Опорна конструкція сонячної батареї

Реферат: Опорна конструкція сонячної батареї містить кріпильні пристрої, виконані з можливістю з'єднання щонайменше з одним сонячним модулем, опори і стояки, кожний з яких з'єднаний з відповідною опорою. Вона додатково містить поздовжні в'язі, при цьому кожний стояк з'єднаний з поздовжньою в'яззю, а кожний кріпильний пристрій з'єднаний принаймні з однією з поздовжніх в'язей щонайменше в одному місці розташування з'єднання поздовжньої в'язі зі стояком. UA 85345 U (54) ОПОРНА КОНСТРУКЦІЯ СОНЯЧНОЇ БАТАРЕЇ UA 85345 U UA 85345 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до будівельних опорних конструкцій для сонячних батарей (сонячна батарея - з'єднані між собою механічно або електрично сонячні модулі; сонячний модуль - елемент модульної сонячної електростанції, фотоелектричний сонячний модуль або сонячний колектор; опорна конструкція - пристрій, що підтримує просторове розташування сонячної батареї;опорна конструкція, модульна сонячна електростанція, фотоелектричний сонячний модуль, сонячний колектор за ГОСТ Р 51594-2000 Сонячна енергетика. Терміни та визначення), які установлюються як на відкритому ґрунті, так і на опорних поверхнях, дахах, зокрема призначених для будівництва сонячних електростанцій. Найбільш близькою за сукупністю конструкційних елементів є опорна конструкція для сонячних батарей, зображена на фіг. 3, компанії PUK-Solar KG Німеччина (див. Каталог компанії розміщений на сайті: www.puksolar.com). Вказана конструкція містить кріпильні пристрої 1 у вигляді притисків, виконаних з можливістю з'єднання з одним або двома сонячними модулями 2, дві поздовжні нерозрізні балки 7 на кожний ряд сонячних модулів 2. Кріпильні пристрої 1 з'єднані (з'єднання - спряження при складанні частин виробу чи заготовок, обумовлене заданими конструкторською документацією їхнім відносним положенням і видом зв'язку між ними, який позбавляє ці частини певного числа ступенів вільності. З'єднання бувають різних видів: рознімне, нерознімне, профільне, пресове, фланцеве, різьбове, клепане тощо. Нерознімне з'єднання - з'єднання, яке розбирається з порушенням цілісності складових частин виробу (ДСТУ 2390-94 Складання. Терміни та визначення). У даному описі виконання двох частин у вигляді єдиної цілісної деталі також розуміється як нерознімне з'єднання) з нерозрізними поздовжніми балками. Опорна конструкція також містить поперечні балки 8 та стояки 4 (стояк - вертикальний або такий, що мало відхиляється від вертикалі, елемент стрижневої споруди) які з'єднані між собою та опори 3 (опора - пристрій, який з'єднує споруду з його основою і накладає зв'язки (обмеження) на його переміщення. Основи можуть бути штучні або природні (ґрунтові). Стояк, опора, див. збірники рекомендованих термінів, Випуск 14. 1952 Термінологія теорії пружності, випробувань і механічних властивостей матеріалів і будівельної механіки. Видавництво АН СРСР) у вигляді пальових фундаментних елементів для кріплення до ґрунтової основи. Кожний стояк 4 з'єднаний з відповідною опорою 3 у вигляді цілісної деталі. Дана конструкція вибрана прототипом. Прототип і корисна модель що заявляється, мають наступні спільні ознаки: - кріпильні пристрої, виконані з можливістю з'єднання щонайменше з одним сонячним модулем; - стояки; - опори; - кожний стояк з'єднаний з відповідною опорою. Конструкції за прототипом притаманні наступні недоліки. Вітрове, снігове та інші навантаження, що діють на сонячні модулі, збираються поздовжніми балками, з яких передаються на поперечні балки і далі на стояки, опори й основу. При цьому розташування кріпильних пристроїв ніяк не пов'язано з розташуванням і кількістю стояків (наприклад на сім панелей і вісім кріпильних пристроїв на фіг. 3 припадає три стояка), поперечні і поздовжні балки повинні мати значну несучу здатність до згину і велику площу перерізу. Матеріаломісткість всієї конструкції виходить надлишковою. Підвищена матеріаломісткість вимагає більшого часу і зусиль для виконання операцій з виготовлення та монтажу конструкцій. Трудовитрати на виробництво і монтаж виходять також надлишковими. В основу корисної моделі поставлено задачу створити удосконалену опорну конструкцію сонячної батареї, в якій шляхом виконання іншого зв'язку елементів, введення поздовжніх, а також додаткових в'язів (в'язь - лінійне монтажне пристосування, що не має власної стійкості та працює на розтягування та/або стиснення (див. ДСТУ Б В.2.8.