| 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 RU2141606
СОНЯЧНА ЕНЕРГЕТИЧНА УСТАНОВКА
Ім'я заявника: Агропромислова корпорація альтернативного землеробства "Російський селянин"
Ім'я винахідника: Воробйов Р.Н .; Огнєва Є.Г .; Івлієв С.А .; Прохорова З.П .; Федоров В.А.
Ім'я патентовласника: Агропромислова корпорація альтернативного землеробства "Російський селянин"
Адреса для листування: 143900, Московська обл., Балашиха-8, ул.Ю.Фучіка, б.7, кв.14, Огневой Є.Г.
Дата початку дії патенту: 1996.06.20
Винахід відноситься до перетворення потоку сонячного випромінювання в електричну енергію, необхідну для живлення різних споживачів: космічних кораблів, фермерських та індивідуальних селянських господарств, індивідуальних будівель, транспортних засобів різного призначення і т.п. У сонячної енергетичної установки, яка містить приймач випромінювання з фокусирующими пристроями 1, напівпровідникові перетворювачі 2 з струмоприймачами 3, що подають електроенергію споживачеві 4, система охолодження перетворювачів 2 виконана у вигляді замкнутого контуру з випарником-парогенератором 5, насосом 7 і радіатором 6. У контурі встановлена парова турбіна 8, поєднана з електрогенератором 9. замість турбіни може бути використаний паровий двигун, а замість окремих турбіни і електрогенератора - турбогенератор або термоелектрогенератор. Струмоприймачі 10 зазначеного пристрою з'єднані з струмоприймачами перетворювачів, що дозволяє підвищити ККД установки.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до області перетворення потоку сонячного випромінювання в електричну енергію і може бути використано для електроживлення різних споживачів: космічних кораблів, фермерських господарств, індивідуальних будівель, транспортних засобів різного призначення і т.п.
Відомі сонячні енергетичні установки з фокусуванням випромінювання на напівпровідниках, системою їх охолодження і отриманням електроенергії (див. SU, авт. Св. N 868109, М. кл. F 03 G 7/02, H 01 L 31/00, 1981).
Використання таких установок дозволяє підвищити щільність випромінювання на напівпровідникових перетворювачах, отримати більшу питому потужність і знизити питому вартість установки. Застосування в цих установках системи охолодження напівпровідників, інтенсивно нагріваються випромінюванням і омічним теплом, що виділяється струмом, що протікає, дозволяє забезпечити їх надійну роботу за рахунок відведення тепла в навколишній простір.
Однак при цьому марно втрачається теплова енергія, втрати досягають 88% для кремнієвих елементів і 76% для арсенід-галієвих перетворювачів.
Відома і сонячна енергетична установка (СЕУ), що містить приймач випромінювання з фокусирующими пристроями, напівпровідникові перетворювачі з виходом електроенергії споживачу і системою їх охолодження (див., Наприклад, заявку ФРН N 2750679, М. кл. H 01 L 31/00, 1979) .
До недоліків відомої СЕУ можна віднести ті ж, що і вищеописані.
Завданням винаходу є корисне використання цих втрат.
В результаті вирішення зазначеного завдання може бути отриманий технічний результат, що виражається в підвищенні щільності випромінювання на перетворювачах, збільшенні питомої потужності, зниження вартості установки і підвищення ККД.
Зазначений технічний результат досягається тим, що в сонячної енергетичної установки, яка містить приймач випромінювання з фокусирующими пристроями та напівпровідникові перетворювачі з струмоприймачами, відповідно до винаходу система охолодження перетворювачів виконана у вигляді замкнутого контуру з випарником-парогенератором, насосом і радіатором, при цьому в зазначеному контурі змонтовано пристрій для перетворення теплової енергії в електричну, струмоприймачі якого приєднані до струмоприймачів напівпровідникових перетворювачів. Пристрій для перетворення теплової енергії в електричну може бути виконано у вигляді парової турбіни, з'єднаної з електрогенератором. Можливе використання замість парової турбіни парового двигуна або термоелектрогенераторов.
З рівня техніки відомі СЕУ, а й сонячні електростанції, в яких за допомогою системи дзеркал сонячні промені збираються в пучки і направляються на паровий котел. Пара, що утворилася використовується для приводу турбогенератора. Замість парового котла іноді використовують термоелектрогенератор. У даних установках використовується цикл паровий котел - турбіна - генератор (див. Політехнічний словник. - М .: Радянська енциклопедія. - 1977. - с.461. І Радянський енциклопедичний словник. - М .: Радянська енциклопедія. - 1989. - С. тисяча двісті п'ятьдесят три).
Слід однак зауважити, що відомі установки дозволяють отримати тільки основну електроенергію. А в заявляється винахід привід турбіни здійснюється за допомогою відвідного тепла в системі охолодження перетворювачів і за рахунок цього вдається отримати додаткову електроенергію, яка разом з основною підвищує ефективність установки. Це є принциповим моментом в пропонованому винаході.
