| 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 RU2170852
СОНЯЧНА ЕНЕРГЕТИЧНА УСТАНОВКА
Ім'я винахідника: Коровкін Сергій Вікторович
Ім'я патентовласника: Коровкін Сергій Вікторович
Адреса для листування: 123368, Москва, а / с 84, щитів А.А.
Дата початку дії патенту: 2000.03.20
Винахід призначений для генерування електричного струму з використанням енергії сонячного випромінювання як джерело теплового випромінювання. Сонячна енергетична установка містить приймач променевої енергії з робочим середовищем, електрогенератор, конденсатор відпрацьованого робочого тіла і парогазову турбіну. На одній осі з турбіною розміщені газовий компресор і електрогенератор. Приймач променевої енергії виконаний у вигляді басейну, заповненого робочим тілом і герметично закритого прозорим покриттям. В басейні розташовано тверде тіло, що поглинає променисту енергію. Обсяг над басейном трубопроводом з'єднаний з парогазової турбіною. Обсяг басейну з робочим тілом з'єднаний трубопроводом з конденсатором, а обсяг над робочим тілом і обсяг газового конденсатора за допомогою трубопроводів з клапанами з'єднані з атмосферою. Установка дозволяє отримувати електроенергію за відсутності сонячного випромінювання.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до галузі енергетики, а саме до області використання сонячної енергії, і може бути застосовано при генеруванні електричного струму з використанням енергії сонячного випромінювання як джерело теплового випромінювання.
Сонячна енергія відноситься до поновлюваних енергетичних джерел. Сонячні енергетичні установки можуть бути використані в різних точках Землі, над якими чимало часу відсутня хмарний покрив. Зазначені установки вловлюють променисту енергії Сонця і переводять її в інші, зручні для використання види енергії (наприклад, теплову або електричну). Розрізняють низькотемпературні сонячні установки типу "гарячого ящика" без використання концентратора сонячної енергії (сонячні сушарки, водонагрівачі, опріснювачі) і високотемпературні сонячні установки, що містять концентратори сонячної енергії (сонячні печі, сонячні силові установки).
Відома енергетична сонячна установка (RU, патент 2013656, F 03 G 6/00, 1994), що містить повітропровід з прозорим покриттям і поглинає сонячну енергію підкладкою, розташованої у фокусі концентрують сонячне випромінювання елементів. Крім того, установка містить нагрівальний елемент, що контактує з нижньою поверхнею підкладки. Концентрує сонячну енергію елемент додатково виконує функцію прозорого покриття воздуховода. Повітропровід розташований на схилі височини, причому у верхній частині воздуховода розташована турбіна, що виробляє електроенергію, а нижня частина воздуховода поєднана з навколишньою атмосферою.
Установка працює в такий спосіб. Промениста енергія Сонця, що пройшла через прозоре покриття - концентратор, нагріває підкладку. Що знаходиться над підкладкою повітря нагрівається, з одного боку, дією променевої енергії Сонця і, з іншого боку, що поглинула променисту енергію підкладкою. Нагріте повітря переміщається вгору по воздуховоду і обертає турбіну, яка генерує електричну енергію. Енергія переміщує по воздуховоду повітря, що передається турбіні, прямо пропорційна кількості променевої енергії Сонця, прямо або побічно поглиненої повітрям.
Недоліком зазначеної установки слід визнати низький коефіцієнт корисної дії, а й можливість роботи тільки в сонячні дні.
Відома і сонячна паротурбінна установка (SU, авторське свідоцтво 855249, F 03 G 6/00, 1981). Зазначена установка містить концентратор променевої енергії і включені в контур циркуляції робочого тіла приймач - парогенератор, парову турбіну, регенеративний підігрівач з патрубками підведення і відведення гріє і нагрівається середовищ, струменевий конденсатор, активне сопло якого пов'язане з вихідним патрубком гріючого середовища регенеративного підігрівача, а пасивне сопло - з радіатором, причому установка додатково забезпечена додатковим регенеративним підігрівачем, підключеним по лінії гріючого середовища на вході до виходу струминного конденсатора, а на виході - до патрубку відведення гріючого середовища регенеративного підігрівача, а на виході - до входу радіатора.
