RS66203B1 - Fotonaponski sistem - Google Patents

Description

Opis

[0001] Pronalazak se odnosi na fotonaponski (FN) sistem sa mnoštvom dvostranih fotonaponskih modula koji su postavljeni uspravno na noseću strukturu. Klasični FN sistemi koji koriste jednostrane FN module za proizvodnju električne energije često su postavljeni u nagnutom obliku. Jedina aktivna površina odgovarajućih FN modula koja može pretvoriti energiju sunčevog zračenja u električnu energiju je obično orijentisana na jug. Takvi sistemi imaju nedostatak što daju svoje vršne performanse oko podneva. To može opteretiti električnu mrežu, naime kada postoji prevelika ponuda takve električne energije.

[0002] Stoga su tokom nekoliko godina testirani FN sistemi sa FN modulima koji imaju aktivne površine sa obe strane. Ovi FN moduli, poznati kao dvostrani, postavljeni su uspravno tako da su i prednja i zadnja strana izložene suncu. Ako su dvostrani FN moduli takvih FN sistema postavljeni u pravcu sever-jug, oni mogu da uhvate sunčevu svetlost iz pravca istoka i zapada, posebno u ranim jutarnjim časovima i kasnim večernjim časovima. Ovim se postiže izlazna snaga koja je komplementarna konvencionalnim sistemima, koja je niska oko sredine dana, ali dostiže vršne vrednosti ujutru i uveče. Takva karakteristika dnevne krive električne energije je korisna u pogledu jednoobraznog napajanja električnom energijom u mreži tokom dana. Pored toga, FN sistemi sa dvostranim FN modulima mogu se takođe pogodno koristiti u orijentacijama koje nisu sever-jug.

[0003] U slučaju dvostranih FN modula, za razliku od jednostranih FN modula, javljaju se novi tehnički problemi, jer bi zadnji deo modula takođe trebalo da se koristi za proizvodnju električne energije. Do sada razvijene noseće strukture i koncepti ugradnje za jednostrane FN module mogu se stoga koristiti samo u ograničenoj meri ili će zahtevati složene i samim tim skupe adaptacije.

[0004] Iz DE2014105516U1, JP2004335903, JP20020766416, JP2003229591, JP2006080568 i US2001/0005583 A1 poznati su FV sistemi sa dvostranim FN modulima. Iz EP2669596 A1 poznat je FV sistem sa rotaciono okačenim FN modulima. Iz DE9314973U poznat je rotaciono ukotvljeni stub. Iz JP2009302123 i EP2848752A1 poznati su FV sistemi sa nosećim konstrukcijama, kod kojih stubovi mogu da se podese po visini u vertikalnom pravcu preko odgovarajućih nosećih segmenata i segmenata za pričvršćivanje i mogu da se naginju rotacijom.

[0005] Stoga je cilj predmetnog pronalaska da pruži FN sistem u kom se nekoliko dvostranih FN modula može ugraditi u vertikalnom rasporedu i koji zadovoljava posebne zahteve dvostranih modula. U tu svrhu, posebno, treba pružiti noseću strukturu koja ne samo da se može jeftino proizvesti, već omogućava i brzo postavljanje FN sistema, i samim tim je i jeftina. Pored toga, noseća struktura treba da ima dovoljnu stabilnost u tipičnim vremenskim uslovima.

[0006] Pronalazak se takođe zasniva na zadatku poboljšanja efikasnosti pretvaranja sunčeve svetlosti u električnu energiju za FN sisteme.

[0007] Kako bi se postigli ovi ciljevi, fotonaponski sistem je pružen prema pronalasku sa karakteristikama prema patentnom zahtevu 1. Konkretno, predloženo je prema pronalasku kako bi se rešio problem u fotonaponskom sistemu pomenute vrste da noseća struktura ima nekoliko stubova koji su pričvršćeni, posebno usidreni, za ili u zemlju, gde su poprečni nosači pričvršćeni za stubove, gde navedeni poprečni nosači u svakom slučaju povezuju dva susedna stuba jedan sa drugim, i gde svaka dva susedna stuba i poprečna nosača definišu značajno pravougaono područje za montiranje u koje je postavljen najmanje jedan FN modul. Nadalje je predloženo da su stubovi podeljeni najmanje na jedan segment za pričvršćivanje povezan sa zemljom i noseći segment koji je sa njim povezan, koji se pruža iznad segmenta za pričvršćivanje, tako da su stubovi formirani iz dva dela, pri čemu su i segment za pričvršćivanje i noseći segment konstruisani kao longitudinalni profil, da su nadalje odgovarajuće kontaktne površine formirane na segmentu za pričvršćivanje i nosećem segmentu, pri čemu dva dela odgovarajućeg stuba naležu jedan na drugi na kontaktnim površinama i tako se preklapaju. Na kraju je predviđeno da su kontaktne površine konstruisane ravno tako da su segment za pričvršćivanje i noseći segment u montiranom stanju postavljeni poleđinom na poleđinu i preklapanje između segmenta za pričvršćivanje i nosećeg segmenta je konstruisano tako da može da rotira. Na kraju je još predviđeno da je noseći segment konstruisan tako da se može pomerati duž uzdužnog pravca segmenta za pričvršćivanje.

[0008] Područje za montiranje prema pronalasku, prema tome, može da primi FN modul ili nekoliko FN modula, sa daljim podelama područja za montiranje, na primer pomoću dodatnih poprečnih nosača i/ili vertikalno potpornih srednjih stubova. Područje za montiranje prema pronalasku može se posmatrati kao značajno pravougaono, naročito kada je područje za montiranje pogodno za prijem FN modula sa pravougaonom spoljnom konturom. Prema tome, u skladu sa pronalaskom, naročito se može pružiti da dva stuba i dva poprečna nosača definišu polje za montiranje u koje je postavljen najmanje jedan FN modul, sa ivicama stubova i poprečnih nosača koje su poravnate sa FN modulima, i tako ograničavaju polje za montiranje, i poželjno su ravnomerno raspoređeni, odvojeni od spoljnih ivica najmanje jednog FN modula.

[0009] U velikoj većini montažnih situacija korisno je ako su višestruki dvostrani fotonaponski moduli postavljeni vertikalno na noseću strukturu.

[0010] Drugim rečima, pronalazak tako pruža noseću strukturu u kojoj su stubovi i poprečni nosači povezani jedni sa drugima u poželjno pravilnim intervalima i poželjno pod pravim uglom, tako da dva stuba i dva poprečna nosača definišu pravougaona područja za montiranje u kojima je dvostrani FN modul umetnut vertikalno okačen. To omogućava FN modulima da sakupljaju sunčevu svetlost sa obe strane kako bi je pretvorili u električnu energiju.

[0011] Prema predmetnom pronalasku pogodno je za veliku rigidnost noseće strukture ako su najmanje pojedinačni poprečni nosači pričvršćeni sa obe strane za stubove pomoću sredstava za pričvršćivanje. U ovom slučaju, svrsishodno pričvršćivanje poprečnih nosača u smislu pronalaska može se ostvariti naročito pomoću spojeva sa vijcima, naročito pomoću vijka za bušenje ili vijka sa navojem, zakovicama, klinovima, kao i zavarivanjem, lepljenjem ili jednostavnim zaključavanjem.

[0012] Prednost ovde je što se FN sistem prema pronalasku sa karakteristikama prema patentnom zahtevu 1 može proizvesti jeftino i efikasno postaviti, i samim tim je jeftin.

Istovremeno, noseća struktura prema pronalasku pruža visoku stabilnost, naročito protiv opterećenja vetrom, i efikasnu upotrebu aktivnih površina dvostranih modula.

[0013] Prema pronalasku, noseća struktura se može pružiti, na primer, tako da se usidri u zemlju. To se može ostvariti, na primer, zemljanim sidrima, vijcima za uzemljenje, stubovima za nabijanje ili betonskim temeljima, uz moguće dodatno učvršćivanje. Ako se želi izbeći usidravanje za zemlju, na primer pri postavljanju FN sistema na deponijama, tada se, prema pronalasku, temelj noseće strukture može postići i stavljanjem težine na stubove. Dalje, ne samo stubovi nego i poprečni nosači mogu biti konfigurisani u obliku uzdužnih profila, na primer kao ispupčeni aluminijumski profili, što omogućava posebno ekonomičnu upotrebu materijala, i time i laganu noseću strukturu. Prema pronalasku, noseća struktura može, na primer, biti izrađena od C-, S-, U-, Σ- ili Ω-profila, posebno od kombinacija takvih profila. Na primer, na stubovima i/ili poprečnim nosačima takođe mogu biti postavljeni nagnuti i/ili okrugli elementi kako bi se minimizovalo bacanje senki na FN module. Naredno otelotvorenja prema pronalasku pruža stubove i/ili poprečne nosače od toplo valjanog ili hladno valjanog čelika, poželjno sa zaštitom od korozije.