З рівня техніки і відома СЕУ, в якій поряд з сонячними батареями використовується вітровий двигун (див. SU, авт.св. N 1687113, F 03 D 9/02, 1991). Сонячна енергетична установка виробляє днем електроенергію і передає струм на статичний перетворювач, а вітровий двигун (ВД) виробляє електроенергію при наявності вітру як вдень, так і вночі і передає її на статичний перетворювач. СЕУ і ВД можуть працювати як спільно, так і окремо.
У заявленій винахід додаткове джерело електроенергії виконано іншим чином, ніж та в відомому пристрої.
Таким чином, з рівня техніки послідовності з'єднання (зв'язку) відомих елементів і їх конструктивного виконання не виявлено. Тому можна зробити висновок про новизну заявляється СЕУ і її відповідність рівню винахідництва. Що ж стосується промислової застосовності, то вона буде очевидна з приводиться нижче опису роботи СЕУ.
Суть винаходу пояснюється кресленням, на якому зображена схема сонячної енергетичної установки.
Установка містить фокусують пристрою 1, напівпровідникові перетворювачі 2 з струмоприймачами 3, з'єднаними зі споживачем 4. Перетворювачі 2 охолоджуються за допомогою вбудованого в них випарника-парогенератора 5, в замкнутий контур якого з радіатором 6 вмонтовані електронасос 7 подачі рідини і парова турбіна 8. Замість останньої може бути використаний паровий двигун. Парова турбіна 8 з'єднана з електрогенератором 9, струмоприймачі 10 якого приєднані до струмоприймачів 3 напівпровідникових перетворювачів 2. Таким чином електрогенератор 9 працює одночасно з напівпровідниковими перетворювачами 2. Замість парової турбіни і електрогенератора можливе використання турбогенератора або термоелектрогенераторов.
ЕНЕРГЕТИЧНА УСТАНОВКА працює наступним чином
Сонячне випромінювання фокусується пристроями 1 на напівпровідникових перетворювачах 2, якими виробляється струм, що йде через струмоприймачі 3 споживачеві і живиться електронасос 7, який подає рідке робоче тіло (вода, ефір, аміак і т.п.) в випарник-парогенератор 5, який відводить тепло від перетворювачів 2, що витрачається на випаровування рідкого робочого тіла і перегрів пара (при необхідності). Пара подається до турбіни 8 (паровому двигуну або турбогенератора, або термоелектрогенераторов), яка обертає електрогенератор 9, і працює на споживач 4 електроенергії, як і напівпровідникові перетворювачі 2.
Після розширення на турбіні (в двигуні) відпрацьований пар конденсується в радіаторі 6 в рідину, яка знову подається насосом 7 в випарник-парогенератор 5 і т.д.
При розширенні, наприклад, насиченої водяної пари при температурі 200 o C його адіабатне робота становить 26% від тепла, відведеного від напівпровідникового перетворювача, якщо температура сконденсованої рідини становить 50 o C, що відповідає 82% від ККД ідеального циклу Карно. Якщо втрати адіабатною роботи в турбіні становлять 35%, то буде отримано ефективний ККД перетворення теплової енергії 17%.
Найбільш придатними напівпровідниковими перетворювачами для t = 200 o C є арсенід-галієвих, що витримують таку температуру (для кремнієвих елементів t = 50 o C).
При ККД їх перетворювача 24% сумарний ККД енергоустановки складе до 37%:
що в 1,54 рази вище ККД одного напівпровідникового перетворювача. При цьому питома потужність на кв.м приймача енергоустановки і підвищується в 1,54 рази.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
- Сонячна енергетична установка, яка містить приймач випромінювання з фокусирующими пристроями, напівпровідникові перетворювачі з струмоприймачами і систему охолодження перетворювачів, що відрізняється тим, що система охолодження перетворювачів виконана у вигляді замкнутого контуру з випарником - парогенератором, насосом і радіатором, при цьому в зазначеному контурі змонтовано пристрій для перетворення теплової енергії в електричну, струмоприймачі якого приєднані до струмоприймачів напівпровідникових перетворювачів.
- Установка по п.1, що відрізняється тим, що пристрій для перетворення теплової енергії замкнутого контуру охолодження напівпровідникових перетворювачів виконано у вигляді парової турбіни, з'єднаної з електрогенератором.
- Установка по п.1, що відрізняється тим, що пристрій для перетворення теплової енергії замкнутого контуру охолодження напівпровідникових перетворювачів виконано у вигляді парового двигуна, з'єднаного з електрогенератором, або термоелектрогенераторов.
Версія для друку
Дата публікації 19.11.2006гг
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.