Возобновляемый источник энергии Российский патент 2020 года по МПК H02S10/00 F03G6/00 F24S90/00 

Изобретение относится к области солнечной и солнечно-ветровой энергетики, предназначенной для преобразования энергии солнца и ветра в электрическую.

Известны возобновляемые источники энергии, в которых солнечные модули крепятся к подставкам, расположенным на земной поверхности. Такое размещение солнечных модулей имеет следующие недостатки: занимается значительная площадь поверхности земли под подставки и поверхности солнечных модулей не защищены от снега.

Известны возобновляемые источники энергии, где солнечные модули закреплены на крышах и стенах домов. Недостатком таких источников энергии является привязка к строению, к ограниченной площади. Это приводит к ограничению мощности генерации электричества и трудностям обслуживания при эксплуатации. Известны возобновляемые источники энергии с применением ветроустановок горизонтального и вертикального типа. Выработка электрической энергии такими установками находится в зависимости от скорости ветра, что ограничивает их применение повсеместно. Наиболее близким решением технической задачи является ветроустановка вертикального типа, удерживаемая в устойчивом положении силовыми растяжками, описанная в патенте RU №2587808 F03D 3/02 от 27.06.2016 г. Недостаток такой установки: не может генерировать электрическую энергию, когда нет ветра.

Возобновляемый источник энергии, взятый за прототип, описанный в патенте МПК H01L 31/05 RU №2127008 от 27.02.1999 г. имеет струны для растяжки ленточных или гофрированных солнечных модулей. Недостатками этого источника является: сложность конструкции и невозможность применения типовых солнечных модулей с высоким КПД, например, плоских односторонних и двухсторонних со стеклянными покрытиями и рамой.

Задачей изобретения является повышение автономности, надежности в работе предлагаемого источника энергии и эффективности преобразования солнечной и ветровой энергии в электрическую.

Поставленная цель достигается тем, что возобновляемый источник энергии, содержащий стойку или ветроустановку, силовые растяжки, солнечные модули, инвертор, накопители энергии, контроллер, электрические цепи, электроаппаратуру, контейнер, входной и выходной электрические кабели, имеет солнечные модули, закрепленные на силовых растяжках при помощи узлов крепления и снабженные дополнительными растяжками.

Повышенная автономность и надежность возобновляемого источника энергии достигается тем, что в любом регионе любой страны можно поставить вертикально стойку, например, из металлических труб, или ветроустановку на свайный фундамент, удерживать в устойчивом положении силовыми растяжками, например, стальными тросами, на которые закрепить солнечные модули при помощи узлов крепления и ограничивать от раскачки дополнительными растяжками. При этом остальные комплектующие разместить в контейнере. Функциональная эффективность достигается тем, что имеется возможность комплектовать возобновляемый источник энергии солнечными модулями с высоким КПД, в том числе плоскими, одностороннего и двухстороннего исполнения со стеклянными покрытиями и рамой, или гибкими, размещать их вертикально или наклонно на высоте, превышающей высоты снежных сугробов. На фиг. 1 показан возобновляемый источник энергии со стойкой (солнечный), общий вид; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 возобновляемый источник энергии с ветроустановкой (ветро-солнечный), общий вид; на фиг. 4 узел крепления солнечных модулей на силовой растяжке.

Возобновляемый источник энергии (солнечный) содержит стойку 1, выполненную из стальных труб и удерживаемую в устойчивом положении силовыми растяжками 2 из стальных тросов. На силовых растяжках 2 закреплены солнечные модули 3 при помощи узлов крепления 4, включающих дополнительные растяжки 5 из стальных тросов и зажимы тросов 6. Солнечные модули 3 между собой скреплены дополнительными растяжками 5, зажимами тросов 6 и соединены дополнительными растяжками 8 из стальных тросов со стойкой 1 или с контейнером 7. От солнечных модулей 3 к электроаппаратуре в контейнере 7 проведен входной электрический кабель 9. В контейнере 7 входной электрический кабель 9 соединен с электроаппаратурой, например, электросчетчиком, контроллером и накопителями энергии 10, например, ионно-литиевыми аккумуляторами. Накопители энергии 10 соединены с инвертором 11. К инвертору 11 присоединен выходной электрический кабель 12, который соединен с электрической сетью потребителя.

Возобновляемый источник энергии (ветро-солнечный) содержит ветроустановку 1, удерживаемую в устойчивом положении силовыми растяжками 2 из стальных тросов. На силовых растяжках 2 закреплены солнечные модули 3 при помощи узлов крепления 4. Солнечные модули 3 между собой скреплены дополнительными растяжками 5, зажимами тросов 6 и соединены дополнительными растяжками 8 из стальных тросов с контейнером 7.

От солнечных модулей 3 к электроаппаратуре в контейнере 7 проведен входной электрический кабель 9.

В контейнере 7 входной электрический кабель 9 соединен с электроаппаратурой, например, электросчетчиком, контроллером и накопителями энергии 10. Накопители энергии 10 соединены с инвертором 11. К инвертору 11 и электрогенератору 13 присоединен выходной электрический кабель 12, который соединен с электрической сетью потребителя.

Работает возобновляемый источник энергии следующим образом: В светлое время суток, в солнечную или пасмурную погоду солнечные модули 3 генерируют электрическую энергию, которая поступает по входному электрическому кабелю 9 во внутрь контейнера 7 через электрическую аппаратуру на зарядку накопителей энергии 10. Из накопителей энергии 10 через инвертор 11 и выходной электрический кабель 12 электрическая энергия поступает в электрическую сеть к потребителю.

При наличии в возобновляемом источнике энергии ветроустановки 1, работающей при достаточной скорости ветра, в электрическую сеть к потребителю поступает электрическая энергия от электрогенератора 13 и от накопителей энергии 10 через инвертор 11, выходной электрический кабель 12 в электрическую сеть к потребителю.

Изобретение относится к области солнечной и солнечно-ветровой энергетики, предназначенной для преобразования энергии солнца и ветра в электрическую. Возобновляемый источник энергии содержит стойку или ветроустановку, силовые растяжки, солнечные модули, инвертор, накопители энергии, контроллер, электрические цепи, электроаппаратуру, контейнер, входной и выходной электрические кабели, имеет солнечные модули, закрепленные на силовых растяжках при помощи узлов крепления и снабженные дополнительными растяжками. Технический результат - повышение автономности, надежности в работе предлагаемого источника и эффективности преобразования солнечной и ветровой энергии в электрическую. 4 ил.

Возобновляемый источник энергии, содержащий стойку или ветроустановку, силовые растяжки, солнечные модули, инвертор, накопители энергии, контроллер, электрические цепи, электроаппаратуру, контейнер, входной и выходной электрические кабели, отличающийся тем, что солнечные модули закреплены на силовых растяжках при помощи узлов крепления и снабжены дополнительными растяжками.