[0014] Prema pronalasku, cilj se takođe može postići daljim pogodnim varijacijama zavisnih patentnih zahteva.

[0015] Na primer, prema pronalasku je pogodno ako su u položaju upotrebe FN sistema stubovi značajno poravnati vertikalno i/ili su poprečni nosači značajno poravnati horizontalno. Takvo poravnanje stubova i poprečnih nosača može naročito osigurati da ivice stubova i poprečnih nosača koje su poravnate sa FN modulima i ograničavaju pojedinačna polja za montiranje budu poželjno ravnomerno udaljene od spoljnih ivica pravougaonih FN modula od FN sistema.

[0016] Kao rezultat, za pravougaone FN module koji su tipični na tržištu može se postići ekonomična upotreba materijala za noseću strukturu i/ili dobro korišćenje površine, jer se rastojanje između stubova i poprečnih nosača od FN modula može odabrati da bude što je moguće manje. Za razliku od konvencionalnih FN sistema za jednostrane FN module, ovo sprečava da stubovi ili poprečni nosači prolaze ispod ili iza FN modula, što bi rezultovalo neželjenim bacanjem senke na FN module.

[0017] Pored toga, u FN sistemu prema pronalasku može se pružiti, na primer, da je mnoštvo FN modula, posebno do četiri FN modula, postavljeno jedan iznad drugog u vertikalnom smeru. Pružanjem nekoliko redova FN modula koji rade jedan iznad drugog, korisna aktivna površina se može ukupno povećati bez potrebe za postavljanjem dodatnih stubova. Prema pronalasku, pružanje više od četiri FN modula raspoređenih jedan iznad drugog ima taj nedostatak što se znatno povećava opterećenje vetrom, tako da temelj stubova mora biti projektovan na znatno složeniji, i samim tim i skuplji način. Pronalazak stoga predlaže ograničavanje broja modula raspoređenih jedan iznad drugog na četiri. Prema pronalasku, optimalni broj redova FN modula raspoređenih jedan iznad drugog je dva ili tri.

[0018] Prema pronalasku, takođe je poželjno ako su horizontalno susedni FN moduli postavljeni odmaknuti jedan od drugog u vertikalnom smeru. Ovaj dizajn, koji je netipičan za klasične sisteme, omogućava posebno efikasan dizajn noseće strukture. Ovo je naročito tačno kada je vertikalni razmak između horizontalno susednih FN modula najmanje visine jednog poprečnog nosača. To omogućava da se poprečni nosači montiraju vertikalno jedan iznad drugog na stubu, što je korisno za brojna otelotvorenja noseće strukture prema pronalasku. Konkretno, odgovarajuće tačke pričvršćivanja horizontalno susednih poprečnih nosača za stub mogu tako biti postavljene vertikalno jedna iznad druge. Ovo omogućava efikasnu upotrebu prirubnica i jezičaka na stubovima, kao što će biti detaljnije objašnjeno u nastavku.

[0019] Za najefikasnije moguće postavljanje stubova FN sistema, kao što je pomenuto prema pronalasku, može se pružiti da su stubovi podeljeni na jedan segment za pričvršćivanje povezan sa zemljom i jedan noseći segment koji može biti ili je povezan sa segmentom za pričvršćivanje. Ovde se noseći segment proteže iznad segmenta za pričvršćivanje. Prednost ovde je što se segment za pričvršćivanje u početku može pružiti u ili na zemlji nezavisno od nosećeg segmenta. To je pogodno, na primer, kada treba pričvrstiti segment za pričvršćivanje zabijanjem u zemlju. U tu svrhu, segment za pričvršćivanje može se posebno dizajnirati u obliku profila za nabijanje, tako da segment za pričvršćivanje ima dovoljnu rigidnost za nabijanje.

[0020] Štaviše, već je na početku pomenuto da su i noseći segment i segment za pričvršćivanje konfigurisani kao uzdužni profil, i to poželjno od metala. Prednost ovde je što se posebno različiti profili mogu kombinovati jedan sa drugim. Na primer, C-, U- ili Σ-profil, koji je pogodan za nabijanje, može se kombinovati kao segment za pričvršćivanje sa S- ili Ω-profilom, koji su oba manje pogodni za nabijanje, kao noseći segment stuba. Dalje, takođe se može pružiti da je noseći segment dizajniran da bude slabiji od segmenta za pričvršćivanje kako bi se uštedeo materijal. To se može postići, na primer, izborom drugog profila, posebno drugačijih dimenzija profila, ili izborom slabijeg materijala.

[0021] Nakon što je segment za pričvršćivanje uzemljen, noseći segment se poravnava sa segmentom za pričvršćivanje i čvrsto se sa njim povezuje, na primer pomoću vijaka sa navojima koji se samorežu, koji se mogu uvrtati u moguće prethodno izbušene rupe. Kao što je pomenuto, prema pronalasku je predviđeno da se na segmentu za pričvršćivanje i nosećem segmentu formiraju odgovarajuće ravne dodirne površine. Na ovim dodirnim površinama, dva segmenta se naslanjaju jedan na drugi i preklapaju. Ovo stvara mogućnost kompenzacije odstupanja u visini segmenta za pričvršćivanje poravnavanjem nosećeg segmenta u odnosu na deo pričvršćivanja. U tu svrhu, kao što je pomenuto na početku, predviđeno je da je noseći segment dizajniran tako da se može pomeriti duž uzdužnog smera segmenta za pričvršćivanje, posebno kada dođe u dodir sa dodirnom površinom segmenta za pričvršćivanje.

[0022] Pored toga, prema pronalasku, preklapanje između segmenta za pričvršćivanje i nosećeg segmenta je izvedeno tako da se mogu okretati. Na ovaj način, dva segmenta stuba mogu se rotirati ili biti u rotiranom stanju jedan prema drugom kada su odgovarajuće dodirne površine u dodiru. To se može postići, na primer, ravnim dizajnom dodirne površine tako da segment za pričvršćivanje i noseći segment leže jedan do drugog u montiranom stanju.

Rotirajuća konfiguracija preklapanja omogućava da se uzdužne ose dva segmenta stuba okreću jedna prema drugoj, poboljšavajući tako kompenzaciju iskrivljenih poravnanja segmenta za pričvršćavanje koja mogu nastati kada se pruža njegov temelj.

[0023] Prema pronalasku je takođe korisno ako su pojedinačni FN moduli, odnosno posebno spoljne ivice FN modula, postavljeni na udaljenosti od stubova i/ili poprečnih nosača. Na ovaj način se može izbeći bacanje senke na aktivnu površinu FN modula od strane stubova i/ili poprečnih nosača. U ovom slučaju, poželjno je prema pronalasku ako je razmak odabran samo toliko da se isključuje bacanje senke do upadnog ugla od maksimalno 75°. Ovim se izbegava prekomerna potreba za prostorom za razmake, tako da je omogućena efikasna upotreba prostora. Generalno, prema pronalasku je poželjno ako su FN moduli postavljeni centralno u odnosu na spoljne ivice stubova i/ili poprečnih nosača. To je zato što se može postići minimalno bacanje senke sa obe strane dvostranih FN modula.

[0024] Ovde i u nastavku, pod upadnim uglom podrazumeva se onaj ugao koji upadni sunčani zrak stvara normalno na aktivnu površinu FN modula. Dakle, vertikalni upad svetlosti na aktivnu površinu FN modula odgovara upadnom uglu od 0°. Budući da su FN moduli postavljeni vertikalno, upadni ugao naročito može biti bočni upadni ugao.

[0025] Izuzetno efikasan FN sistem može se postići prema pronalasku ako su aktivne površine FN modula raspoređene na udaljenosti od stubova i/ili poprečnih nosača. To može u velikoj meri sprečiti stubove ili poprečne nosače da bace senku na ivična područja aktivnih površina FN modula kada je pad svetlosti nagnut, što bi imalo negativan efekat na efikasnost sistema.

[0026] Prema pronalasku, naročito je pogodno ako su aktivne površine FN modula odmaknute od stubova na takav način da je sprečeno bacanje senke na aktivnu površinu od strane stubova najmanje do upadnog ugla od 20°, naročito poželjno do upadnog ugla od 30°. Alternativno ili dodatno, može se pružiti da su aktivne površine FN modula udaljene od poprečnih nosača na takav način da je sprečeno bacanje senke na aktivnu površinu od strane poprečnih nosača najmanje do upadnog ugla od 25°, poželjno najmanje do upadnog ugla od 30° ili čak 40°.

[0027] Prema pronalasku, može se postići još kompaktniji FN sistem tako što su aktivne površine FN modula raspoređene na suprotnim stranama, asimetrično udaljene od stubova i/ili poprečnih nosača. Na primer, može se pružiti da su pojedinačni FN moduli raspoređeni na rastojanju od stubova koje, za severne pravce, sprečava bacanje senke na navedenu površinu najmanje do upadnog ugla od 20°, poželjno najmanje do upadnog ugla od 30°, u odnosu na aktivnu površinu FN modula, dok za južne pravce, sprečava bacanje senke na navedenu površinu najmanje do upadnog ugla od 45°, poželjno najmanje do upadnog ugla od 60°, u odnosu na aktivnu površinu FN modula.

