PL442010A1

PL442010A1 - Frame positioning mechanism, especially of photovoltaic panel

Info

Publication number: PL442010A1
Application number: PL442010A
Authority: PL
Inventors: Bernard Połednik; Łukasz Guz
Original assignee: Lubelska Polt
Priority date: 2022-08-12
Filing date: 2022-08-12
Publication date: 2023-04-11
Also published as: PL246393B1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm pozycjonujący ramę, zwłaszcza panelu fotowoltaicznego posiadający ramę nośną, prowadnicę, silnik napędzający. Charakteryzuje się on tym, że składa się z pionowego słupa (1), który pierwszym końcem zamocowany jest do podłoża, a na drugim jego końcu zamocowana jest za pomocą przegubu kulowego (2) tuleja (3), w której znajduje się przesuwnie osadzony pręt prowadzący (4) zamocowany końcami do ramy nośnej (5), do której jednego z boków zainstalowany jest wózek napędowy (6) sprzężony z zamocowaną do podłoża wyprofilowaną prowadnicą (7).The subject of the invention is a frame positioning mechanism, especially of a photovoltaic panel, having a supporting frame, a guide, and a driving motor. It is characterized by the fact that it consists of a vertical pole (1), which is attached to the ground with its first end, and a sleeve (3) is mounted on its other end by means of a ball joint (2), in which there is a slidingly embedded guide rod (4) fixed with its ends to the supporting frame (5), to which one of the sides is fitted with a drive carriage (6) coupled with a profiled guide (7) attached to the ground.

Description

Opis wzoru uzytkowego CN20665S116J przedstawia obrotowy mechanizm napedowy ustawiajacy panel fotowoltaiczny prostopadle do kata padania swiatla slonecznego. Mechanizm ten zawiera poziomo ustawiony obrotowy wal, do którego przymocowany jest panel fotowoltaiczny i który to wal jest obracany zgodnie ze zmiana polozenia slonca. The description of utility model CN20665S116J shows a rotating drive mechanism for aligning a photovoltaic panel perpendicular to the angle of incidence of sunlight. This mechanism includes a horizontally oriented rotating shaft to which the photovoltaic panel is attached, which rotates in accordance with the changing position of the sun.

Opis zgloszenia wzoru uzytkowego przedstawia mechanizm recznego ustawienia panelu fotowoltaicznego, który zawiera przekladnie slimakowa pozwalajaca skierowac powierzchnie aktywna panelu prostopadle do kierunku padajacych promieni slonecznych. The description of the utility model application presents a mechanism for manually adjusting the photovoltaic panel, which includes a worm gear that allows the active surface of the panel to be directed perpendicularly to the direction of incident sunlight.

W opisie zgloszenia wzoru uzytkowego C~!206313722U ujawniony jest mechanizm jednoczesnej regulacji ustawienia kilku paneli fotowoltaicznych. Panele te sa osadzone w ramach, których trójkatne wsporniki polaczone sa za pomoca walu napedzanego przez silnik krokowy ze sprzeglem oraz z przekladnia planetarna. Ustawienie paneli jest zmieniane w zaleznosci od intensywnosci dochodzacego swiatla slonecznego. The description of utility model application C~!206313722U discloses a mechanism for simultaneously adjusting the orientation of several photovoltaic panels. These panels are mounted in frames whose triangular supports are connected by a shaft driven by a stepper motor to a clutch and a planetary gear. The orientation of the panels is changed depending on the intensity of incoming sunlight.

Opis zgloszenia patentowego Gill I 0066414A przedstawia mechanizm efektywnej regulacji ustawienia grupy paneli fotowoltaicznych w kierunku slonca. Mechanizm zawiera ulozyskowana rame usztywniajaca, na której zamontowane sa panele fotowoltaiczne i której jeden z konców wyposazony jest w kolo podporowe umieszczone w odpowiednio wygietym torze. Na skutek zmiany dlugosci polaczonego z rama silownika i konsekwentny ruch kola podporowego po torze nastepuje zmiana ustawienia paneli fotowoltaicznych. The patent application Gill I 0066414A describes a mechanism for effectively adjusting the orientation of a group of photovoltaic panels towards the sun. The mechanism comprises a stiffening frame on which the photovoltaic panels are mounted, one end of which is equipped with a support wheel placed in a suitably curved track. By changing the length of the actuator connected to the frame and the consistent movement of the support wheel along the track, the photovoltaic panel orientation changes.

