RU177781U1 - SOLAR BATTERY - Google Patents

Abstract

Translated fromRussian

Полезная модель относится к области солнечной энергетики наземного применения и может найти применение в устройствах солнечных батарей, предназначенных для теплоснабжения домов, коттеджей, зданий сельскохозяйственного и промышленного назначения. Солнечная батарея содержит панели с двусторонней фотоактивной поверхностью, соединенные с аккумуляторной батареей и расположенные в разных горизонтальных плоскостях таким образом, что в светлое время суток панели обращены к солнцу и не перекрывают друг друга, а в темное время суток панели располагаются одна под другой с зазором между панелями с возможностью освещения фотоактивных поверхностей панелей осветительными приборами, последние выполнены с возможностью регулирования освещенности в течение суток, причем в солнечное время суток осветительные приборы выключены и верхние фотоактивные поверхности панелей вырабатывают электроэнергию, поступающую в аккумуляторную батарею, а в темное время суток фотоактивные поверхности панелей освещаются осветительными приборами и также вырабатывают электроэнергию, поступающую в аккумуляторную батарею, которая питает осветительные приборы и полезную нагрузку в течение суток. Использование предлагаемой полезной модели позволяет обеспечить стабильную круглосуточную выработку электроэнергии солнечной батареей, повысить эффективность и снизить стоимость солнечных батарей, что особенно важно при использовании для бытовых целей. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to the field of terrestrial solar energy and can be used in solar panels designed for heat supply of houses, cottages, agricultural and industrial buildings. The solar battery contains panels with a two-sided photoactive surface, connected to the battery and located in different horizontal planes so that in the daytime the panels face the sun and do not overlap each other, and in the dark the panels are located one below the other with a gap between panels with the ability to illuminate the photoactive surfaces of the panels with lighting devices, the latter are made with the possibility of dimming during the day, and in sunny days ok, the lighting devices are off and the top photoactive surfaces of the panels generate electricity entering the battery, and in the dark the photoactive surfaces of the panels are illuminated by lighting devices and also generate electricity entering the battery, which supplies lighting and payload during the day. Using the proposed utility model allows to ensure stable round-the-clock power generation by the solar battery, increase efficiency and reduce the cost of solar panels, which is especially important when used for domestic purposes. 2 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Translated fromRussian

Полезная модель относится к области солнечной энергетики наземного применения и может найти применение в устройствах солнечных батарей, предназначенных для электроснабжения домов, коттеджей, зданий сельскохозяйственного и промышленного назначения, а также автомобилей, самолетов, дирижаблей, космических кораблей и спутников.The utility model relates to the field of terrestrial solar energy and can be used in solar arrays designed to power houses, cottages, agricultural and industrial buildings, as well as cars, airplanes, airships, spacecraft and satellites.

При использовании солнечных батарей требуется получать максимальную мощность с единичной площади фотоактивной поверхности. Эта цель может быть достигнута путем увеличения плотности светового потока на фотоэлектрические преобразователи. Одним из средств, решающим данную задачу, является концентратор, устанавливаемый на панель солнечной батареи.When using solar panels, it is required to obtain maximum power from a single area of the photoactive surface. This goal can be achieved by increasing the light flux density on photovoltaic converters. One of the means to solve this problem is a concentrator mounted on a solar panel.

Известна конструкция панели солнечной батареи с концентратором по US Patent, May 28,1996, №5220747.A known design of a solar panel panel with a hub according to US Patent, May 28,1996, No. 5220747.

Концентратор этой панели солнечной батареи состоит из отражателей солнечного света, установленных по одному с обеих сторон панели. Отраженный поток от отражателя падает на половину ширины панели солнечной батареи, а сам отражатель выполнен в половину размера панели. Суммарный отраженный поток увеличивает освещенность солнечных элементов в 1,5 раза.The concentrator of this solar panel consists of solar reflectors installed one at a time on both sides of the panel. The reflected stream from the reflector drops half the width of the solar panel, and the reflector itself is half the size of the panel. The total reflected flux increases the illumination of solar cells by 1.5 times.