[0028] U slučaju horizontalnih poprečnih nosača, prema pronalasku je dovoljno ako su FN moduli postavljeni na udaljenosti samo od poprečnih nosača koje idu iznad FN modula. Ovo sprečava da aktivna površina bude osenčena poprečnim nosačima iznad sebe. Suprotno tome, za module koji su postavljeni iznad horizontalnih poprečnih nosača, ne postoji rizik od bacanje senke od ovog poprečnog nosača koji se nalazi ispod modula, jer direktna sunčeva svetlost udara u aktivnu površinu pod uglom odozgo. Kao rezultat, prema pronalasku, aktivna površina FN modula iznad horizontalnog poprečnog nosača može se približiti njemu kako bi se minizovao prostor potreban FN sistemu u vertikalnom smeru.

[0029] Ako se FN sistem postavlja na mestima koja su posebno osetljiva na vetar, prema pronalasku se može pružiti da su FN moduli okačeni na noseću strukturu tako da se mogu okretati oko ose rotacije. Ovde je pogodno ako osa rotacije ide približno paralelno sa poprečnim nosačima, jer to može garantovati okretanje sa kompaktnim područjem za montiranje. FN moduli se mogu okretati oko ose rotacije, na primer, na taj način što se FN moduli jednostavno okače na rotacioni način na gornjim poprečnim nosačima noseće strukture. Usled okretljivosti, FN moduli se mogu pomerati iz ravni koju formiraju stubovi po jakom vetru. Zbog nastalih praznina na područjima za montiranje, vetar može da duva gotovo neometano, što znatno smanjuje opterećenje vetrom koje deluje na noseću strukturu. Prednost ovde je u tome što noseća struktura mora biti manje stabilna u celini, tako da su, na primer, stubovi manje kruti i na taj način se mogu smanjiti ukupni materijalni troškovi.

[0030] Kako bi se omogućila najjednostavnija moguća ugradnja fotonaponskog sistema, pronalazak omogućava da se na stubovima formiraju noseće površine na koje se odgovarajući poprečni nosač može ravno pričvrstiti. Zbog ravnog dodira poprečnog nosača na površini držača, stub može efikasno da apsorbuje silu i moment koje unosi poprečni nosač.

[0031] Prema pronalasku, noseće površine mogu biti konfigurisane naročito jednostavno kao prirubnice na profilu i/ili kao jezičci na otvoru, na primer uvedeni u spoljnu površinu profila. U tu svrhu se takođe može pružiti da su noseće površine konfigurisane kao prirubnice na jednoj strani stuba, a kao jezičci na drugoj strani. Jezičci ili prirubnice se prema tome smatraju alternativama prema pronalasku, dok je poželjno prema pronalasku i za jezičke i za prirubnice da izviru pod pravim uglom iz stubova i/ili vode u pravcu ravni, koju stvaraju FN moduli, poželjno bočno pomaknute od navedene ravni.. Dalje, na jezičcima i/ili prirubnicama takođe mogu biti predviđeni otvori, izdužene rupe ili slično, kako bi se olakšalo pričvršćivanje poprečnog nosača pomoću vijaka ili slično.

[0032] Prema pronalasku, prirubnica koja služi kao držač može posebno da se proteže duž čitavog držača stuba; prirubnica tako može biti deo profila; ali se takođe može dodati na stub kasnije, na primer zavarivanjem. Kada se koriste profili koji na svojim krajevima imaju samo jednostavne prirubnice, na primer S-profil, mogu se pružiti dodatni ugaoni konektori koji se mogu zašrafiti na profil prema pronalasku. To znači da kada se vijak pričvrsti na jednostavnu prirubnicu zajedno sa ugaonim konektorom, može se stvoriti zatvoreni obodni protok sila, povećavajući tako rigidnost strukture. Pored toga, prema pronalasku, prirubnice na stubovima mogu se pružiti samo za povećanje rigidnosti stubova na savijanje.

[0033] Prema pronalasku, oblik jezička mogu se unapred odrediti oblikom povezanog otvora u profilu, na primer jeftinom proizvodnjom otvora i povezanih jezičaka na stubovima postupcima kao što su probijanje ili lasersko sečenje u vezi sa savijanjem ili oblikovanjem. U vezi sa tim, takođe je moguće da se par jezičaka formira od otvora, gde je navedeni par jezičaka smešten na obe strane otvora kako bi se omogućilo da poprečni nosač bude zahvaćen sa obe strane.

[0034] Robusnost i rigidnost noseće strukture mogu se dalje povećati prema pronalasku ako su noseće površine formirane u parovima. To je zato što par nosećih površina može zahvatiti poprečni nosač, koji je umetnut između ovih površina za pridržavanje sa obe strane, i tako dalje poboljšati rasipanje sila. Kako bi se olakšalo da noseće površine zahvate poprečni nosač sa obe strane, takođe je korisno ako su poprečni nosači uži od stubova, posebno uži od razmaka između nosećih površina formiranih u parovima.

[0035] Kao alternativa ili kao dodatak, može se pružiti i pričvršćivanje poprečnih nosača na stubove pomoću ugaonih konektora. U ovom slučaju, poželjni su ugaoni konektori prema pronalasku koji imaju noseće površine na obe strane poprečnog nosača koji treba pričvrstiti, gde se navedene noseće površine mogu ravno povezati sa stubom.

[0036] Dodatno moguće otelotvorenje pronalaska predviđa da su na stubovima formirani priključni otvori kako bi svaki od njih primio poprečni nosač ili njegov kraj. Prednost formiranja priključnih otvora je u tome što se međusobno naginjanje stubova i povezane fluktuacije rastojanja između stubova mogu lako nadoknaditi umetanjem poprečnih nosača manje ili više duboko u priključne otvore.

[0037] Podrazumeva se da je pogodno za jednostavno sklapanje ako je priključni otvor konfigurisan da bude nešto veći od poprečnog nosača kog treba da primi.

[0038] Prema pronalasku, međutim, naročito se može pružiti da je priključni otvor najmanje 1,25 puta, poželjno najmanje 1,5 puta visine poprečnog nosača u vertikalnom smeru. Ovo stvara mogućnost bar delimične kompenzacije različitih visina stubova, na primer na neravnom terenu, tako što su poprečni nosači postavljeni na različitoj visini.

[0039] Za razliku od priključnih kanala formiranih bočno na spoljnim površinama stubova pomoću pričvršćenih ugaonih konektora, priključni otvori takođe nude prednost što, prema pronalasku, mogu biti postavljeni centralno u odnosu na stubove. Ovo posebno olakšava da FN moduli budu postavljeni centralno u odnosu na stubove i/ili poprečne nosače. Takav raspored je poželjan u skladu sa pronalaskom zbog minimizovanog bacanja senke na obe strane FN modula.

[0040] Kada se koriste priključni otvori, posebno je pogodno ako je barem noseći segment stuba izveden u obliku omega profila. To je zato što se pri korišćenju omega profila dva horizontalno susedna poprečna nosača mogu zahvatiti sa obe strane sa dva otvorena kraja omega profila, gde ti krajevi mogu biti formirani paralelnim parom parom prirubnica koje idu duž profila. Kao rezultat, u omega profilu se može formirati zatvoreni tok sile. U ovom slučaju, pojedinačni poprečni nosači mogu se provući kroz otvore formirane na bočnim površinama omega profila. U ovom otelotvorenju, poprečni nosači koji se nalaze levo i desno od stuba dizajniraju se kao omega profil i mogu se na taj način pričvrstiti na par prirubnica na jednoj strani stuba. Ovo daje konfiguraciju noseće strukture koja je posebno jednostavna za montiranje, a i dalje robusna.

[0041] Slična robusna veza između stuba i poprečnih nosača pomoću priključnih otvora može se postići prema pronalasku ako je barem noseći segment stuba izveden u obliku C- ili U-profila. U ovom slučaju, na bočnim površinama odgovarajućeg profila mogu se formirati priključni otvori, koji imaju savijene jezičke koji zauzvrat pružaju noseće površine za montiranje poprečnih nosača.

[0042] Ako se na nosač postavljaju dva poprečna nosača levo i desno od stuba, pogodno je ako je visina nosača više od 1,25 puta veća od visine poprečnog nosača, poželjno najmanje 1,5 puta veća od visine poprečnog nosača. Kao rezultat ove konfiguracije, jezičak ili par jezičaka priključnog otvora je dovoljno visok da drži dva poprečna nosača. Priključni otvor koji je dodatno konfigurisan da bude viši može ipak biti koristan prema pronalasku kako bi se omogućila poboljšana kompenzacija visine za montiranje poprečnih nosača.