-40:2011 (ГОСТ 24259-80). Оснастка монтажна для тимчасового закріплення і вивіряння конструкцій будинків. Класифікація і загальні технічні вимоги) забезпечити зменшення матеріаломісткості опорної конструкції та трудовитрат на її виробництво і монтаж. Поставлена задача вирішена опорною конструкцією сонячної батареї, що містить кріпильні пристрої, виконані з можливістю з'єднання щонайменше з одним сонячним модулем, опори і стояки, кожен з яких з'єднаний з відповідною опорою, згідно з корисною моделлю, на відміну від прототипу, вона додатково містить поздовжні в'язі, при цьому кожний стояк з'єднаний з поздовжньою в'яззю, а кожний кріпильний пристрій з'єднаний принаймні з однією з поздовжніх в'язей щонайменше в одному місці розташування з'єднання поздовжньої в'язі зі стояком. 1 UA 85345 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Окрім цього в опорній конструкції принаймні одна поздовжня в'язь може бути виконана нерозрізною, а опорна конструкція може містити щонайменше одну додаткову в'язь, з'єднану з щонайменше одним стояком. Суть корисної моделі полягає в тому, що конструкція додатково містить поздовжні в'язі, з'єднані зі стояками, та кожний кріпильний пристрій з'єднаний принаймні з однією з поздовжніх в'язей щонайменше в одному місці розташування з'єднання поздовжньої в'язі зі стояком. Завдяки цьому необхідність у поперечних балках відсутня, а поздовжні балки з несучою здатністю і до стиснення-розтягування і до згину перетворюються на поздовжні в'язі з несучою здатністю тільки до стиснення - розтягування, що зменшує матеріаломісткість. Технічний результат виражається в більш раціональному використанні несучої здатності елементів конструкції, що призводить до зменшення їх площин перетину і, як наслідок, зниження матеріаломісткості. Зниження матеріаломісткості призводить до зниження кількості операцій і часу, необхідного на виробничі і монтажні операції і, як наслідок, загальної трудомісткості виробництва і монтажу. Також поздовжні в'язі можуть виконуватися нерозрізними, що значно прискорює і спрощує складальні й розмічальні операції при монтажі, зменшує трудовитрати. Конструкція сонячної батареї може мати щонайменше одну додаткову в'язь, з'єднану з щонайменше одним стояком. При цьому, хоча загальна кількість елементів збільшується, але їх площі перерізів можуть бути зменшені, що призводить до загального зниження матеріаломісткості. Кріпильні пристрої конструкції можуть бути виконані у вигляді нерознімних з'єднань, у яких відсутні елементи притиску, що призводить до зниження матеріаломісткості, до прискорення і здешевлення монтажу. Опорна конструкція сонячної батареї зображена на кресленнях, де: фіг. 1 - аксонометрична проекція опорної конструкції з поздовжніми в'язями; фіг. 2 - аксонометрична проекція опорної конструкції з поздовжніми та додатковими в'язями; фіг. 3 - аксонометрична проекція опорної конструкції за прототипом. Опорна конструкція сонячної батареї, наприклад для семи фотоелектричних сонячних модулів розміром 1000×1652 мм з алюмінієвими рамами товщиною 45 мм, розташованих в один ряд на природному ґрунті під кутом 25 градусів до горизонту(фіг. 1), містить кріпильні пристрої 1, до яких прикріплюються сонячні модулі 2. Розміщення модулів 2 в один ряд більш раціонально, тому що в цьому випадку висота центра ваги всієї конструкції нижче, ніж для багаторядного