Opis zgloszenia patentowego ct,r109962675/\ przedstawia mechanizm pozwalajacy na latwe rozkladanie skladanie paneli fotowoltaicznych zamocowanych na teleskopowej ramie. The description of patent application ct,r109962675/\ presents a mechanism allowing for easy folding and unfolding of photovoltaic panels mounted on a telescopic frame.

Dzieki zastosowaniu ruchomego korbowodu mozliwe jest równiez ustawianie paneli pod optymalnym katem do kierunku padajacego promieniowania slonecznego. Thanks to the use of a movable connecting rod, it is also possible to position the panels at an optimal angle to the direction of incident solar radiation.

Opis zgloszenia patentowego -""--'---~~---"'--''--'----"-"-'-'- przedstawia jednoosiowy mechanizm pozwalajacy na sledzenie polozenia slonca i dopasowanie ustawienia zespolu paneli fotowoltaicznych. The patent application description -""--'---~~---"'--''--'----"-"-'-'- presents a single-axis mechanism that allows for tracking the position of the sun and adjusting the orientation of a set of photovoltaic panels.

Zasadniczym elementem mechanizmu jest przekladnia, w której wal transmisyjny przekazuje naped na uzebione elementy o kolowym ksztalcie, do których przymocowana jest rama nosna paneli fotowoltaicznych. The main element of the mechanism is the gearbox, in which the transmission shaft transmits the drive to the toothed circular elements to which the supporting frame of the photovoltaic panels is attached.

Opis zgloszenia wzoru uzytkowego =:..=====- przedstawia mechanizm do regulacji polozenia zespolu paneli fotowoltaicznych który charakteryzuje sie tym, ze zawiera pozioma podstawe i wspornik do regulacji kata nachylenia paneli. Regulacja tego kata jest mozliwa dzieki prostemu ukladowi srubowo zawiasowemu zmieniajacymi polozenie wspornika. The description of the utility model application =:..=====- presents a mechanism for adjusting the position of a photovoltaic panel assembly, which is characterized by containing a horizontal base and a bracket for adjusting the panel tilt angle. Adjustment of this angle is possible thanks to a simple screw-hinge system that changes the position of the bracket.

W opisie zgloszenia patentowego ujawniony jest dwuosiowy samonaprowadzajacy mechanizm, który obraca panel fotowoltaiczny zarówno w plaszczyznie poziomej jak i pionowej ustawiajac go optymalnie do kierunku padania promieni slonecznych. The patent application describes a two-axis self-aligning mechanism that rotates the photovoltaic panel in both the horizontal and vertical planes, optimally aligning it with the direction of sunlight.

Ustawienie panel regulowane jest w ukladzie zamknietym ze sprzezeniem zwrotnym. The panel setting is regulated in a closed system with feedback.

Opis zgloszenia patentowego CN108832707A przedstawia bioniczny mechanizm ustawiania panelu fotowoltaicznego symulujacego podazanie slonecznika za sloncem. The description of patent application CN108832707A presents a bionic mechanism for aligning a photovoltaic panel that simulates a sunflower following the sun.