[0043] U jednom otelotvorenju pronalaska, priključni otvori mogu imati jedan ili više jezičaka, kao što je već gore opisano, koji pružaju noseće površine za montiranje poprečnog nosača, poželjno dva poprečna nosača. To rezultuje različitim konfiguracijama, takođe u spoju sa omega profilima. Za razliku od ugaonih konektora koji se moraju pričvrstiti odvojeno, jezičci nude prednost manjeg napora za ugradnju, jer ne moraju biti pričvršćeni na profile poput ugaonih konektora. Pored toga, savijeni jezičci obično su rotirajuće povezani sa vertikalnom površinom profila, usled čega se na jednostavan način postiže velika torziona rigidnost noseće strukture.

[0044] Generalno, posebno u svim do sada opisanim konfiguracijama priključnih otvora, naročito se može pružiti da pojedinačni priključni otvori imaju najmanje dva puta, posebno najmanje tri puta, veću visinu od poprečnog nosača. Sa ovom konfiguracijom, poprečni nosač, ili naročito poprečni nosači, mogu se postaviti u priključni otvor, gde visina montiranja poprečnog nosača, ili poprečnih nosača, može da bude varijabilna, uzimajući u obzir priključni otvore, tj. može da varira posebno tokom montiranja, usled veće konfiguracije priključnog otvora. Ovo omogućava postizanje kompenzacije visine, što je posebno pogodno u slučaju neravnog terena gde se vrši montaža.

[0045] Kao alternativa primanju najmanje dva poprečna nosača u priključni otvor, naredno otelotvorenje pronalaska predviđa da je samo jedan poprečni nosač postavljen u priključni otvor, dok je dodatni poprečni nosač postavljen na bočnoj strani stuba nasuprot priključnog otvora, i nema priključni otvor i pomoću nosećih površina formiranih na stubu. Konkretno, može se pružiti da je poprečni nosač koji vođen kroz priključni otvor postavljen na bočnoj strani stuba nasuprot priključnog otvora na istoj nosećoj površini kao i dalji poprečni nosač. Drugim rečima, prema jednom otelotvorenju pronalaska, posebno se može pružiti da je poprečni nosač umetnut kroz priključni otvor i drugi poprečni nosač je pričvršćen na noseću površinu.

[0046] Naredno otelotvorenje prema pronalasku predviđa da stubovi imaju profil sa osnovnim oblikom u obliku slova C ili u obliku slova U, barem u nosećem segmentu. Ovde se dodatne noseće površine mogu oblikovati kao prirubnice na krajevima profila. Prirubnice mogu biti oblikovane tokom izrade profila ili biti naknadno pričvršćene za profil.

[0047] Prema još jednom otelotvorenju pronalaska, može se pružiti da stubovi imaju profil sa osnovnim oblikom u obliku slova Z ili u obliku slova S, barem nosećem segmentu, sa dodatnim nosećim površinama koje su konfigurisane kao prirubnice na krajevima profila. Profili u obliku slova S u struci su ponekad poznati i kao „Z-plus“ profili. Ovde treba razumeti „dodatne noseće površine/prirubnice“, kao što je to već bio slučaj sa profilima u obliku slova C ili U, što znači da je osnovni oblik profila već pružen bez prirubnica, čak i ako su one već stvorene prilikom izrade profila.

[0048] Za posebno jednostavno, a opet robusno montiranje FN modula, poželjno je prema pronalasku ako su FN moduli pričvršćeni na poprečne nosače. Ako su moduli montirani u horizontalnom/vertikalnom formatu, moduli se prema tome drže uzduž duže/kraće stranice. U tu svrhu, prema pronalasku, mogu se pružiti posebni noseći elementi. Ovi noseći elementi poželjno pružaju segmente sa žljebovima u koje se ubacuje ili se može ubaciti ivica odgovarajućeg FN modula, poželjno bez primene sile. Ovi segmenti žljebova mogu biti obloženi plastikom ili elastičnim materijalom, poželjno EPDM, kako bi se FN moduli zaštitili od oštećenja. Pored toga, može se pružiti lepljenje FN modula na držače kako bi se sprečilo klizanje FN modula u segmentima žljebova.

[0049] Prema pronalasku, noseći elementi mogu se proizvesti, na primer, kao hladno oblikovani čelični delovi, poželjno od čelika otpornog na koroziju i/ili sa zaštitom od korozije, ili od plastike ili lakih metala kao što je aluminijum i naročito kao obloga od gume. Noseći elementi takođe se mogu izrađivati u obliku profila ili kao delovi za ubrizgavanje ili livenje pod pritiskom.

[0050] Prema pronalasku, FN moduli se poželjno drže sa obe strane odgovarajućim nosećim elementom u predelu segmenata žljebova, tako da se može pružiti sigurno postavljanje FN modula.

[0051] Podrazumeva se da se noseći elementi, kao što je gore opisano, takođe mogu koristiti u analognoj primeni pronalaska za pričvršćivanje FN modula za stubove.

[0052] Naročito je poželjno da se na svakom od nosećih elemenata formiraju dva suprotna segmenta žljebova. Jedan noseći element stoga može držati dva FN modula koji leže jedan nasuprot drugog. Ovde je pogodno ako se dva segmenta žljebova prostiru u zajedničkoj ravni. Pored toga ili kao alternativa, takođe se može pružiti da su dva segmenta žljebova postavljena po sredini u odnosu na bočne spoljne površine nosećeg elementa. Takvo podešavanje značajno olakšava centralno pozicioniranje, poželjno prema pronalasku, za sve FN elemente u odnosu na stubove i/ili poprečne nosače.

[0053] Dalje, takođe se može pružiti da svaki od nosećih elemenata ima, poželjno četvrtasti, zašiljen poprečni presek. Na mestu na kome se poprečni presek menja, na nosećem elementu može se formirati graničnik. Na taj način, noseći element je umetnut ili se može umetnuti u otvor formiran na poprečnom nosaču do određene dubine umetanja. U tu svrhu, prema pronalasku se prema tome može pružiti da poprečni nosači imaju posebno centralno postavljene priključne otvore koji odgovaraju nosećim elementima. Ovi priključni otvori na poprečnim nosačima mogu posebno biti konfigurisani tako da noseći elementi ne mogu da klizaju u uzdužnom smeru poprečnog nosača.

[0054] Glavna prednost ove konfiguracije je u tome što je za robusno pozicioniranje FN modula dovoljno pričvrstiti noseći element u predelu gornjeg žljeba na poprečnom nosaču koji prima noseći element, na primer pomoću zavrtnja; dodatno pričvršćivanje u području drugog, donjeg žljeba je stoga nepotrebno. Ovo ne samo da štedi napor oko montiranja, već se noseći elementi mogu dizajnirati da budu uži i u odgovarajućem donjem području koje okružuje donji noseći žljeb, nego u gornjem delu, što je korisno kako bi se izbeglo bacanje senke na FN module.

[0055] Za pozicionirano sigurno pričvršćivanje nosećih elemenata bez nagibanja, prema pronalasku je takođe pogodno ako se na nosećem elementu formira dodirna površina kojom noseći element leži naslonjen na poprečni nosač.

[0056] Dalja optimizacija nosećih elemenata prema pronalasku omogućava da imaju useke na donjoj strani, tako da se može izbeći bacanje senke na FN modul koji je umetnut u donji žljeb nosećeg elementa.

[0057] Kao alternativno ili dopunsko otelotvorenje odvojenih nosećih elemenata, prema pronalasku se može pružiti da se na poprečnim nosačima formiraju žljebovi u koje se može ubaciti odgovarajući FN modul. Ovi žljebovi mogu, na primer, takođe biti oblikovani samo na gornjoj strani poprečnog nosača i/ili naročito da se protežu celom dužinom poprečnog nosača. Prednost ovde je što se FN moduli mogu ugraditi direktno u žljebove poprečnog nosača tokom montaže, tako da se može smanjiti broj nosećih elemenata koji se montiraju. Ovaj postupak može smanjiti napor oko montaže i na taj način uštedeti troškove.

[0058] Analogno nosećim elementima, mogu se pružiti i poprečni nosači koji imaju usek na donjoj strani. Na ovaj način takođe se mogu osigurati veliki uglovi upada za ivična područja aktivne površine FN modula bez bacanja senke od strane odgovarajućeg poprečnog nosača.

[0059] Pronalazak je takođe prepoznao da može biti korisno dizajnirati noseću strukturu na takav način da ostaje moguća obrada, naročito poljoprivredna, površine na kojoj se postavlja FN sistem, posebno obradivih prostora između pojedinih redova. U tu svrhu, pronalazak pruža slobodan prostor između tla i donjeg poprečnog nosača noseće strukture. Prema pronalasku, ovaj slobodni prostor može imati visinu od najmanje 50 cm, poželjno najmanje 60 cm, naročito poželjno najmanje 1 m. Podrazumeva se da slobodni prostor na taj način prekidaju samo potrebni stubovi.

