Аналоговий датчик положення сонця

Реферат: Аналоговий датчик положення Сонця, складається з світлочутливих резисторів. Які підключені через дільник напруги до входів операційного підсилювача, який з'єднаний з іншими двома операційними підсилювачами, що підключені до транзисторних ключів, які подають сигнали керування. UA 115489 U (54) АНАЛОГОВИЙ ДАТЧИК ПОЛОЖЕННЯ СОНЦЯ UA 115489 U UA 115489 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі відновлювальної енергетики, а саме для покращення коефіцієнту корисної дії сонячних панелей. Система може бути використана в сонячних колекторах, сонячних ТЕС, в метеорологічних геліографах та будь-яких інших концентраторах сонячної енергії для максимально ефективного накопичення й перетворення сонячної енергії. Відома установка [1], за допомогою світлочутливої головки і блоку редукторів забезпечує рух рами з системою сонячних панелей з оптимізації їх положення по відношенню до Сонця. При відсутності вітрового навантаження і вертикальному розташуванні сонячних панелей, циліндрична вежа працює практично на стиск з незначним згинаючим моментом, що утворюється з причини позацентрового розміщених відносно повздовжньої вісі цих сонячних панелей і який не суттєво впливає на несучу спроможність конструкції. Також незначні зміни в роботі конструкції виникають від вітрового навантаження у випадку горизонтального, або близького до такого положення панелей. Розрахункова схема при цьому представляє балку на двох опорах, рівномірно завантажену особистою вагою. Найбільше навантаження на споруду виникає від дії вітру при вертикальному положенні панелей, що трапляється при сході або заході сонця, коли дія вітру направлена майже під прямим кутом до неї. У цьому випадку найбільші розтягуючи зусилля припадають на розтяжки, якими прикріплена додаткова панель до ферми. Всі розтяжки треба розраховувати на міцність від екстремального вітрового навантаження. Кожна розтяжка оснащена натягуючим пристроєм типу талрепа і розташована у зручному для обслуговування місці. Виникаючий згинаючий момент у даному випадку сягає максимальної величини у циліндричній вежі, яку треба перевірити розрахунком на міцність і загальну стійкість у найбільш несприятливому місці. Закручуючий момент від головного вала передається за допомогою елементів кріплення до шпренгельних прогонів 6 за допомогою зварних швів, параметри яких розраховуються. По кінцях головний вал жорстко прикріплюється до рами. Реалізація винаходу у будівництві забезпечить досягнення таких показників: Економія металу складе 12-14 %, а бетону - 30-35 %. Коефіцієнт корисної дії підвищиться на 6-8 %. Стійкість споруди підвищиться на 25-30 %. Недоліком даної корисної моделі є складність і вартість реалізації системи, що відстежує положення Сонця і подає керуючий сигнал на електричний привід для позиціонування масиву сонячних елементів перпендикулярно відносно падіння сонячного проміння (позиція максимальної ефективності масиву фотоелектричних елементів). Ще одна установка [2] містить п-подібну підставу, жорстко скріплену з каналом для рідкого теплоносія, теплопоглинальну поверхню, розташовану паралельно підставі і жорстко скріплену з каналом для рідкого теплоносія, сонячні елементи, розташовані на поглинаючій поверхні, прозоре захисне покриття, розташоване поверх сонячних елементів. Канал постачений вхідними й вихідними патрубками. Сонячні елементи розташовані над вхідними патрубками. Простір, утворений теплопоглинальною поверхнею й підставою, являє собою канал для повітря - вихідні електричні контакти сонячних елементів. Пристрій працює таким чином. Сонячні елементи перетворять світлове випромінювання в електричну енергію, відбір якої здійснюється через контакти. Під дією сонячного випромінювання теплопоглинальна поверхня нагрівається, за рахунок теплообміну нагрівається повітря в каналі і теплоносій у каналі, що виходять через вихідні патрубки. Підставу виготовляють із алюмінієвого сплаву, усередині пристрою перебувають два капали для повітря й рідини, безпосередньо на зовнішній поверхні перебувають фотоелектричні елементи 3. Робоча поверхня, на яку падає сонячне випромінювання, є теплопоглинальною й одночасно перетворить широкий спектр електромагнітного сонячного випромінювання в теплову й електричну енергію. Недоліком такої системи є відсутність поворотного механізму, що позиціонує фотоелектричні елементи в точку максимальної ефективності. В основу корисної моделі поставлено задачу покращення коефіцієнту корисної дії сонячних панелей, шляхом використання датчика положення Сонця. Поставлена задача вирішується тим, що було спроектовано максимально простий датчик, що визначає положення Сонця відносно панелі фотоелектричних елементів. Аналоговий датчик положення Сонця, який складається з світлочутливих резисторів, які підключені через дільник напруги до входів операційного підсилювача, який з'єднаний з іншими двома операційними підсилювачами, що підключені до транзисторних ключів, які подають сигнали керування. Згідно з корисною моделлю, у якості системи яка використовується для виявлення переміщення Сонця використовується аналогова схема без використання жодного цифрового обчислювального блоку, це відбувається шляхом порівняння двох сигналів, що надходять з світлочутливих елементів і в залежності від різниці сигналів подається сигнал на поворотний механізм для обертання за часовою або проти часової стрілки: коли відсутня різниця сигналів або при незначній відмінності, сонячна панель набуває найбільш оптимального положення 1 UA 115489 U 5 10 15 20 відносно сонця, при цьому сигнал на поворотні механізми не подаються і панель залишається нерухомою до наступних змін, перевагою даної схеми: надзвичайно низька собівартість, що дозволить повністю замінити датчик при його несправності; низьке споживання енергії, так як схема складається лише з кількох елементів; особливість конструкції датчика, що дозволяє легко замінити датчик без додаткових інструментів. На кресленні показано принципову схему аналогового датчика положення Сонця, який складається з світлочутливих резисторів 1 та 2, операційних підсилювачів 3, 4, 5, n-р-n транзисторів 6, 7 та резисторі R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11, R12, R13. Корисна модель працює наступним чином. При потраплянні світла на один з світлочутливих резисторів 1 або 2. які підключені через дільник напруги, на одному з входів операційного підсилювача 3 з'являється сигнал. В залежності від знаку сигналу (+ або -), він потрапляє на операційний підсилювач 4 або операцій підсилювач 5, які подають сигнал для відкривання транзисторі 6 або 7. Транзистори 6 і 7 виконують роль ключа, для подавання керуючого сигналу, для позиціонування сонячної панелі перпендикулярно відносно падіння сонячного проміння. Джерела інформації: 1. Патент України UA) 12663 сонячна фотоелектрична установка / Д. М. Коленчук, С В. Кривенко, заявл. 29.08.2005, реєстраційний номер) u2005 08369. 2. Патент України UA 49078 фотоперетворювач сонячної енергії / В.В. Кувшинов, В.О. Сафронов, О.І. Башта, заявл. 30.11.2009, реєстраційний номер u2009 12291. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Аналоговий датчик положення Сонця, який відрізняється тим, що складається з світлочутливих резисторів, які підключені через дільник напруги до входів операційного підсилювача, який з'єднаний з іншими двома операційними підсилювачами, що підключені до транзисторних ключів, які подають сигнали керування. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2