Известна конструкция, описанная в работе «Innovate solar panels pose many tests challengers» / Dunke Dick, Goerlitz Kurt // Sound and Vibr. 1337-31. NIO - c.6, 8, 10. В отличие от рассмотренного выше варианта, здесь отражатели концентратора выполнены в размер панели, и суммарный световой поток на солнечные элементы удваивается.A known construction described in the paper "Innovate solar panels pose many tests challengers" / Dunke Dick, Goerlitz Kurt // Sound and Vibr. 1337-31. NIO - c.6, 8, 10. In contrast to the above option, here the concentrator reflectors are made in the size of the panel, and the total luminous flux to the solar cells doubles.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является конструкция панели солнечной батареи по патенту RU №2282271, которая выбрана в качестве прототипа.The closest technical solution to the claimed utility model is the design of the solar panel panel according to patent RU No. 2282271, which is selected as a prototype.

В отличие от предыдущих конструкций отражатели выполнены в виде составного концентратора, состоящего из двух отражателей, с одной или более сторон панели солнечной батареи.Unlike previous designs, the reflectors are made in the form of a composite concentrator consisting of two reflectors, on one or more sides of the solar panel.

Недостатком является то, что в данном случае необходимо постоянное падение солнечных лучей перпендикулярно поверхности солнечной батареи, а в случае изменения траектории падения солнечных лучей будет возникать тень, и конструкция не будет эффективна, так как изменение положения отражателей в течение дня не предусмотрено. Кроме того, такая батарея эффективна только в солнечное время суток, а в темное время суток такая батарея не вырабатывает достаточного количества электроэнергии, что не позволяет обеспечить круглосуточную стабильную выработку электроэнергии.The disadvantage is that in this case, a constant fall of sunlight is necessary perpendicular to the surface of the solar battery, and in the event of a change in the trajectory of the fall of sunlight, a shadow will arise and the design will not be effective, since the position of the reflectors during the day is not provided. In addition, such a battery is effective only in the sunny time of the day, and in the dark, such a battery does not generate enough electricity, which does not allow for round-the-clock stable power generation.

Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков за счет круглосуточной выработки электроэнергии солнечной батареей.The objective of the utility model is to eliminate these shortcomings due to round-the-clock power generation by the solar battery.

Технический результат полезной модели: круглосуточная выработка электроэнергии солнечной батареей, повышение выработки электроэнергии, обеспечение стабильного электроснабжения объектов в течение всех суток.The technical result of the utility model: round-the-clock electricity generation by a solar battery, increasing electricity generation, ensuring stable power supply to facilities throughout the day.

Поставленная задача решается предлагаемой солнечной батареей, содержащей панели с двусторонней фотоактивной поверхностью, соединенные с аккумуляторной батареей и расположенные в разных горизонтальных плоскостях таким образом, что в светлое время суток панели обращены к солнцу и не перекрывают друг друга, а в темное время суток панели располагаются одна под другой с зазором между панелями с возможностью освещения фотоактивных поверхностей панелей осветительными приборами, последние выполнены с возможностью регулирования освещенности в течение суток, причем в солнечное время суток осветительные приборы выключены и верхние фотоактивные поверхности панелей вырабатывают электроэнергию, поступающую в аккумуляторную батарею, а в темное время суток фотоактивные поверхности панелей освещаются осветительными приборами и также вырабатывают электроэнергию, поступающую в аккумуляторную батарею, которая питает осветительные приборы, и полезную нагрузку в течение суток.The problem is solved by the proposed solar battery, containing panels with a two-sided photoactive surface, connected to the battery and located in different horizontal planes so that in the daytime the panels face the sun and do not overlap each other, and in the dark the panels are located one under another with a gap between the panels with the possibility of lighting the photoactive surfaces of the panels with lighting devices, the latter are made with the possibility of regulating the illumination during the day, and in the sunny time of the day the lighting devices are turned off and the top photoactive surfaces of the panels generate electricity entering the battery, and at night the photoactive surfaces of the panels are illuminated by lighting appliances and also generate electricity entering the battery that powers the lighting instruments, and payload during the day.