[0060] Prilikom postavljanja FN modula u redove, može se pružiti da redovi FN sistema budu razmaknuti tako da između redova postoji razmak za upravljanje od najmanje 6 metara, najmanje 8 metara ili najmanje 10 metara.

[0061] Za najefikasniju upotrebu prostora, odnosno posebno za maksimalno stvaranje energije po površini, prema pronalasku može biti korisno ako FN moduli u osnovi čine ravan sa nosećom strukturom. Shodno tome, u tu svrhu se stubovi mogu postaviti duž u osnovi prave linije. Iz određene minimalne širine područja izgradnje, FN moduli se takođe mogu rasporediti u nekoliko redova. Ovde je korisno ako su ovi redovi raspoređeni na međusobnoj udaljenosti, poželjno ravnomerno. Jer, prema pronalasku, u zavisnosti od visine reda FN sistema, može se odabrati minimalna udaljenost do susednog reda u smeru sunca, tako da je u velikoj meri isključeno bacanje senke aktivnih površina FN modula na susedni red. Ovde se mogu pružiti i redovi sa različitim visinama, na primer sa različitim brojem FN modula raspoređenih jedan iznad drugog.

[0062] U posebno pogodnom otelotvorenju pronalaska, može se pružiti da su FN moduli u značajno orijentisani u smeru sever-jug. Sa poravnanjem sever-jug, površinske normale dve aktivne strane dvostranog FN modula poravnate su prema istoku i zapadu. Ovde se, prema pronalasku, mogu pružiti ugaona odstupanja od /-30°, zbog čega je poravnanje opisano kao da „ide“ u pravcu sever-jug. Sa takvim konfiguracijama, karakteristika trenutne dnevne krive, kao što je gore opisano, može se postići sa FN sistemom, koji u podne nema vršnu snagu. FN sistemi prema pronalasku se, međutim, mogu povoljno koristiti u velikom broju drugih orijentacija u odnosu na kardinalni pravac.

[0063] Prema pronalasku, iskorišćenost površine FN sistema može se optimizovati uz još uvek prihvatljive gubitke u efikasnosti pretvaranja energije ako je rastojanje između dva reda najmanje tri puta, poželjno najmanje četiri puta, naročito poželjno najmanje pet puta veće od maksimalne visine aktivne površine FN sistema. Na ovaj način, u zavisnosti od geografske širine mesta ugradnje FN sistema, može se u velikoj meri izbeći bacanje senke FN modula od strane susednog reda, posebno ujutru i uveče. Maksimalna visina aktivne površine FN sistema može se definisati, na primer, vertikalnim rastojanjem između najviše i najniže tačke, u svakom slučaju unutar aktivnih površina niza FN sistema (pogledati takođe opis slika).

[0064] Poznato je da je bacanje senke nepogodno, jer su pojedinačne ćelije FN modula tipično povezane u seriju kako bi formirale nizove ćelija i samim tim najslabije izložena ćelija ograničava struju koja zapravo teče. Tačno je da su u stanju tehnike poznate takozvane zaobilazne diode, koje se standardno isporučuju u FN modulima kako bi se umanjili efekti delimičnog bacanja senke od strane aktivne površine FN modula. Međutim, isključiva upotreba zaobilaznih dioda za minimizovanje efekata bacanja senke povezana je sa značajnim nedostacima. Na primer, mnogo toplote se generiše čim se uključi zaobilazna dioda kako bi se električno zaobišlo područje aktivne površine koje je pod senkom. Međutim, takav postupak je neprihvatljiv, posebno u slučaju FN sistema u smislu pronalaska, u kojima se bacanje senke očekuje svakog dana, jer učestali razvoj toplote može negativno uticati na radni vek FN modula. Još jedan nedostatak je taj što mnogi konverteri koji se koriste na tržištu postavljaju radnu tačku koja je nepogodna za FN modul uprkos prisustvu zaobilaznih dioda, tako da se javljaju dalji gubici snage u FN modulima koji su povezani sa konverterom i pitanju.

[0065] FN sistem prema pronalasku, posebno kako je gore opisano i/ili prema jednom od patentnih zahteva usmerenih na fotonaponski sistem, može konkretno da se koristi na takav način da su FN moduli tokom proizvodnje električne energije orijentisani približno u smeru sever-jug. Prema pronalasku mogu se pružiti ugaona odstupanja od /- 30°, zbog čega je poravnanje opisano kao da ide „približno“ u smeru sever-jug. Sa poravnanjem FN-modula sever-jug, površinske normale dve aktivne strane dvostranog FN-modula poravnate su prema istoku i zapadu. Kroz ovu specifičnu upotrebu, karakteristika trenutne dnevne krive, kako je opisano na početku, može se postići sa FN sistemom prema pronalasku, koji nema vršnu snagu u podne.

[0066] Pronalazak će sada biti detaljnije opisan s pozivanjem na primerna otelotvorenja, ali nije ograničen na ova primerna otelotvorenja.

[0067] Na slikama:

Slika 1 prikazuje dijametralni prikaz fotonaponskog sistema prema pronalasku,

Slika 2 prikazuje detaljan prikaz niza stubova iz istog FN sistema,

Slika 3 prikazuje stub prema pronalasku konfigurisan pomoću C-profila sa dva postavljena poprečna nosača,

Slika 4 prikazuje stub prema pronalasku konfigurisan pomoću omega profila sa dva postavljena poprečna nosača,

Slika 5 prikazuje poprečni nosač prema pronalasku sa dva međusobno suprotna segmenta žljebova za prihvat dva FN modula,

Slika 6 prikazuje poprečni presek kroz noseći element prema pronalasku, koji se ubacuje u poprečni nosač napravljen od U-profila,

Slika 7 prikazuje pogled u perspektivi na noseći element sa Slike 7, umetnut u poprečni nosač u obliku slova U,

Slika 8 prikazuje pogled odozgo na stub i FN module koji su asimetrično na udaljenosti jedni od drugih na način prema pronalasku u severnom i južnom pravcu, kao i njihove aktivne površine,

Slika 9 prikazuje bočni poprečni presek horizontalnog poprečnog nosača i FN modula, koji su raspoređeni iznad i ispod FN modula, i njihove aktivne površine,

Slika 10 prikazuje bočni prikaz FN sistema prema pronalasku sa dva reda stubova koji su razmaknuti.

Slika 11 prikazuje poprečni presek kačenja FN modula prema pronalasku na noseću strukturu prema pronalasku od FN sistema.

Slika 12 prikazuje poprečni preseka daljeg kačenja FN modula prema pronalasku na noseću strukturu prema pronalasku od FN sistema.

[0068] U nižem opisu različitih otelotvorenja pronalaska, elementi koji se podudaraju u svojoj funkciji dobijaju odgovarajuće referentne brojeve, čak iako imaju drugačiji dizajn ili oblik.

[0069] Slika 1 prikazuje fotonaponski (FN) sistem, označen kao celina sa 1, sa mnoštvom dvostranih FN modula 2 koji su postavljeni uspravno na noseću strukturu 3. Noseća struktura 3 formirana je od nekoliko stubova 4 koji su postavljeni u nizu. Preciznije, svaki stub 4 podeljen je na segment za pričvršćivanje 7 i na njega povezan noseći segment 8. Kao što prikazuje horizontalna površina koja ilustruje površinu zemlje, noseća struktura 3 je usidrena u zemlju pomoću segmenata za pričvršćivanje 7.

[0070] Kao što slika 1 prikazuje, više poprečnih nosača 5 prolazi između stubova 4 suštinski u horizontalnom smeru. Budući da su stubovi 4 postavljeni suštinski vertikalno, dva susedna stuba 4 i dva susedna poprečna nosača 5 tako definišu značajno pravougaono područje za montiranje 6. U primernom otelotvorenju prikazanom na slici 1, FN modul 2 je postavljen u svakom od ovih pravougaonih područja za montiranje 6, specifično uspravno. Uspravni raspored FN modula 2, koji imaju aktivne površine 9 sa obe strane, omogućava efikasno hvatanje sunčeve svetlosti iz zapadnog i istočnog pravca i pretvaranje u električnu struju pomoću FN sistema.

[0071] Kao što detaljni prikaz FN sistema 1 na slici 2 prikazuje, mnoštvo FN modula 2, preciznije tačno dva, postavljeno je jedan iznad drugog u vertikalnom smeru. Pored toga, na slici 2 se jasno može videti da su, na primer, gornji poprečni nosači 5 postavljeni odmaknuti jedan od drugog u vertikalnom smeru. Budući da su FN moduli 2 pričvršćeni za poprečne nosače 5 pomoću nosećih elemenata 15, rezultat je da su i horizontalno susedni FN moduli 2 raspoređeni jedan od drugog u vertikalnom smeru. Ova konfiguracija je poželjna prema pronalasku, jer omogućava lako prilagođavanje različitim profilima terena.