Установка працює в такий спосіб. Робоче тіло нагрівається до вищої температури циклу в приймальнику-парогенераторі теплом променевої енергії Сонця і надходить в першу щабель турбіни, де адіабатно розширюється. Потім в основному регенеративної підігрівачі від робочого тіла ізобарно відводять тепло до потоку середовища, що йде в приймач-парогенератор. Після зазначеного основного регенеративного підігрівача потік робочого тіла поділяють. Частина його надходить спочатку в другий щабель турбіни, де адіабатно розширюється, а потім в додатковий регенеративний підігрівач, де від нього ізобарно відводять тепло до потоку, який вийшов з дифузора струминного конденсатора, і далі в радіатор, де робоче тіло ізобарно-ізотермічні конденсируют і ізобарно переохолоджують до температури, близької до температури навколишнього середовища. З радіатора робоче тіло надходить в пасивне сопло конденсатора, де адіабатно розширюється і нагрівається в його камері зміщення теплом, що відбирають від іншої частини потоку робочого тіла. Інша частина потоку робочого тіла з основного регенеративного підігрівача надходить в активну сопло конденсатора, де адіабатно розширюється, а потім охолоджується в камері змішання. У дифузорі струминного конденсатора тиск обох потоків робочого тіла адіабатно підвищується до максимального в циклі, після чого робоче тіло ізобарно нагрівається в обох подогревателях і надходить в приймач - парогенератор, де його температура знову підвищується до максимальної температури циклу.
Недоліком зазначеної установки слід визнати можливість використання тільки в сонячні дні.
Відома і сонячна енергетична установка (RU, патент 1606733, F 03 G 6/00, 1990). Зазначена установка містить геліостатіческое поле з встановленими на вежах приймачами променевої енергії Сонця для нагріву і випаровування робочого середовища і, щонайменше, одну турбіну - електрогенератор. Установка додатково забезпечена паливним блоком (теплова електростанція на органічному паливі). Геліостатіческое поле виконано у вигляді гелиостатное ділянок в формі кіл, дотичних між собою з утворенням центрально вільної зони. Баші розташовані по одній на кожній ділянці поблизу центральної зони і забезпечені додатковим приймачем випромінювання для попереднього нагріву робочого середовища. Турбіна встановлена в центральній зоні і пов'язана одночасно з усіма баштами і тепловим блоком.
Установка працює в такий спосіб. Протягом сонячного часу турбіна виробляє електроенергію за рахунок розігріву робочого тіла променистою енергією Сонця, а при відсутності променевої енергії - за рахунок роботи теплового блоку.
До недоліків відомої установки слід віднести складність її конструкції, високу собівартість одержуваної електроенергії, а й відносно невисокий коефіцієнт корисної дії.
Технічне завдання, яке вирішується за допомогою цього винаходу, полягає в розробці конструкції сонячної енергетичної установки, що дозволяє отримувати електроенергію і за відсутності променевої енергії Сонця без застосування додаткових джерел енергії.
Технічний результат, що отримується в результаті реалізації винаходу, полягає в забезпеченні отримання електроенергії і при відсутності сонячного випромінювання без використання додаткових джерел енергії.
Для отримання зазначеного технічного результату запропоновано використовувати сонячну енергетичну установку, яка містить приймач променевої енергії, виконаний у вигляді басейну, заповненого робочим тілом і герметично закритого прозорим покриттям, причому в басейні розташовано тверде тіло, що поглинає променисту енергію. Крім того, установка містить конденсатор відпрацьованого робочого тіла і парогазову турбіну, на одній осі з якої розміщені газовий компресор і електрогенератор. Обсяг над басейном трубопроводом з'єднаний з парогазової турбіною, обсяг басейну з робочим тілом з'єднаний трубопроводом з конденсатором і обсяг над робочим тілом за допомогою трубопроводу з клапанами з'єднаний з атмосферою, а обсяг газового компресора і з'єднаний через клапан з атмосферою. Тверде тіло, що поглинає променисту енергію, може бути розташоване в обсязі робочого тіла або на поверхні робочого тіла. В останньому випадку переважно використовувати перфоровані тверде тіло, що поглинає променисту енергію. Як робоче тіло переважно використовувати воду або будь-яку іншу рідину. В якості прозорого покриття може бути використана оптично прозора полімерна плівка, переважно багатошарова, або плівка, здатна виділяти ІК-випромінювання під дією променевої енергії Сонця, або скляне покриття.