виконання, зменшується згинальний момент від вітрового навантаження, а значить і необхідна площа перерізу профілю стояків 4. Кожен сонячний модуль 2 кріпиться наприклад в чотирьох точках. Два сусідні сонячні модулі 2 кріпляться наприклад за допомогою одних і тих же кріпильних пристроїв 1, і тільки крайні сонячні модулі 2 кріпляться за допомогою індивідуальних кріпильних пристроїв 1. Кріпильні пристрої 1 можуть бути виконані у вигляді рознімних з'єднань (наприклад затискачів, притисків тощо), або нерознімних з'єднань (наприклад у вигляді кріпильної пластини з установкою на неї зверху сонячних модулів і з'єднання безпосередньо між пластиною і рамою алюмінієвими заклепками). Стояки 4 можуть складати єдине ціле, або мати з'єднання (наприклад фланцеве на кресленні окремою позицією не показано) з опорами 3, наприклад пальовими фундаментними, які наприклад занурені в ґрунтову основу. Кожний стояк 4 з'єднаний з поздовжньою в'яззю 6, а кожний кріпильний пристрій 1 з'єднаний принаймні з однією з поздовжніх в'язей 6 щонайменше в одному в місці розташування з'єднання поздовжньої в'язі 6 зі стояком 4. Принаймні одна поздовжня в'язь 6 може бути виконана розрізною, тобто з'єднуватися з двома стояками 4, чи з одним стояком 4 та одною поздовжньою в'яззю 6. Опорна конструкція може містити додаткові в'язі 5 (фіг. 2). Якстояки 4, так і додаткові в'язі 5 можуть бути виготовлені з тонкостінного (наприклад товщиною 0,5 мм), гнутого (наприклад Пподібного) профілю, малого перерізу (наприклад існуючого у продажу 28×27 мм). Конструкторські розрахунки міцності та стійкості всіх елементів опорних конструкцій підтверджують, що вони витримують необхідні навантаження і при цьому мають набагато меншу матеріаломісткість, ніж аналогічні конструкції. Опорні конструкції використовуються переважно в процесі будівництва сонячних дахових або ґрунтових електростанцій. При цьому спочатку кріпляться до поверхні основи або занурюються в ґрунтову основу опори 3. Занурення в ґрунт фундаментних пальових опор 3 доцільно проводити за допомогою спеціального високопродуктивного обладнання (для запобігання руйнування тонкостінних 2 UA 85345 U 5 10 елементів), однак це можливо здійснити і шляхом опускання із закріпленням в заздалегідь підготовлені лідерні свердловини і шляхом ручного занурення тощо. Потім до опор 3 кріпляться стояки 4, або вони заздалегідь виготовляються у вигляді єдиної цілісної деталі. Після кріплення до опор 3 стояків 4 їх з'єднують поздовжніми в'язями 6. Після цього до поздовжніх в'язей 6 кріпляться кріпильні пристрої 1 до котрих вже кріпляться сонячні модулі 2. Стояки 4 для окремих випадків використання конструкції (наприклад, підвищене вітрове навантаження) можуть з'єднуватися між собою додатковими в'язями 5 і утворювати єдину жорстку опорну конструкцію (фіг. 2). На завершення, до кріпильних пристроїв 1 кріпляться сонячні модулі 2 рознімним, або, як показано на фіг. 2, нерознімним з'єднанням. Між сонячними модулями 2 виконують електричні з'єднання і отримують готову сонячну електростанцію. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 1. Опорна конструкція сонячної батареї, що містить кріпильні пристрої, виконані з можливістю з'єднання щонайменше з одним сонячним модулем, опори і стояки, кожний з яких з'єднаний з відповідною опорою, яка відрізняється тим, що вона додатково містить поздовжні в'язі, при цьому кожний стояк з'єднаний з поздовжньою в'яззю, а кожний кріпильний пристрій з'єднаний принаймні з однією з поздовжніх в'язей щонайменше в одному місці розташування з'єднання поздовжньої в'язі зі стояком. 2. Опорна конструкція за п. 1, яка відрізняється тим, що принаймні одна поздовжня в'язь виконана нерозрізною. 3. Опорна конструкція за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що вона містить щонайменше одну додаткову в'язь, з'єднану з щонайменше одним стояком. 3 UA 85345 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4