[0072] Kao što se jasno može videti sa slike 2, segmenti za pričvršćivanje 7, svi formirani od C-profila, i noseći segmenti 8 leže jedan prema drugom leđima unazad, i tako se preklapaju u području preklapanja. Prema pronalasku je poželjno ako se područje preklapanja nalazi iznad zemlje, jer to olakšava montiranje nosećeg segmenta 8 na segmentu za pričvršćivanje 7, i štaviše, segment za pričvršćivanje 7 može biti usidren u zemlju nezavisno od nosećeg segmenta 8, npr. nabijanjem.

[0073] Slika 3 prikazuje konfiguraciju prema pronalasku veze stuba 4, tačnije njegovog gornjeg nosećeg segmenta 8, sa dva horizontalno produžena poprečna nosača 5. Iako se poprečni nosači 5 formiraju koristeći U-profil 21, noseći segment 8 stuba 4 se formira koristeći C-profil 12.

[0074] Za pričvršćivanje dva poprečna nosača 5, na stubu 4 predviđen je otvor 14 dizajniran kao priključni otvor kroz koji se provlače ili ubacuju poprečni nosači 5. Sam otvor 14 napravljen je probijanjem na C-profilu 12 stuba 4. Dva jezička 13 prikazana na slici 3, koja služe kao noseće površine 10 prema pronalasku, mogu se na proizvesti na relativno jednostavan način postupkom probijanja. Na primer, dva poprečna nosača 5 mogu se vrlo lako i na promenljivoj visini pričvrstiti na dva jezička 13 pomoću vijaka sa navojima koji se samorežu i odgovarajućim rupama.

[0075] Slika 4 prikazuje otelotvorenje nosećih površina 10 prema pronalasku, koja je dato kao alternativa ovome. U tu svrhu je stub 4, tačnije njegov gornji noseći segment 8, konfigurisan pomoću omega profila 12. Na svoja dva slobodna kraja, omega profil 12 ima dve prirubnice 11 koje se, za razliku od jezičaka 13 na slici 3, protežu duž cele dužine omega profila 12 i mogu se pogodno koristiti kao noseće površine 10 prema pronalasku. Levi poprečni nosač 5 samo se ubacuje u omega profil 12, dok se desni poprečni nosač 5 vodi kroz priključni otvor 14 koji je oblikovan na bočnoj površini stuba 4. Kao što se jasno može videti, dva poprečna nosača 5 mogu biti pričvršćena jedan iznad drugog za noseće površine 10 omega profila 12, koje su oblikovane u parovima. Konfigurisanjem nosećih površina 10 u parovima, u svakom slučaju na obe bočne površine poprečnog nosača 5, može se postići posebno stabilna veza, i time i posebno stabilna noseća struktura 3. Kao što slika 4 prikazuje, noseće površine 10 konfigurisane u parovima drže poprečni nosači 5 sa obe strane.

[0076] Prednost daljeg otelotvorenja prema pronalasku, koje predviđa da su poprečni nosači 5 projektovani da budu uži od stubova 4, vidljiva je i sa slike 3 i sa slike 4. Ova konfiguracija olakšava provlačenje poprečnih nosača 5 kroz otvore 14 stubova 4 i istovremeno zahvatanje sa obe strane nosećih površina 10 formiranih na stubovima 4, tj. Naročito spolja kao na slici 4.

[0077] Prema pronalasku, ili dva poprečna nosača mogu biti postavljena u priključni otvor 14, kao što je prikazano na slici 3, ili može biti postavljen samo jedan poprečni nosač, kao što je prikazano u primernom otelotvorenju na slici 4. Kao što slika 4 prikazuje, dodatni poprečni nosač 5 uz prvi poprečni nosač 5 smešten u priključni otvor 14 može se postaviti na stranu stuba 4 nasuprot priključnog otvora 14, specifično bez upotrebe potisnog otvora 14, prvenstveno pomoću nosećih površina 10 formiranih na stubu koje su oblikovane prirubnicama 11 na slici 4. Takva konfiguracija je vrlo korisna, na primer, za prilagođavanje različitim visinama na neravnom terenu.

[0078] Na primer, otelotvorenje prikazano na slici 3 može se opciono protumačiti tako da je stub 4, ili barem njegov noseći segment 8, oblikovan pomoću profila 12 sa osnovnim oblikom u obliku slova C ili U, i slobodni krajevi profila 12 u slučaju oblika slova U smatrali bi se prirubnicama 11. Poželjno je, međutim, da su prirubnice 11, koje su predviđene da služe kao noseće površine 10, projektovane prema pronalasku kao što je prikazano na slici 4, tj.

Prirubnice 11 poželjno vode u smeru poprečnog nosača 5. Ovaj dizajn omogućava ravno nošenje poprečnih nosača 5. Omega profil 12 stuba 4, prikazan na slici 4, takođe se može shvatiti kao profil 12 sa osnovnim oblikom u obliku slova C, gde su prikazane noseće površine 10 na krajevima ovog profila 12 konfigurisane kao prirubnice 11.

[0079] Kao što je već naznačeno na slici 2, FN moduli 2 su poželjno pričvršćeni prema pronalasku na poprečne nosače 5, gde je moguće da se u tu svrhu pruže noseći elementi 15 prikazani na slici 2.

[0080] Slika 5 prikazuje alternativno otelotvorenje prema pronalasku, u kom su na poprečnim nosačima 5 predviđeni žljebovi 16 za prihvatanje i nošenje FN modula 2. Kao što je prikazano na slici 5, generalno je poželjno prema pronalasku ako su segmenti žljebova 16 nasuprot jedan drugom i/ili leže u zajedničkoj ravni. Zbog ove konfiguracije, FN moduli 2 mogu se centralno poravnati u odnosu na noseću strukturu 3. Useci 24 prema pronalasku na donjoj strani poprečnog nosača 5 mogu se takođe jasno videti na slici 5. Ovi useci 24 minimizuju bacanje senke na donji FN modula 2 od strane poprečnog nosača 5.

[0081] Slika 6 prikazuje detaljan poprečni presek kroz noseći element prema pronalasku. Noseći element 15 umetnut je u priključni otvor 22 koji je oblikovan na donjoj strani poprečnog nosača 5, koji je oblikovan pomoću profila 21 u obliku slova U. U ovom slučaju, dodirna površina 18 je formirana na nosećem elementu 15, sa kojim noseći element 15 leži naslonjen na unutrašnju stranu poprečnog nosača 5. Poprečno zašiljen deo 17, koji je formiran na nivou dodirne površine 18, postiže efekat da se noseći element 15 može umetnuti u priključni otvor 22 do definisane dubine umetanja. Ovim se postiže, između ostalog, da se aktivne površine 9 dva FN modula 2 mogu montirati na određenoj udaljenosti od poprečnog nosača 5, tako da se naročito može efikasno izbeći bacanje senke. Kao što se jasno može videti na slici 6, ivice fotonaponskih modula 2 umetnute su u dva međusobno suprotna segmenta žljebova 16 nosećeg elementa 15. Dubina umetanja je precizno izabrana tako da aktivne površine 9 FN modula 2 nisu pokrivene ili pod senkom nosećeg elementa 15 i/ili poprečnog nosača 5 do određenog upadnog ugla.

[0082] Karakteristike nosećeg elementa 15 prema pronalasku, koje su upravo objašnjene, takođe su ponovo jasno ilustrovane u prikazu iz perspektive na slici 7. Konkretno, sa slike 7 se vidi da noseći elementi 15 poželjno drže FN module 2 sa obe strane kako bi se osiguralo bezbedno postavljanje. U tu svrhu je već dovoljno da noseći elementi 15 drže FN module sa obe strane samo duž određenog ivičnog segmenta, kao što je prikazano na slici 7.

[0083] Slike 8 i 9 ilustruju dalji centralni aspekt predmetnog pronalaska, naime raspored aktivnih površina 9 od FN modula 2 na udaljenosti od stubova 4 i/ili poprečnih nosača 5. Kao što pogled odozgo na stub 4 na slici 8 prikazuje, aktivne površine 9 dva FN modula 2 raspoređena levo i desno od stuba 4 odmaknute su od stuba 4 tako da sunčeva svetlost doseže aktivnu površinu 9 pod određenim upadnim uglom bez bacanja senke od strane stuba 4.

Upadni ugao na slici 8 tačno odgovara uglu koji dva prikazana sunčeva zraka zatvaraju normalno (horizontalno na slici 8) na dotične aktivne površine 9.

[0084] Ako se pažljivije pogledaju dve suprotne strane dva FN modula 2, primetno je da aktivne površine 9 levo i desno od stuba nemaju jednaku udaljenost od stuba 4. Umesto toga, one su raspoređeni asimetrično udaljeni od njega. Nešto veće rastojanje između aktivne površine 9 FN modula 2 raspoređenog na vrhu na slici 8 znači da je bacanje senke na aktivnu površinu 9 za veće upadne uglove više isključeno za sunčevu svetlost iz južnih pravaca nego što je to slučaj sa FN modulom 2 postavljenim na dnu na slici 8, za sunčevu svetlost iz severnih pravaca. Drugim rečima, na južnoj ivici FN modula 2, rastojanje između FN modula 2, tačnije njegove aktivne površine 9 i stuba 4, odabrano je nešto veće nego na njegovoj severnoj ivici, kao što to ilustruje slučaj sa dva FN modula 2 na slici 8.