Celem wynalazku jest odpowiednie pozycjonowanie ramy, na której moze byc zamocowany panel fotowoltaiczny. Zapewni ono wtedy uzyskiwanie maksymalnej energii elektrycznej generowanej przez ten panel./14Przedmiotem wynalazku jest mocowania pozycjonujacy rame, zwlaszcza panelu fotowoltaicznego posiadajacy rame nosna, prowadnice, silnik napedzajacy. Jego istota jest to, ze sklada sie z pionowego slupa, który pierwszym koncem zamocowany jest do podloza, a na drugim jego koncu zamocowana jest za pomoca przegubu kulowego tuleja, w której znajduje sie przesuwnie osadzony pret prowadzacy zamocowany koncami do ramy nosnej, do której jednego z boków zainstalowany jest wózek napedowy sprzezony z zamocowana do podloza wyprofilowana prowadnica. The purpose of the invention is to properly position a frame on which a photovoltaic panel can be mounted. This will ensure the maximum electrical energy generated by the panel. The invention concerns a frame-positioning mount, particularly for a photovoltaic panel, comprising a support frame, guide rails, and a drive motor. It consists of a vertical pole, one end of which is attached to the ground. A sleeve is attached to the other end via a ball joint. A sleeve containing a slidably mounted guide rod is mounted to the support frame. A drive trolley is installed on one side of the frame, coupled to a profiled guide rail attached to the ground.

Wskazane jest, gdy do wózka napedowego zamocowane sa trzy rolki ulozone w narozach trójkata równoramiennego, z których pierwsza rolka jest rolka napedowa-dociskowa zamocowana do wózka napedowego za pomoca sprezyny i umiejscowiona jest w otworze prowadzacym. Pierwsza rolka sprzezona jest z walem silnika napedzajacego osadzonego przesuwnie na wózku napedowym. It is advisable to have three rollers attached to the drive carriage, arranged at the corners of an isosceles triangle. The first roller is a drive-pressure roller attached to the drive carriage by a spring and positioned in a guide hole. The first roller is coupled to the shaft of the drive motor, which is slidably mounted on the drive carriage.

Korzystnym skutkiem zastosowania wynalazku jest to, ze dzieki mechanizmowi pozycjonowania panelu fotowoltaicznego mozliwa jest efektywniejsza konwersja promieniowania slonecznego na energie elektryczna niz w przypadku panelu zamocowanego na stale. A beneficial effect of the invention is that thanks to the mechanism for positioning the photovoltaic panel, it is possible to convert solar radiation into electrical energy more efficiently than in the case of a permanently mounted panel.

Mechanizm wedlug wynalazku w przykladzie wykonania przedstawiony jest na rysunku, na którym poszczególne figury przedstawiaja: Fig. 1 - widok perspektywiczny mechanizmu z góry i z boku w pozycji srodkowej, Fig. 2 - widok perspektywiczny mechanizmu z góry i z boku w pozycji skrajnej, Fig. 3 - widok perspektywiczny mechanizmu z przodu i z boku w pozycji srodkowej, Fig. 4 - widok perspektywiczny mechanizmu z przodu i z boku w pozycji skrajnej, Fig. 5 - szczegól mocowania wózka napedowego w widoku z przodu w pozycji skrajnej, Fig. 6 - szczegól mocowania ramy do slupa w widoku perspektywicznym z przodu i z góry, Fig. 7 - szczegól mocowania wózka napedowego na prowadnicy w widoku perspektywicznym z przodu i z dolu, Fig. 8 - szczegól mocowania wózka napedowego na prowadnicy w widoku perspektywicznym z tylu i z dolu, Fig. 9 - rama wózka napedowego w widoku z przodu. The mechanism according to the invention in an embodiment is shown in the drawing, in which the individual figures show: Fig. 1 - perspective view of the mechanism from above and from the side in the middle position, Fig. 2 - perspective view of the mechanism from above and from the side in the extreme position, Fig. 3 - perspective view of the mechanism from the front and from the side in the middle position, Fig. 4 - perspective view of the mechanism from the front and from the side in the extreme position, Fig. 5 - detail of the drive carriage mounting in a front view in the extreme position, Fig. 6 - detail of the frame mounting to the pole in a front and top perspective view, Fig. 7 - detail of the drive carriage mounting on the guide in a front and bottom perspective view, Fig. 8 - detail of the drive carriage mounting on the guide in a rear and bottom perspective view, Fig. 9 - frame of the drive carriage in a front view.

