| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU1825071
СОНЯЧНИЙ ГЕНЕРАТОР. ПЕРЕТВОРЕННЯ СОНЯЧНОЇ ЕНЕРГІЇ В ЕЛЕКТРИЧНУ
Ім'я заявника: Фізико-енергетичний інститут
Ім'я винахідника: Бруст Г.П .; Візгалов А.В .; Купцов Г.А .; Курочкін Н.Ф .; Тоцкая М.Г .; Яригін В.І.
Дата початку дії патенту: 1990.04.04
Використання: перетворення сонячної енергії в електричну.
Мета: підвищення ККД генератора.
Суть винаходу: сонячний генератор містить теплоприемник, який виконаний у вигляді порожнього усіченого кульового сектора, на внутрішній поверхні сферичної частини якої ізольовано встановлені ТЕП, а зовнішня поверхня омивається теплоносієм від периферії до центру, при цьому теплосприймаючої поверхню емітерів розташована на уявній сфері, концентричної сферичної частини теплоприемника. Діаметри перетинів сферичних поверхонь теплоприемника і емітерів пов'язані співвідношенням 
- Діаметр перетину сферичної поверхні теплоприймача; 
- Діаметр перетину сферичної поверхні емітерів. Внутрішня порожнина теплоприемника заповнена нейтральним газом, наприклад аргоном, або вакуумована.
Позитивний ефект: генератор оптимізований по втратах електричної потужності, пов'язаних з видаленням непреобразованного в електричну енергію тепла, а й по тепловому полю емісійної поверхні ТЕП; забезпечує вимоги ремонтнопригодность.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до безпосереднього перетворення сонячної енергії в електричну. Сонячні генератори для перетворення сонячної енергії в електричну можуть знайти широке застосування в різних галузях народного господарства.
Мета винаходу підвищення коефіцієнта корисної дії шляхом забезпечення рівномірного розподілу теплового потоку на поверхні ТЕП.
На фіг.1 представлена схема сонячного генератора; на фіг.2 схема термоемісійного модуля (ТЕМ).
|
Сонячний генератор включає концентратор 1, в фокусі якого розташований ТЕМ 2. ТЕМ містить теплоприемник 3 у вигляді порожнього усіченого кульового сектора з діаметром перетину сферичної поверхні а З'єднання сферичної частини теплоприемника з встановленими на ній ТЕП з конічною частиною здійснено пайкою низькотемпературним припоєм, що дозволяє проводити при необхідності розбирання пристрою, тобто запропонована конструкція ремонтопригодна. |
діаметр перетину сферичної поверхні емітерів ТЕП 4, встановлених всередині теплоприемника на сферичної поверхні емітерів ТЕП 4, встановлених всередині теплоприемника на сферичної поверхні через шар 5 ізоляції. Поверхня 5 емітерів розташована на уявній сфері, концентричної поверхні а. Суміжні ТЕП з'єднані за допомогою перемичок 6 послідовно в електричний ланцюг, забезпечену по кінцях токовиводамі 7, виведеними ізольовано з теплоприемника для під'єднання до зовнішньої ланцюга. Внутрішня порожнина теплоприемника заповнена нейтральним газом, наприклад, аргоном, або вакуумована, для чого у вікно теплоприемника встановлено прозоре тіло 8, наприклад, кварцове скло. Зовнішня поверхня теплоприемника омивається охолоджувальною рідиною 8, наприклад, водою. ЗАПРОПОНОВАНИЙ ГЕНЕРАТОР працює наступним чином
Сонячна енергія, сфокусована концентратором 1, нагріває поверхню 5 емітерів ТЕП 4 до температури, при якій виробляється електрична енергія має економічно доцільну корисність. Послідовне з'єднання ТЕП за допомогою перемичок 6 дозволяє підвищити вихідну напругу на токовиводах 7 до заданої величини. Непреобразованная в електрику енергія через поверхню а теплообмінника передається охолоджуючої рідини 9, яка, в свою чергу, передає її зовнішньому середовищі, наприклад, нагріває воду другого контуру.