[0085] Suprotno tome, slika 9 prikazuje kako se razdvajanjem aktivnih površina 9 dva ilustrovana FN modula 2 od poprečnog poprečnog nosača 5 prema pronalasku može sprečiti bacanje senke na aktivne površine 9. Pošto slika 9 prikazuje poprečni presek kroz horizontalno postavljen poprečni nosač 5, prikazani sunčani zrak pada ukoso odozgo i obično sa strane na donji FN modul 2. Razdvajanjem aktivne površine 9 donjeg FN modula 2 od poprečnog nosača 5, tako je definisan maksimalni upadni ugao, kao što je prikazano na slici 9, do kog sunčeva svetlost može da udari na aktivnu površinu 9 bez bacanja senke. Na slici 9, ovaj upadni ugao bi odgovarao uglu koji upadni sunčani zrak, predstavljen pomoću svoje projekcije na vertikalnu ravan preseka sa Slike 9, zatvara normalno sa aktivnom površinom 9 (horizontalno se proteže na slici 9). Stoga se podrazumeva da stvarni upadni ugao između sunčevog zraka i normalne upadne linije može generalno biti veći od ugla koji uključuje projekciju ovog zraka (ilustrovano na slici 9) u ravni preseka sa upadnim uglom.

[0086] U retkom slučaju FN modula prikazanih na slici 9, gde je upadni ugao aktivnih površina usmeren je pravo u smer sunca, upadni ugao prikazan sunčevim zrakom na slici 9 odgovarao bi položaju sunca, tj. visini sunca iznad horizonta, mereno u stepenima. Međutim, po pravilu sunčeva svetlost pada na FN module pod uglom sa strane, tako da se položaj sunca i upadni ugao međusobno razlikuju. Dva sunčeva zraka prikazana na slici 8 takođe padaju ukoso sa boka na FN module 2, s tim što su projekcije ovih zraka takođe prikazane ovde u ravni horizontalnog preseka sa slike 8.

[0087] U otelotvorenju prikazanom na slici 9, prema pronalasku se takođe može pružiti asimetrični razmak FN modula od poprečnog nosača 5. Na primer, bilo bi poželjno prema pronalasku pomeriti gornji FN modul 2, tačnije njegovu aktivnu površinu 9, bliže poprečnom nosaču 5. To bi, najpre, smanjilo maksimalnu ukupnu visinu noseće strukture 3, i time i efektivno opterećenje vetrom; potom, može se sprečiti bacanje senke na gornju aktivnu površinu 9 od strane poprečnog nosača 5 ispod, jer sunčeva svetlost uvek koso pada odozgo na FN module 2. Prema pronalasku, gornji FN modul 2 bi se prema tome mogao pomeriti blizu poprečnog nosača 5 sve dok aktivna površina 9 jednostavno ne bude prekrivena poprečnim nosačem 5.

[0088] Konačno, slika 10 objašnjava dalja otelotvorenja fotonaponskog sistema 1 prema pronalasku, posebno razmak prema pronalasku za redove 20 od FN sistema 1. Kao što je već prikazano na slikama 1 i 2, FN moduli 2 prema pronalasku mogu sa nosećom strukturom 3 suštinski da obrazuju ravan. Za efikasnu upotrebu površine, prema pronalasku, FN moduli 2, kako je prikazano na slici 10, raspoređeni su u redove 20 na razmaku jedan od drugog. FN moduli 2 u redu 20 tako takođe u osnovi čine ravan, gde ova ravan može biti posebno orijentisana u pravcu sever-jug, kao što je slučaj na slici 10. Dakle, u slučaju sunčevog zraka koji ulazi iz zapadnog pravca (dolazi s leve strane na slici 10), može se desiti situacija prikazana na slici 10, tj. da je delimično na područje reda 20 (ovde donji FN moduli desnog reda 20) bačena senka od strane susednog reda 20 (ovde levi red 20).

[0089] Kao što prikazuju dva sunčeva zraka na slici 10, bacanje senke se povećava što je niži položaj sunca. Zbog toga je poželjna konfiguracija prikazana na slici 10, u kojoj je rastojanje, označeno sa B, između dva reda 20 više od tri puta veće od maksimalne visine aktivne površine 9 FN sistema 1. Na slici 10, ova maksimalna visina tačno odgovara vertikalnoj udaljenosti A, koja definiše rastojanje između najviše i najniže tačke, u svakom slučaju unutar aktivnih površina 9 reda 20 levo. Kao što prikazuje gornji sunčev zrak na slici 10, veliko horizontalno rastojanje B izabrano prema pronalasku između dva reda 20 osigurava da samo deo desnog reda 20 bude pod senkom čak i kada je položaj sunca nizak, tako da barem gornje aktivne površine 9 desnog reda 20 na slici 10 mogu se i dalje koristiti za proizvodnju električne energije.

[0090] Naredna prednost razmaka redova 20 FN sistema 1 je otvoren prostor za obradu 19 koji je stvoren između redova, jer se on može koristiti, na primer, za poljoprivredu. U tu svrhu, pronalazak naročito omogućava da se prostor za obradu 19 naznačen na slici 10 učini širinom B upotrebljivim tako što će se prostor 25 osloboditi u svakom redu između stubova 4 i između najnižeg poprečnog nosača 5 noseće strukture 3 i površine zemlje. Činjenica da su FN moduli 2 tako raspoređeni najmanje na visini C iznad zemlje (pogledati sliku 10) može, najpre, sprečiti da se oštete kada se obradivi prostor 19 koristi u poljoprivredne svrhe. Potom, ova konfiguracija naročito u velikoj meri sprečava da se na donje aktivne površine 9 od FN sistema baca senka od strane vegetacije ili zasada u otvorenom prostoru za obradu 19.

Slobodni prostor 25 tako stvara neophodne preduslove za poljoprivrednu upotrebu otvorenog prostora za obradu 19 bez značajnih gubitaka u proizvodnji električne energije.

[0091] Prednosti podele FN sistema prema pronalasku na električne vodove 21 postavljene jedan iznad drugog mogu se takođe razumeti na osnovu slike 10. To je zato što je donji vod 21 desnog reda 20 na slici 10 električno odvojen od gornjeg voda 21 desnog reda 20 na slici 10, tj. posebno je dodeljen odvojenom ulazu konvertera, bacanje senke na donji red 21 ne može uticati na struju koju proizvodi gornji red 21. Na analogan način, efekat delimičnog bacanja senke na gornji FN modula 2 desnog reda 20 na slici 10 mogao bi se minimizovati prema pronalasku tako što ovaj FN modul 2 ima dva horizontalna električna voda postavljena jedan iznad drugog, formirana, na primer, od dve električno odvojene aktivne površine 9 u okviru FN modula 2.

[0092] Konačno, slike 11 i 12 prikazuju poprečni presek gornjeg i donjeg poprečnog nosača 5, od kojih je svaki predstavljen šrafiranim površinama, noseće strukture 3 prema pronalasku. Ovde su dvostrani FN moduli 2 okačeni na noseću strukturu 3 na takav način da se oko osa rotacije 24 mogu okretati, kako je prikazano dvostrukim strelicama, čim na FN module 2 deluje značajno opterećenje vetrom. Osa rotacije 24 se poželjno proteže približno paralelno sa poprečnim nosačima 5. Prema pronalasku, može biti korisno ako se rotaciono okretanje FN modula 2 priguši dodatnim uređajem.

[0093] U otelotvorenju prikazanom na slici 11, ispod gornjeg pravougaonog poprečnog nosača 5 nalazi se noseći element 15, koji okružuje FN modul 2 sa obe strane i zauzvrat je pričvršćen za gornji poprečni nosač 5 tako da se može rotirati oko ose rotacije 24.

[0094] U otelotvorenju prikazanoj na slici 12, međutim, poprečni nosači 5 su konfigurisani sa okruglom spoljnom konturom, tako da noseći element 15, koji drži FN modul 2, može obuhvatati poprečni nosač 5 u prstenu i tako se rotirati zajedno sa FN modulom 2 oko ose rotacije 24, formirane od centralne ose gornjeg poprečnog nosača 5.

[0095] Ukratko, za ekonomičnu i energetski efikasnu upotrebu fotonaponskog sistema 1 sa uspravnim, posebno dvostranim, FN modulima 2, i posebno kako bi se u velikoj meri izbeglo bacanje senke na FN modul 2, predlaže se noseća struktura 3 koja je vrlo jednostavna za izradu i postavljanje, gde se navedena noseća struktura konstruiše sa vertikalnim stubovima 4 koji su povezani jedan sa drugim na mestima preseka, i sa horizontalnim poprečnim nosačima 5 tako da se pravougaona područja za montiranje 6 mogu pružiti za pojedinačne FN module 2, gde su stubovi 4 i poprečni nosači 5 poželjno formirani na način sa uštedom materijala pomoću zajedničkih profila 12, 21, i gde podela stubova 4 na dva međusobno povezana segmenta 7, 8 u velikoj meri olakšava montažu.

