Пристрій оптимального використання сонячних батарей

1. Пристрій оптимального використання сонячних батарей, який містить сонячну батарею, прикріплену в центрі до вертикальної осі обертання в горизонтальній площині, а також поворотний по вертикалі механізм, який відрізняється тим, що введено n таких сонячних батарей, які установлені за допомогою каркасів кріплення на поворотних дисках в горизонтальній площині, які повертаються на маленьких колесах по рейках за допомогою перших електродвигунів, з'єднаних з дисками, за допомогою других електродвигунів, які закріплені на каркасах і з'єднані з сонячними батареями через пасову передачу, здійснюється їх повертання у вертикальній площині, введений модуль управління та центральний пульт управління, причому виходи модуля управління відповідно підключені до входів поворотних механізмів по вертикалі та в горизонтальній площині, а отримана електрична потужність від кожної сонячної батареї надходить на вхід модуля управління. 2. Пристрій за п. 1 який відрізняється тим, що модуль правління містить перший мікроконтролер (МК1), вимірювач яскравості сонячного випромінювання (ВЯСВ), аналого-цифровий перетворювач (АЦП), мультиплексор (MX) та n допоміжних опорів, які призначені для вимірювання електричних напруг, які надходять від n сонячних батарей, при U 2 UA 1 3 Недоліком цього пристрою є складність механічного обладнання системи, а це обумовлює низьку технічну надійність. Відомий пристрій сонячної системи відслідковування [2], який здатний змінювати положення сонячних панелей та забезпечити максимальне використання потужності сонячних променів. Недоліком цього пристрою є відсутність дистанційного контролю за роботою систем сонячних батарей, а це ускладнює можливість одночасного використання групи сонячних батарей. В основу корисної моделі поставлена задача реалізації системи дистанційного оптимального управління рядом сонячних панелей, які розташовані на дахах будинків, за допомогою мікроконтролерної системи, а це суттєво зменшить витрати на їх використання та забезпечить умови отримання максимально можливої енергії сонячного випромінювання. Поставлена задача удосконалити корисну модель вирішується тим, що в пристрій оптимального використання сонячних батарей, який містить сонячну батарею, прикріплену в центрі до вертикальної осі обертання в горизонтальній площині, а також поворотний механізм по вертикалі, згідно з корисною моделлю введено n таких сонячних батарей, які установлені за допомогою каркасів кріплення на поворотних дисках в горизонтальній площині, які повертаються на маленьких колесах по рейках за допомогою перших електродвигунів,за допомогою других електродвигунів, які закріплені на каркасах і з'єднанні з сонячними батареями, через пасові передачі здійснюється їх повертання у вертикальній площині, введений модуль управління та центральний пульт управління, причому виходи модуля управління відповідно підключені до входів поворотних механізмів по вертикалі та в горизонтальній площині, а отримана електрична потужність з кожної сонячної батареї поступає на вхід модуля управління. Згідно з корисною моделлю модуль управління містить перший мікроконтролер (МКІ), вимірювач яскравості сонячного випромінювання (ВЯСВ), аналогово-цифровий перетворювач (АЦП), мультиплексор (MX) та n допоміжних опорів, які призначені для вимірювання електричних напруг, які поступають від n сонячних батарей, при чому n допоміжних опорів через n каналів мультиплексора (MX) послідовно за часом підключаються до аналогового входу (АЦП), цифровий вихід якого підключений до першого мікроконтролера, через другий цифровий вхід перший мікроконтролер з'єднаний з виходом вимірювача яскравості сонячного випромінювання, цифровий вихід від першого мікроконтролера підключений до входів управління мультиплексором, 2 однопровідні виходи з першого мікроконтролера підключені до входів управління поворотними механізмами сонячної батареї у вертикальній та горизонтальній площинах, крім того введений центральний пульт управління, який містить другий мікроконтролер МК2, який з'єднаний з першим мікроконтролером МК1 через двопроводу лінію зв'язку, ЦПУ містить також систему індикації та клавіатуру, які підключені до другого мікроконтролера МК2, інформацію про 54441 4 стан системи п сонячних батарей перший мікроконтролер МК1 може передавати на ЦПУ через другий мікроконтролер МК2 та висвітлювати її в системі індикації, а необхідні сигнали управління можна подавати із ЦПУ за допомогою клавіатури. Згідно з корисною моделлю вводяться 2 резервуари для холодної та теплої води відповідно, водяний насос, яким управляє третій електродвигун, вхід управління яким підключений відповідно до третього виходу першого мікроконтролера МК1 