Mechanizm pozycjonujacy rame, zwlaszcza panelu fotowoltaicznego posiadajacy rame nosna, prowadnice i silnik napedzajacy, w przykladzie wykonania sklada sie z pionowego slupa 1 w postaci stalowej rury o srednicy 9 cm i wysokosci 190 cm. Slup ten zamocowany jest pierwszym-dolnym koncem do podloza. Na drugim-górnym koncu slupa 1 zamocowana jest za pomoca przegubu kulowego 2 tuleja 3, w której znajduje sie przesuwnie osadzony pret prowadzacy 4. Pret ten zamocowany jest swoimi koncami do srodkowej belki ramy nosnej 5 o grubosci 4 cm. W dolnym boku ramy nosnej 5, na przedluzeniu srodkowej belki, zainstalowany jest wózek napedowy 6 sprzezony z zamocowana do podloza wyprofilowana prowadnica 7. Prowadnica 7 jest stalowa rura o srednicy cm wygieta w taki sposób, ze po wewnetrznej jej stronie znajduje sie slup 1 , a najwieksza jej wysokosc nad podlozem jest w kierunku poludniowym i wysokosc ta równomiernie maleje w kierunku wschodnim i zachodnim do punktów zamocowania prowadnicy 7 do podloza. Do wózka napedowego 6 zamocowane sa trzy rolki 8, 8, 8 ulozone w narozach trójkata równoramiennego skierowanego wierzcholkiem ku dolowi. Pierwsza rolka 8 jest rolka napedowa-dociskowa i znajduje/14sie od dolu prowadnicy 7. Dwie pozostale rolki 8, 8 znajduja sie od góry prowadnicy 7. Pierwsza rolka 8 zamocowana jest do wózka napedowego 6 za pomoca sprezyny 9 i umiejscowiona jest w otworze prowadzacym 6 . Rolka ta sprzezona jest z walem silnika napedzajacego 1 O osadzonego przesuwnie na wózku napedowym 6. Silnikiem napedzajacym 1 O jest silnik 60HS100-3504A08-D24 produkowany przez Shenzhen HSM stepper Motor Electric Co., Ltd. Silnik napedzajacy 10 polaczony jest z modulem sterujaco-zasilajacym w postaci modulu DM542 firmy WAVETOPSING INTERNATIONAL TECHNOLOGY Co. Do ramy nosnej 5 zamocowany jest panel fotowoltaiczny, którym jest modul fotowoltaiczny JW-HD144N-420W firmy Jolywood. The frame positioning mechanism, particularly for a photovoltaic panel, comprises a support frame, guide rails, and a drive motor. In the embodiment, it consists of a vertical pole 1 in the form of a steel tube with a diameter of 9 cm and a height of 190 cm. This pole is attached to the ground at its first, lower end. At the second, upper end of pole 1, a sleeve 3 is attached using a ball joint 2, which houses a slidably mounted guide rod 4. This rod is attached at its ends to the central beam of the support frame 5, which is 4 cm thick. On the lower side of the supporting frame 5, as an extension of the central beam, a drive trolley 6 is installed, coupled to a profiled guide rail 7 attached to the ground. The guide rail 7 is a steel pipe with a diameter of 1 cm, bent in such a way that the column 1 is located on its inner side, and its greatest height above the ground is towards the south, and this height decreases evenly towards the east and west to the points where the guide rail 7 is attached to the ground. Three rollers 8, 8, 8 are attached to the drive trolley 6, arranged at the corners of an isosceles triangle with its apex pointing downwards. The first roller 8 is a drive-pressure roller and is located at the bottom of the guide 7. The two remaining rollers 8, 8 are located at the top of the guide 7. The first roller 8 is attached to the drive carriage 6 by means of a spring 9 and is positioned in the guide hole 6. This roller is coupled to the shaft of the drive motor 1 O, which is slidably mounted on the drive carriage 6. The drive motor 1 O is a 60HS100-3504A08-D24 motor manufactured by Shenzhen HSM stepper Motor Electric Co., Ltd. The drive motor 10 is connected to a control and power supply module in the form of a DM542 module from WAVETOPSING INTERNATIONAL TECHNOLOGY Co. The photovoltaic panel, a JW-HD144N-420W photovoltaic module from Jolywood, is attached to the support frame 5.

