Разработка конструкции мобильной солнечной электростанции

Цель работы - разработка конструкции мобильной солнечной электростанции с автоматическим двухосевым позиционированием солнечных элементов. Разработан алгоритм функционирования мобильной солнечной электростанции. Спроектирована конструкция блока управления системой позиционирования солнечных элементов. Исследования и разработка твердотельной модели мобильной солнечной электростанции выполнялись при помощи системы автоматизированного проектирования SolidWorks. Оптимизация конструкции солнечной электростанции проводилась при помощи компьютерных инженерных исследований. Оптимизация конструкции деталей выполнялась методом генеративного проектирования. Оптимизация компоновки блока управления выполнялась по результатам исследований тепловых процессов, происходящих при установившемся режиме функционирования, при помощи исследовательского модуля Flow Simulation SolidWorks. Установлено, что естественное воздушное охлаждение электронного блока управления мобильной солнечной электростанции, при данной компоновке элементов, является оптимальным и достаточным для обеспечения его эксплуатации в климатической зоне В1. Конструктивное исполнение корпуса блока управления обеспечивает степень защиты IP 66. Исследовано влияние ветровой нагрузки на прочностные характеристики несущих конструкций. Установлены зоны повышенного давления, турбулентности, величина эквивалентных напряжений и деформаций в несущих конструкциях при воздействии ветра скоростью до 8 баллов (15 м/с) по шкале Бофорта. Определены конструктивное исполнение и материалы несущих конструкций мобильной солнечной электростанции с учетом обеспечения минимальных массогабаритных параметров, прочностных характеристик и удобства транспортировки. При помощи генеративного проектирования проведен топологический анализ несущих элементов мобильной солнечной электростанции, что позволило снизить их массу на 30 %, сохранив при этом необходимую расчетную прочность.

1. Twidell J., Weir T. Renewable Energy Resources. London: Routledge London; 2015.

2. Германович В., Турилин А. Альтернативные источники энергии. СПб.: Наука и техника, 2011.

3. Durisch W., Struss O., Kai R. Efficiency of selected photovoltaic modules under varying climatic conditions. Renewable energy - the energy for the 21st century: Proc. of VI World renewable energy congress. Brighton, Great Britain, 2000: 779-788.