединенные к ней изогнутую трубу с каналом для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572495
Дата охранного документа: 10.01.2016
25.08.2017
№217.015.ac10

Пластинчатая цепь

Изобретение относится к конструкции цепных передач. Пластинчатая цепь состоит из внутренних и наружных пластин, разобщенных дистанционными втулками, и валиков, снабженных неподвижно установленными на них фиксирующими шайбами. В пластины цепи неподвижно установлены втулки из износостойкого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612089
Дата охранного документа: 02.03.2017
25.08.2017
№217.015.ae7c

Способ определения силы сопротивления рабочих машин

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к сельскохозяйственному приборостроению. При реализации способа при движении трактора без нагрузки за счет снижения подачи топлива достигают частоты вращения коленчатого вала, соответствующей максимальному крутящему моменту. Мгновенно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612950
Дата охранного документа: 14.03.2017
25.08.2017
№217.015.bd1c

Туковысевающий аппарат

Туковысевающий аппарат содержит поворотный кожух, выполненный в виде полого цилиндра с высевными окнами, расположенными по винтовой линии. Внутри кожуха размещены закрепленные консольно на приводном валу спирали. Внутри рабочих частей спиралей под углом к образующей кожухов жестко закреплены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616418
Дата охранного документа: 14.04.2017
25.08.2017
№217.015.d022

Способ определения силы сопротивления рабочих машин

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к сельскохозяйственному приборостроению. При движении трактора без нагрузки за счет снижения подачи топлива достигают частоты вращения коленчатого вала, соответствующей максимальному крутящему моменту. Мгновенно увеличивают подачу топлива...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620983
Дата охранного документа: 30.05.2017
26.08.2017
№217.015.d924

Устройство для преддоильной обработки вымени

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к оборудованию для преддоильной обработки вымени. Устройство содержит теплоизолированную емкость с крышкой и патрубками для подключения к системе водоснабжения доильной установки и для подачи моющей жидкости по шлангу к клапанному...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623477
Дата охранного документа: 26.06.2017
26.08.2017
№217.015.e008

Зерноуборочный агрегат

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Зерноуборочный агрегат содержит соединенные друг с другом энергетическое средство, прицепной комбайн с жаткой и присоединенное к комбайну транспортное средство для зерна. Энергетическое средство оснащено передним навесным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625178
Дата охранного документа: 12.07.2017
26.08.2017
№217.015.e38a

Зерноуборочный агрегат

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Зерноуборочный агрегат включает комбайн с хедером, кабиной управления, ходовым шасси, рабочими органами и приводами, а также силовую установку и прицепную емкость для сбора урожая. Силовая установка закреплена резьбовыми креплениями...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626171
Дата охранного документа: 21.07.2017
19.01.2018
№218.016.05d0

Шнековый дозатор-смеситель кормов

Изобретение относится к устройствам для смешивания и дозированной выдачи кормов и может быть использовано для подачи кормов на ленточные, скребковые и винтовые кормораздатчики. Сущность: устройство состоит из закрепленного шарнирно с возможностью регулирования угла наклона загрузочного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631008
Дата охранного документа: 15.09.2017
+ добавить свой РИД