 |
Винахід ілюстровано кресленням, на якому прийняті наступні позначення: басейн 1, прозоре покриття 2, робоче тіло 3, поглинає променисту енергію Сонця тверде тіло 4, газоподібна фаза 5 робочого тіла, парогазова турбіна 6, газовий компресор 7, електрогенератор 8, конденсатор 9, клапани 10. Установка працює в такий спосіб. Промениста енергія Сонця проникає через прозоре покриття 2 і розігріває робоче тіло 3 в басейні 1. Одночасно промениста енергія Сонця розігріває поглинає променисту енергію тверде тіло 4, яке в свою чергу нагріває робоче тіло 3. Газоподібна фаза 5 робочого тіла 3 заповнює простір під прозорим покриттям 2 , звідки за допомогою трубопроводу 13 надходить в парогазову турбіну 6. обертання парогазової турбіни 6 приводить в обертання електрогенератор 8 і газовий компресор 7. Виробляється електрогенератором 8 електрична енергія надходить споживачеві. Сконденсована газовим компресором 7 газова фаза робочого тіла повертається в басейн 1. |
При відсутності променевої енергії Сонця в нічний час або в похмуру погоду газова фаза під прозорим покриттям починає конденсуватися. У разі використання плівкового покриття установка виходить з ладу через розриви в плівці. У разі використання скляного покриття зменшується тиск під покриттям і установка перестає працювати. Для запобігання вищевикладеного через клапани 10 під прозоре покриття 2 подають необхідну кількість повітря. У цей момент установка працює за рахунок теплової енергії робочого тіла 3, яке при зниженні парціального тиску газоподібного робочого тіла 5 нижче тиску насичення буде генерувати газоподібне робоче тіло 5. При цьому для підтримки в конденсаторі 9 необхідного вакууму газовий компресор 7 видаляє з конденсатора 9 Несконденсировавшиеся газоподібну середу 5.
Вищенаведений процес при обсязі басейну 5 Ч 10 3 м 3 і температурі газоподібного робочого тіла 80-100 o C дозволяє при відсутності прямого сонячного випромінювання протягом до 3 днів отримувати електроенергію близько 100 кВт.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Сонячна енергетична установка, яка містить приймач променевої енергії з робочим середовищем і електрогенератор, що відрізняється тим, що вона додатково містить конденсатор відпрацьованого робочого тіла і парогазову турбіну, на одній осі з якої розміщені газовий компресор і електрогенератор, причому приймач променевої енергії виконаний у вигляді басейну , заповненого робочим тілом і герметично закритого прозорим покриттям, при цьому в басейні розташовано тверде тіло, що поглинає променисту енергію, обсяг над басейном трубопроводом з'єднаний з парогазової турбіною, обсяг басейну з робочим тілом з'єднаний трубопроводом з конденсатором і обсяг над робочим тілом за допомогою трубопроводу з клапанами з'єднаний з атмосферою, а обсяг газового компресора і з'єднаний через клапан з атмосферою.
2. Установка по п.1, що відрізняється тим, що тверде тіло, що поглинає променисту енергію, розташоване в обсязі робочого тіла.
3. Установка по п.1, що відрізняється тим, що тверде тіло, що поглинає променисту енергію, розташоване на поверхні робочого тіла.
4. Установка по п.3, що відрізняється тим, що тверде тіло, що поглинає променисту енергію, виконано перфорованим.
5. Установка по п.1, що відрізняється тим, що в якості робочого тіла використана вода.
6. Установка по п.1, що відрізняється тим, що в якості робочого тіла використана рідина з низькою енергією випаровування.
7. Установка по п.1, що відрізняється тим, що в якості прозорого покриття використана оптично прозора полімерна плівка.
8. Установка за п. 7, яка відрізняється тим, що використана багатошарова плівка.
9. Установка по п.1, що відрізняється тим, що в якості прозорого покриття використано скляне покриття.
Версія для друку
Дата публікації 26.03.2007гг
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.