холодна вода за допомогою насоса з відповідного резервуару по гнучкому шлангу, який проходить в середині вертикальної вісі, поступає вверх до сонячної батареї, де вода проходить по спіралеподібному гнучкому шлангу, який прилягає до розігрітої сонячної батареї з тильного боку, нагріта таким способом вода поступає в резервуар теплої води по гнучкому шлангу, який проходить в середині вертикальної вісі. На Фіг.1 показана загальна структурна схема пристрою оптимального використання сонячних батарей, на Фіг.2 показана структурна схема модуля управління та центрального пульта управління, на Фіг.3 показана структурна схема водяного охолодження сонячної панелі. Як показано на Фіг.1 пристрій, що пропонується, містить сонячну батарею 1, диск повертання в горизонтальній площині 2, каркас кріплення сонячної батареї 3, колеса повертання диска 4а, рельси переміщення колес 4б, вертикальна вісь кріплення сонячної батареї 4с, електродвигун М1 повертання в горизонтальній площині 5а, електродвигун М2 повертання у вертикальній площині 5б, пасова передача повертання у вертикальній площині 6, модуль управління 7, двухпровідна лінія передачі напруги від сонячної батареї в модуль управління 8, центральний пульт управління 9. Як показано на Фіг.2 модуль управління 7 та ЦПУ 9 містять перший та другий мікроконтролери МК1, МК2, вимірювач яскравості сонячного випромінювання, аналогово-цифровий перетворювач (АЦП), мультиплексор (МХ),систему індикації та клавіатуру. До вхідних каналів мультиплексора MX підключаю n ліній, які передають отримані напруги із n сонячних батарей через опори Ro на опори навантаження Zn із кожної сонячної батареї по дві напруги відповідно подаються на 2 вхідні канали мультиплексора. Вихід F мультиплексора підключений до входу АЦП, цифровий вихід з якого підключений до першого входу мікроконтролера МК1 до другого входу якого підключений цифровий вихід від вимірювача яскравості сонячного випромінювання, перший мікроконтролер МК1 з'єднаний з другим мікроконтролером МК2 через двохпровідну лінію зв'язку. До другого мікроконтролера МК2 підключені система індикації та клавіатура. Як показано на Фіг.3 система охолодження сонячної батареї містить резервуари холодної 10а та теплої 10б води, гнучкий шланг 10с для подачі холодної та відбору теплої води, водяний насос 10д, яким управляє електродвигун М3 5с. Гнучкий шланг 10с проходить через вертикальну вісь 4с до тильного боку сонячної панелі і у вигляді спіралеподібних витків прилягає до панелі. 5 Пристрій оптимального використання сонячних батарей працює наступним чином. Від кожної із п сонячних батарей через мультиплексор MX і АЦП в мікроконтролер (МКІ) поступають цифрові значення двох напруг U1 та U2, які вимірюються відносно нульового потенціалу корпуса. Напруга U2 знімається з опору навантаження Zn. За допомогою цих двох напруг U1 та U2 перший мікроконтролер визначає електричну потужність Р із однієї із n сонячних батарей відповідно до формули: P I U (1) де І - електичний струм, що надходить; U електрична напруга, що надходить від контролюючої сонячної батареї. В даному випадку струм І можна визначити відповідно до формули: U1 U2 I R0 (2) де Ro - заданий опір, а напруга U в формулі (1) буде дорівнювати напрузі U2 на опору навантаження Zn. Таким чином потужність Р, яка постачається від однієї із n сонячних батарей мікроконтролер може визначити за допомогою формули: U1 U2 U1 U2 U2 2 U2 R0 R0 (3) Потужність Р, яка визначається за допомогою формули (3), може мати місце при наступних умовах : P 54441 6 - якщо існує сонячне випромінювання; - якщо сонячна батарея установлена вірно та оптимально відносно променів сонця. Виходячи із вказаних умов мікроконтролер МК1 за допомогою електродвигунів М1, М2 здійснює повертання сонячних панелей в горизонтальній і вертикальній площині в такому напрямку, щоб потужність Р від кожної із n сонячних батарей, яка визначається за формулою (3), мала максимальне значення за умови, що існує сонячне випромінювання. Якщо сонячне випромінювання дуже яскраве, мікроконтролер МК1 за допомогою електродвигуна М3 вмикає водяне охолодження сонячних панелей. При цьому крім електричної енергії користувач буде отримувати ще й теплову енергію, а постачання електричної енергії при додатковому водяному охолодженні також збільшиться. Запропонована корисна модель може знайти широке застосування в сітці використання сонячних панелей, розташованих на дахах будинків. Джерела інформації 1. Solar Powered Trolling Motor, Patent USA Number 5, 074, 811. Data of Patent Dec. 24, 1991. 2. Solar Tracking System, Patent USA Number 5, 632, 823. Data of Patent May 27, 1997. 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 54441 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601