Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Design of a folding guide with electric drive for photovoltaic awning

Piotr Węgorzewski

Abstract

The purpose of the thesis was to design a guide, that can be folded using an electric drive and a system of guide carriers cooperating with this guide for use in the design of a photovoltaic awning. At the outset, the idea of constructing an awning made of solar cell segments is introduced and it is justified, why guide has to be a part of it. The next part indicates detailed technical requirements. The basic ones are concerning the minimum length of the guide, the expected time of folding, the dimensions of photovoltaic segments cooperating with it and resistance to atmospheric conditions. In the next chapter five possible concepts of folding guides with their pros and cons are presented and the one accepted for implementation is chosen - a guide consisting of two rigid segments connected with joints. A functional diagram of this solution is presented. In the next chapter, a list of proposed solutions for single blocks of the functional diagram is presented and the advantages and disadvantages of each of them in relation to the previously set requirements are presented. Solutions chosen for implementation are chosen, including the most key ones: - folding mechanism of the guide, in which the first segment is rotated using a stepper motor through a worm gear, while the second one using a pull rod fixed to the awning frame, - drive system of guide carriers in which constantly connected photovoltaic segments are moved along the guide thanks to a connection with a rotating drive wheel located in the solar panels storage located by the wall on which the device is mounted, - track of the guide made of extruded aluminum profiles adapted to cooperate with rolling trolleys of solar panel guide carriers. The choice of these solutions is justified, taking into account the possibilities of cooperation between single functional blocks and the kinematic diagram of the device is made. The sixth chapter presents basic calculations concerning the kinematics and dynamics of the designed guide, calculations concerning the force reactions while it is in motion and the required rotational speeds, powers and torques of used drives. In the seventh chapter the design of the guide is described. It presents the basic constrains in the device, the method of cooperation of components and the selection of motors, gears, couplings and bearings for use in the device. The results of the strength analysis of the most loaded structures - guide and joints are also shown.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Piotr Węgorzewski (FM) Piotr Węgorzewski,, Faculty of Mechatronics (FM)
Title in Polish
Projekt rozkładanej prowadnicy z napędem elektrycznym do markizy fotowoltaicznej
Supervisor
Karol Bagiński (FM/IMPh) Karol Bagiński,, The Institute of Micromechanics and Photonics (FM/IMPh)Faculty of Mechatronics (FM)
Certifying unit
Faculty of Mechatronics (FM)
Affiliation unit
The Institute of Micromechanics and Photonics (FM/IMPh)
Study subject / specialization
, Mechatronika
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
05-02-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Karol Bagiński (FM/IMPh) Karol Bagiński,, The Institute of Micromechanics and Photonics (FM/IMPh)Faculty of Mechatronics (FM) Danuta Jasińska-Choromańska (FM/IMPh) Danuta Jasińska-Choromańska,, The Institute of Micromechanics and Photonics (FM/IMPh)Faculty of Mechatronics (FM)
Keywords in Polish
markiza, fotowoltaika, prowadnica
Keywords in English
awning, photovoltaics, guide
Abstract in Polish
Celem pracy było opracowanie konstrukcji prowadnicy z możliwością jej złożenia za pomocą napędu elektrycznego oraz współpracującego z nią systemu prowadników do zastosowania w konstrukcji markizy fotowoltaicznej. Na wstępie przybliżona została idea budowy markizy złożonej z segmentów z ogniwami słonecznymi oraz uzasadniono potrzebę skonstruowania rozkładanej prowadnicy do takiej markizy, określony został zakres pracy.. W kolejnej części wskazano szczegółowe wymagania techniczne. Podstawowe z nich dotyczyły minimalnej długości prowadnicy, przewidywanego czasu jej rozkładania, wymiarów współpracujących z nią segmentów fotowoltaicznych oraz odporności na warunki atmosferyczne. W następnym z rozdziałów przedstawiono pięć możliwych koncepcji rozkładania prowadnic, zaprezentowano ich wady i zalety oraz wybrano rozwiązanie przyjęte do realizacji - prowadnicę składającą się z dwóch sztywnych segmentów połączonych przegubowo. Przedstawiono schemat funkcjonalny tego rozwiązania.. W kolejnym rozdziale wykonano spis proponowanych rozwiązań dla poszczególnych bloków funkcjonalnych schematu, przedstawiono zalety i wady każdego z nich w odniesieniu do postawionych wcześniej wymagań. Wybrano rozwiązania przyjęte do realizacji, w tym te najbardziej kluczowe: - mechanizm składania prowadnicy, w którym pierwszy jej segment obracany jest z użyciem silnika skokowego poprzez przekładnię ślimakową, natomiast drugi za pomocą cięgła mocowanego do ramy markizy, - układ napędowy prowadników, w którym stale połączone ze sobą segmenty fotowoltaiczne przemieszczane są wzdłuż prowadnicy poprzez współpracę prowadników z obracającym się kołem zabierakowym znajdującym się w magazynie na segmenty fotowoltaiczne umieszczonym przy ścianie, na której urządzenie jest montowane, - wykonanie bieżni prowadnicy w formie wytłaczanych profili aluminiowych przystosowanych do współpracy z wózkami tocznymi prowadników segmentów fotowoltaicznych. Uzasadniono wybór tych rozwiązań, uwzględniając możliwości współpracy pomiędzy kolejnymi blokami funkcjonalnymi oraz przedstawiono schemat kinematyczny urządzenia. Rozdział szósty przedstawia podstawowe obliczenia dotyczące kinematyki i dynamiki ruchu elementów projektowanej prowadnicy, założenia i obliczenia dotyczące działających w trakcie jej pracy sił oraz wymaganych prędkości obrotowych, mocy i momentów obrotowych w zastosowanych napędach. Siódmy z rozdziałów poświęcony jest opisowi konstrukcji projektowanej prowadnicy. Zaprezentowane w nim zostały podstawowe węzły konstrukcyjne urządzenia, ukazany sposób współpracy poszczególnych podzespołów oraz przeprowadzony dobór elementów handlowych takich jak silniki, przekładnie, sprzęgła czy łożyska do zastosowania w rozważanym urządzeniu. Pokazano również wyniki analizy wytrzymałościowej newralgicznych, najbardziej obciążonych elementów konstrukcji - profili prowadnicy oraz przegubów.
File
  • File: 1
    Piotr_Węgorzewski_-_praca_inżynierska.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 31629

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTc1d21fcb726d4eda965f8e5af23f872a/
URN
urn:pw-repo:WUTc1d21fcb726d4eda965f8e5af23f872a

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page