Сущность полезной модели: солнечная батарея в светлое время суток вырабатывает электроэнергию, которая заряжает аккумуляторную батарею и питает полезную нагрузку (бытовые электроприборы, освещение помещений и т.п.). При этом количество солнечных панелей в солнечной батарее выбирается на 20-50% больше величины номинальной нагрузки, таким образом, излишек электроэнергии в светлое время подзаряжает аккумуляторы, а в темное время суток часть запасенной энергии расходуется аккумуляторами на освещение солнечных панелей, которые выполнены с двусторонними фотоактивными поверхностями, за счет чего один ряд осветительных приборов освещает сразу две поверхности соседних панелей, что повышает к.п.д. всей солнечной батареи и позволяет выработать больше электроэнергии, чем расходуется на освещение панелей. Для освещения панелей в темное время суток используются энергосберегающие источники света, например, светодиодные лампы. Для регулирования выработки энергии панелями в течение суток предусмотрена возможность изменения уровня их освещенности осветительными приборами (например, с помощью реостата) в соответствии с изменением уровня естественной освещенности. В солнечное время суток панели разворачиваются верхней поверхностью к солнцу. Для этого панели закреплены на поворотных шарнирах, которые, в свою очередь закреплены на стойках. В темное время панели «сворачивают» и размещают одну над другой с зазорами между ними, в которых размещены осветительные приборы.The essence of the utility model: the solar battery in daylight produces electricity, which charges the battery and feeds the payload (household appliances, lighting, etc.). At the same time, the number of solar panels in the solar battery is selected by 20-50% more than the nominal load, thus, excess electricity in the daytime recharges the batteries, and in the dark, part of the stored energy is spent by the batteries on the lighting of the solar panels, which are made with bilateral photoactive surfaces, due to which one row of lighting fixtures immediately illuminates two surfaces of adjacent panels, which increases the efficiency the entire solar battery and allows you to generate more electricity than is spent on lighting panels. To illuminate panels in the dark, energy-saving light sources, such as LED lamps, are used. To regulate the energy production of the panels during the day, it is possible to change their level of illumination by lighting devices (for example, using a rheostat) in accordance with a change in the level of natural light. In the sunny time of the day, the panels unfold with their upper surface toward the sun. For this, the panels are mounted on swivel joints, which, in turn, are mounted on racks. In the dark, the panels are “minimized” and placed one above the other with gaps between them, in which the lighting fixtures are placed.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемой солнечной батареи в дневное время, вид сверху, на фиг. 2 - солнечная батарея в темное время суток, вид спереди.The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a schematic diagram of the proposed solar battery in the daytime, a top view, in FIG. 2 - solar battery in the dark, front view.

Солнечная батарея (фиг. 1-2) содержит солнечные панели 1 солнечной батареи, которые посредством регулируемых соединений 8 (например, шарнирных или телескопических) прикреплены к стойкам 3. Все панели 1 имеют фотоактивные поверхности 2 с обеих сторон. Солнечные панели 1 соединены с микроэлектродвигателем 9, который по команде компьютера поворачивает панели 1 вокруг шарниров 8. В солнечное время панели развернуты так, как показано на фиг. 1, в темное время панели находятся в положении одна над другой, как показано на фиг. 2. При этом в зазорах между панелями установлены осветительные приборы 4, которые освещают одновременно поверхности двух соседних панелей. Управление работой микроэлектродвигателей 9, системой вентиляции 10, регулятором уровня освещенности панелей (на чертежах не показан) и аккумуляторной батареей 7 производится с помощью компьютерной программы, учитывающей время года, время суток, дату, погодные условия, температуру воздуха, потребляемую мощность, уровень зарядки аккумуляторов. Суммарная площадь панелей 1 выбрана таким образом, что вырабатываемая ими энергия составляет от 1,2 до 1,5 от номинальной нагрузки. Излишек вырабатываемой электроэнергии при этом запасается в аккумуляторной батарее и в темное время суток расходуется на работу осветительных приборов 4. При установке солнечной батареи на земле суммарная площадь панелей 1 может быть увеличена за счет количества самих батарей или за счет увеличения количества панелей в одной батарее, а излишек энергии может направляться на различные цели. Использование панелей 1 с двусторонней фотоактивной поверхностью и осветительных приборов 4 позволяет увеличить общую фотоактивную поверхность солнечной батареи в два раза и направить на солнечные панели больший световой поток, а также создается возможность стабилизации и регулирования выработки электроэнергии батареей с течение суток за счет регулирования освещенности панелей в зависимости от уровня естественной освещенности. Для освещения панелей в темное время суток и для снижения расхода энергии на освещение панелей используются энергосберегающие источники света, например, светодиодные лампы. Для охлаждения панелей используется система вентиляции 10. Такая система является необходимой при использовании солнечной батареи в южных широтах или в замкнутых помещениях без естественной циркуляции воздуха для предотвращения перегрева панелей. Вырабатываемая электроэнергия поступает в аккумуляторную батарею 5 по кабелю 7 (фиг. 2). Батарея 5 питает осветительные приборы 4 и полезную нагрузку 6. Предлагаемые солнечные батареи могут быть смонтированы на специальных стеллажах, изготовляемых в заводских условиях, при этом количество солнечных панелей в батарее может быть различным в зависимости от желания заказчика.The solar battery (Fig. 1-2) containssolar panels 1 of the solar battery, which, through adjustable connections 8 (for example, articulated or telescopic) are attached to theposts 3. Allpanels 1 have photoactive surfaces 2 on both sides. Thesolar panels 1 are connected to amicroelectric motor 9, which, at the command of a computer, rotates thepanels 1 around the hinges 8. In sunny time, the panels are deployed as shown in FIG. 1, in the dark, the panels are in a position one above the other, as shown in FIG. 2. At the same time, lighting devices 4 are installed in the gaps between the panels, which simultaneously illuminate the surfaces of two adjacent panels. The operation ofmicroelectromotors 9, aventilation system 10, a panel light level controller (not shown in the drawings) and abattery 7 are controlled using a computer program that takes into account the time of year, time of day, date, weather conditions, air temperature, power consumption, battery charge level . The total area of thepanels 1 is selected in such a way that the energy generated by them is from 1.2 to 1.5 of the nominal load. In this case, the excess generated electricity is stored in the rechargeable battery and spent at night on lighting devices 4. When installing a solar battery on the ground, the total area ofpanels 1 can be increased due to the number of batteries themselves or by increasing the number of panels in one battery, and excess energy can be directed to various purposes. The use ofpanels 1 with a two-sided photoactive surface and lighting devices 4 makes it possible to double the total photoactive surface of the solar battery and direct a larger luminous flux to the solar panels, as well as creating the possibility of stabilizing and regulating the generation of electricity by the battery during the day by adjusting the illumination of the panels depending from the level of natural light. To illuminate panels in the dark and to reduce energy consumption for lighting panels, energy-saving light sources, such as LED lamps, are used. Aventilation system 10 is used to cool the panels. Such a system is necessary when using a solar panel in the southern latitudes or in enclosed spaces without natural air circulation to prevent overheating of the panels. The generated electricity enters the battery 5 via cable 7 (Fig. 2). Battery 5 supplies the lighting fixtures 4 and the payload 6. The proposed solar panels can be mounted on special racks manufactured in the factory, and the number of solar panels in the battery can be different depending on the customer’s desire.