Spisak referentnih brojeva

[0096]

1 Fotonaponski sistem

2 FN modul

3 Noseća struktura

4 Stub

5 Poprečni nosač

Područje za montiranje

Segment za pričvršćivanje

Noseći segment

(Gornja) aktivna površina

' (Donja) aktivna površina

0 Noseće površine

1 Prirubnica

2 Profil stavke 4

3 Jezičak

4 Otvor, posebno priključni otvor, stavke 4 (za 5) 5 Noseći elementi

6 Segment žljebova

7 Poprečno zašiljenje

8 Dodirna površina

9 Otvoren obradivi prostor

0 Red

1 Profil stavke 5

2 Otvor, posebno priključni otvor, stavke 5 (za 15) 3 Usek

4 Osa rotacije

5 Otvoren prostor

Claims (15)

Patentni zahtevi

1. Fotonaponski (FN) sistem (1) koji ima

- mnoštvo dvostranih FN modula (2) koji su postavljeni uspravno na noseću strukturu (3),

- pri čemu noseća struktura (3) ima mnoštvo stubova (4) koji su osigurani, konkretnije usidreni, na ili u zemlju,

- pri čemu su poprečni nosači (5) pričvršćeni za stubove (4), gde navedeni poprečni nosači u svakom slučaju povezuju dva susedna stuba (4), i

- pri čemu po dva stuba (4) i dva poprečna nosača (5) definišu značajno pravougaono područje za montiranje (6) na koje je postavljen najmanje jedan FN modul (2),

naznačen time,

– što su stubovi (4) podeljeni najmanje na segment za pričvršćivanje (7) koji je povezan sa zemljom i noseći segment (8) koji je povezan sa njim, i proteže se iznad segmenta za pričvršćivanje (7),

- što su i segment za pričvršćivanje (7) i noseći segment (8) konstruisani kao longitudinalni profil (12),

- što su nadalje na segmentu za pričvršćivanje (7) i nosećem segmentu (8) formirane odgovarajuće kontaktne površine, pri čemu dva segmenta (7, 8) odgovarajućeg stuba (4) naležu jedan na drugi na kontaktnim površinama i tako se preklapaju,

- što su kontaktne površine konstruisane ravno tako da su segment za pričvršćivanje (7) i noseći segment (8) u montiranom stanju postavljeni poleđinom na poleđinu i preklapanje između segmenta za pričvršćivanje (7) i nosećeg segmenta (8) konstruisano je tako da može da rotira, i

- što je noseći segment (8) konstruisan tako da se može pomerati duž uzdužnog pravca segmenta za pričvršćivanje (7).

2. Fotonaponski sistem (1) prema zahtevu 1, pri čemu odstupanja u visini segmenta za pričvršćivanje (7) mogu da se kompenzuju poravnavanjem nosećeg segmenta (8) u odnosu na segment za pričvršćivanje (7).

3. Fotonaponski sistem (1) prema zahtevu 1 ili 2, pri čemu su horizontalno susedni FN moduli (2) postavljeni odmaknuti jedan od drugog u vertikalnom smeru.

4. Fotonaponski sistem (1) prema jednom od prethodnih zahteva, pri čemu su aktivne površine (9) FN modula (2) raspoređene na udaljenosti od stubova (4) i/ili poprečnih nosača (5),

- naročito na takav način da se, barem do upadnog ugla od 20°, naročito poželjno barem do upadnog ugla od 30°, sprečava bacanje senke na aktivnu površinu (9) od strane stubova (4), i/ili se najmanje do upadnog ugla od 25°, poželjno najmanje do upadnog ugla od 30° ili čak 40° sprečava bacanje senke na aktivnu površinu (9) od strane poprečnih nosača (5).

5. Fotonaponski sistem (1) prema jednom od prethodnih zahteva, pri čemu su aktivne površine (9) FN modula (2) na međusobno suprotnim stranama postavljene asimetrično na udaljenosti od stubova (4) i/ili poprečnih nosača (5), i/ili

- pri čemu su FN moduli (2) okačeni na noseću strukturu (3) tako da se mogu okretati oko ose rotacije (24), koja se poželjno proteže približno paralelno sa poprečnim nosačima (5).

6. Fotonaponski sistem (1) prema jednom od prethodnih zahteva, pri čemu su na stubovima (4) formirane noseće površine (10), na koje se poprečni nosač (5) može ravno pričvrstiti,

- naročito u slučaju kad su noseće površine (10) konfigurisane kao prirubnice (11) na profilu (12) ) i/ili kao jezičci (13) na otvoru (14) u profilu (12).

7. Fotonaponski sistem (1) prema zahtevu 6, pri čemu su noseće površine (10) formirane u parovima kako bi zahvatile poprečni nosač (5), koji je gurnut između nosećih površina (10), sa obe strane, i/ili

- pri čemu su poprečni nosači (5) dizajnirani da budu uži od stubova (4), posebno uži od rastojanja između nosećih površina (10) formiranih u parovima.

8. Fotonaponski sistem (1) prema jednom od prethodnih zahteva, pri čemu su na stubovima (4) formirani priključni otvori (14) kako bi svaki od njih primio poprečni nosač (5) ili njegov kraj,

- posebno pri čemu je najmanje noseća površina (8) stuba (4) dizajnirana u obliku omega profila.

9. Fotonaponski sistem (1) prema zahtevu 8,

- pri čemu su dva poprečna nosača (5) smeštena u priključni otvor (14), ili

- pri čemu je samo jedan poprečni nosač (5) smešten u priključni otvor (14), dok je drugi poprečni nosač (5) pomoću nosećih površina (10) formiranih na stubu (4) postavljen na bočnoj strani stuba (4) koja leži nasuprot priključnog otvora (14) i nema priključni otvor (14),

- posebno kada su poprečni nosač (5) smešten kroz priključni otvor (14) i još jedan poprečni nosač (5) pričvršćeni na nosećoj površini (10).

10. Fotonaponski sistem (1) prema jednom od prethodnih zahteva,

- pri čemu stubovi (4) imaju profil (12) sa osnovnim oblikom u obliku slova C, u obliku slova U, u obliku slova Z ili u obliku slova S, barem u nosećem segmentu (8),

- posebno u slučaju da su dodatne noseće površine (10) dizajnirane kao prirubnice (11) na krajevima profila (12).

11. Fotonaponski sistem (1) prema jednom od prethodnih zahteva,

- pri čemu su FN moduli (2) pričvršćeni za poprečne nosače (5), i u tu namenu su predviđeni noseći elementi (15),

- poželjno pri čemu su noseći elementi (15) za tu namenu pruženi sa segmentima žljebova (16) na koje je ivica dotičnog FN modula (2) priključena ili se može priključiti,

- naročito poželjno pri čemu noseći element (15) ima dva suprotna segmenta žljebova (16).

12. Fotonaponski sistem (1) prema jednom od prethodnih zahteva, pri čemu poprečni nosači (5) imaju usek (23) na donjoj strani.

13. Fotonaponski sistem (1) prema zahtevu 11, pri čemu svaki od nosećih elemenata (15) ima poprečno zašiljenje (17) tako da se noseći element (15) može priključiti ili je priključen u priključni otvor (14), koji je formiran na poprečnom nosaču, do dubine koja je definisana kao dubina priključivanja,

- posebno pri čemu je dodirna površina (18) formirana na nosećem elementu (15), pomoću kog dodirna površina nosećeg elementa (15) leži ravno uz poprečni nosač (5).

14. Fotonaponski sistem (1) prema jednom od prethodnih zahteva, pri čemu ostaje slobodan otvoreni prostor (25) između tla i najnižeg poprečnog nosača (5), naročito gde otvoreni prostor (25) ima visinu od najmanje 50 cm, najmanje 60 cm ili najmanje 1 m,

- posebno pri čemu su redovi (20) FN sistema (1) raspoređeni na rastojanju na takav način da između redova (20) postoji otvoreni obradivi prostor širine najmanje 6 metara, najmanje 8 metara ili najmanje 10 metara.

15. Fotonaponski sistem (1) prema jednom od prethodnih zahteva,

- pri čemu FN moduli (2) suštinski čine ravan sa nosećom strukturom (3) i/ili

- pri čemu su FN moduli (2) raspoređeni u mnoštvu razmaknutih redova (20), pri čemu FN moduli (2) jednog reda (20) suštinski čine ravan i/ili

- pri čemu rastojanje između dva reda (20) je najmanje trostruka, poželjno najmanje četvorostruka, naročito poželjno najmanje petostruka maksimalna visina aktivne površine (9) FN sistema (1).