Dzialanie mechanizmu pozycjonujacego rame, zwlaszcza panelu fotowoltaicznego, polega na tym, ze modul sterujaco-zasilajacy w oparciu o mechanizm zegarowy, tak steruje ustawieniem panelu fotowoltaicznego, aby uzysk energii elektrycznej z tego panelu o danej porze dnia byl jak najwiekszy. The operation of the frame positioning mechanism, especially for a photovoltaic panel, is based on the control and power supply module, based on a clock mechanism, controlling the positioning of the photovoltaic panel so that the electrical energy yield from this panel at a given time of day is as high as possible.

Odbywa sie to w ten sposób, ze modul sterujaco-zasilajacy sterujac praca silnika napedzajacego 1 O powoduje odpowiednie przesuniecie pierwszej rolki 8, a tym samym rolek 8 i 8 na prowadnicy 7. This is done in such a way that the control and power supply module, by controlling the operation of the driving motor 1 O , causes the appropriate shift of the first roller 8, and thus of the rollers 8 and 8 on the guide 7.

Konsekwencja tego ruchu jest przemieszczenie wózka napedowego 6 i dolnego boku ramy nosnej 5 wraz z zamontowanym panelem fotowoltaicznym. Wymagane sa przy tym obroty w trzech osiach przegubu kulowego 2. Zmiany odleglosci prowadnicy 7 od pionowego slupa 1 kompensowane sa przesunieciami tulei 3 na precie prowadzacym 4. Wynikiem ciaglego przemieszczania wózka napedowego 6 z rolkami 8, 8, 8 na prowadnicy 7 jest poczynajac od poranka podnoszenie, w poludnie ustawienie w pozycji najwyzszej na prowadnicy 7, a po poludniu opuszczanie dolnego boku ramy nosnej 5 z panelem fotowoltaicznym ustawiajac go optymalnie wzgledem kierunku padajacych promieni slonecznych. Pozycjonowanie panelu fotowoltaicznego odbywa sie zgodnie z zaprogramowanymi danymi dla dobowych zmian polozenia slonca nad horyzontem./141 - slup 2 - przegub kulowy 3 - tuleja 4 - pret prowadzacy - rama nosna 6 - wózek napedowy 6 - otwór prowadzacy 7 - prowadnica 8, 8, 8 - rolka 9 - sprezyna 1 O - silnik napedzajacy Wykaz oznaczen/14This movement results in the displacement of the drive carriage 6 and the lower side of the support frame 5, together with the mounted photovoltaic panel. This requires rotation in three axes of the ball joint 2. Changes in the distance of the guide 7 from the vertical pole 1 are compensated by movements of the bushing 3 on the guide rod 4. The result of continuous movement of the drive carriage 6 with rollers 8, 8, 8 on the guide 7 is the raising of the guide 7 in the morning, the setting of the guide 7 in the highest position at noon, and the lowering of the lower side of the support frame 5 with the photovoltaic panel in the afternoon, optimally positioning it with respect to the direction of the incident sun rays. The photovoltaic panel is positioned according to programmed data for daily changes in the sun's position above the horizon. /141 - pole 2 - ball joint 3 - sleeve 4 - guide rod - support frame 6 - drive trolley 6 - guide hole 7 - guide 8, 8, 8 - roller 9 - spring 1 O - drive motor List of symbols/14

Claims

Patent claims

1. A frame positioning mechanism, especially for a photovoltaic panel, having a support frame, guides, and a driving motor, characterized in that it consists of a vertical pole (1), which is attached to the ground at its first end, and at its second end a sleeve (3) is attached by means of a ball joint (2), in which there is a slidably mounted guide rod (4) attached at its ends to a support frame (5), to one of the sides of which a drive trolley (6) is installed, coupled to a profiled guide (7) attached to the ground.