Использование предлагаемой полезной модели позволяет обеспечить стабильную круглосуточную выработку электроэнергии солнечной батареей, повысить эффективность и снизить стоимость солнечных батарей, что особенно важно при использовании для бытовых целей.Using the proposed utility model allows to ensure stable round-the-clock power generation by the solar battery, increase efficiency and reduce the cost of solar panels, which is especially important when used for domestic purposes.

Claims (3)

Translated fromRussian

1. Солнечная батарея, содержащая солнечные панели с двусторонней фото активной поверхностью, соединенные с аккумуляторной батареей и расположенные в разных горизонтальных плоскостях таким образом, что в светлое время суток панели обращены к солнцу и не перекрывают друг друга, а в темное время суток панели располагаются одна под другой с зазором между панелями с возможностью освещения фотоактивных поверхностей панелей осветительными приборами, последние выполнены с возможностью регулирования освещенности в течение суток, причем в солнечное время суток осветительные приборы выключены и верхние фотоактивные поверхности панелей вырабатывают электроэнергию, поступающую в аккумуляторную батарею, а в темное время суток фотоактивные поверхности панелей освещаются осветительными приборами и также вырабатывают электроэнергию, поступающую в аккумуляторную батарею, которая питает осветительные приборы, и полезную нагрузку в течение суток.1. A solar battery containing solar panels with a two-sided photo active surface, connected to the battery and located in different horizontal planes so that in the daylight the panels face the sun and do not overlap each other, and in the dark the panels are located one under another with a gap between the panels with the possibility of lighting the photoactive surfaces of the panels with lighting devices, the latter are made with the possibility of dimming during the day, and in the sun At night, the lighting devices are turned off and the top photoactive surfaces of the panels generate electricity coming into the battery, and at night the photoactive surfaces of the panels are lighting up and also produce electricity coming into the battery that powers the lights and payload during days.2. Солнечная батарея по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена микроэлектродвигателем, соединенным с солнечными панелями.2. The solar battery under item 1, characterized in that it is equipped with a microelectric motor connected to the solar panels.3. Солнечная батарея по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена системой вентиляции.3. The solar battery under item 1, characterized in that it is equipped with a ventilation system.

Images