У заявленій вирішенні введено обмеження на діаметр перетину сферичної поверхні теплоприймача d сп, який дорівнює (2-3) діаметрами перетину сферичної поверхні емітерів 
для вирішення протиріччя між необхідністю збільшення d сп для виключення скипання охолоджуючої води і виникають при цьому втратами електроенергії, що виробляється за рахунок зростаючої екранування сонячних променів сферичної частиною теплообмінника.
Зі збільшенням d сп збільшується охлаждаемая поверхню а, при цьому знижується величина питомої теплового потоку і ймовірність скипання води. Одночасно збільшується екранування дзеркала концентратора, що зменшує відбитий потік променів і, отже, ККД сонячного генератора.
Зазначений діапазон кордонів d сп пояснюється діапазоном коефіцієнта тепловіддачі (200-600 Вт / см 2) для природної конвекції в воді. Для виключення бульбашкового кипіння води температура теплоотдающей поверхні а повинна бути 100-125 о С.
Розрахункова оцінка сонячного генератора електричною потужністю 1 кВт показує оптимальне значення співвідношення 
(З урахуванням зазначеного діапазону коефіцієнта тепловіддачі в воді для природної конвекції).
Таким чином, мета винаходу підвищення ККД шляхом забезпечення рівномірного розподілу теплового потоку на поверхні ТЕП досягається за рахунок розташування сприймає енергію сонця поверхні емітерів на уявній сфері, що, практично, виключає втрати тепла в фокусній плямі за рахунок крайового ефекту властивого для плоских поверхонь, і виконання теплоприемника у вигляді порожнього усіченого кульового спектра сферична частина якого концентрично уявній сфері розташування емітерів, омивається зовні теплоносієм від периферії до центру для знімання тепла від ТЕП, встановлених на внутрішній поверхні. При цьому, діаметру перетинів сферичних теплоотдающей (d сп) і теплосприймаючої ( ) Поверхонь пов'язані співвідношенням 
Обрана форма теплоотдающей поверхні теплоприймача дозволяє забезпечити природну конвекцію води і її спрямований рух від периферії до центру, що трохи підвищує ККД перетворювача за рахунок виключення електроприводу насоса для примусової конвекції води або зменшення часу його роботи.
Пропонований сонячний генератор має наступні переваги:
- оптимізований по втратах електричної потужності, пов'язаних з видаленням непреобразованного в електричну енергію тепла; оптимізований по тепловому полю емісійної поверхні ТЕП; забезпечує вимоги ремонтопридатності.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
СОНЯЧНИЙ ГЕНЕРАТОР, що містить концентратор енергії, у фокусі якого розташований теплообмінник з розміщеними всередині послідовно з'єднаними електродами термоемісійних перетворювачів (ТЕП), і систему охолодження останніх, що відрізняється тим, що, з метою підвищення ККД шляхом забезпечення рівномірного розподілу теплового потоку на поверхні ТЕП, теплоприемник виконаний у вигляді порожнього усіченого кульового сектора, на внутрішній поверхні сферичної частини якого ізольовано встановлені ТЕП, а зовнішня поверхня омивається теплоносієм від периферії до центру, при цьому теплосприймаючої поверхню емітерів розташована на уявній сфері, концентричної частини теплоприемника.
Генератор по п. 1, який відрізняється тим, що діаметри перетинів сферичних поверхонь теплоприемника і емітерів пов'язані співвідношенням
,
де d сп - діаметр перетину сферичної поверхні теплообмінника; - - Діаметр перетину сферичної поверхні емітерів.
Генератор по пп. 1 і 2, що відрізняється тим, що внутрішня порожнину теплоприемника заповнена нейтральним газом, наприклад аргоном, або вакуумована.
Версія для друку
Дата публікації 31.10.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.