2. A mechanism according to claim 1, characterized in that three rollers (8.1, 8.2, 8.3) are attached to the drive carriage (6), arranged in the corners of an isosceles triangle, of which the first roller (8.1) is a drive-pressure roller attached to the drive carriage (6) by means of a spring (9) and is located in the guide hole (6.1), and the first roller (8.1) is coupled to the shaft of the drive motor (1 O) slidably mounted on the drive carriage (6)./14Fig. 1/14Fig. 2/142 Fig. 30/14Fig. 41/148.1 Fig. 5 5 3 ----- 4~ -2 Fig. 62/148.2 '-- 8.1 7 / / 83 \ 5 Fig. 7 10 Fig. 8 Fig. 9 ------ '"'-.. \ 103/14al. Niepodległosci 188/192 00-950 Warsaw, PO Box 203 PATENT OFFICE OF THE REPUBLIC OF POLAND tel.: (+48) 22 579 05 55 I fax: (+48) 22 579 00 01 e-mail: kontakt@uprp.gov.pl I www.uprp.gov.pl Department of Electronics and Mechanics REPORT ON THE STATE OF TECHNOLOGY APPLICATION NO. P.442010 Classification entries: F24S30 / 40(2 018.01);F24S30 / 42 5 (2 O 18.01);H 02S2 O/ 10(2 014.01); H 02S2 O /32 (2O14.01) Searches conducted in classes: G01R31/40 (2020.01); G05O3/12 (2006.01); F24S30/40 (2018.01); F24S30/425 (2018.01); H0ZSZ0/10 (2014.01); H0ZSZ0/32 (2014.01); F24S50/20 (2018.01) Computer systems in which the searches were conducted: UPRP, ESPACENET, EP0QUENET IC1tegorh Documents - with given identification Document reference to file y EP2657623 (AZ); [0027]-[0031],Fig.l;T0PPER SUN ENERGYTECIIN0L0GY[TW]; 2015-08-10 1-2 y US2022216825 (Al); [0088]; SAC TEC SO LAR INC [US]; 2022-07-07 1-2 A US2009235975 (Al); SUN POWER CORP SYSTEMS [US]; 2009-09-24 1-2 A CN110912507 (A); UNIV XIAN TECHNOLOGY; 2020-03-24 1-2 A CN209265276 (U); UNIV XIAN TECHNOLOGY; 2019-08-16 1-2 I\ - a document defining the general state of the art which is not considered to be of particular importance, E - a document constituting an earlier application or patent but published on or after the filing date, L - a document which may cast doubt on the claimed priority(s), or cited in order to establish the publication date of another cited document or for some other special reason, O - a document relating to oral disclosure by use, exhibition or other disclosure, P - a document published before the filing date but after the claimed priority date, T - a later document, published after the filing date or on the priority date and not in conflict with the filing date, but cited for the purpose of understanding the principles or theories underlying the invention, X - a document of particular importance; claimed An invention cannot be considered new or inventive if this document is taken into account; Y - a document of special importance; the claimed invention cannot be considered innovative if this document is combined with one or more such documents, and such a combination is obvious to a person skilled in the art; & - a document belonging to the same patent family. Report prepared by: Dr. Dagmara Jarzynska, date: November 14, 2022. Comments on the application: The report was prepared based on the version of the patent claims dated August 12, 2022 and constitutes an integral part, together with the preliminary assessment. /- signed with a qualified electronic signature-/ Letter issued in the form of an electronic document Patent Office of the Republic of Poland I al. Niepodległosci 188/192 I 00-950 Warsaw, PO Box 203 tel.: (+48) 22 579ax: (+48) 22 579 00 Ol I www.uprp.gov.pl I e-mail: kontakt@uprp.gov.pl4/14