| 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 RU2168679
СОНЯЧНИЙ фотоелектричних модулів з концентраторами
Ім'я винахідника: Стребков Д.С .; Тверьяновіч Е.В .; Ківалов С.Н .; Безруких П.П.
Ім'я патентовласника: Всеросійський науково-дослідний інститут електрифікації сільського господарства
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 2000.01.24
Винахід відноситься до геліотехніці, зокрема до сонячних фотоелектричним модулів з концентраторами сонячного випромінювання для отримання електрики. Фотоперетворювач і поверхня входу випромінювання з призми суміщені з поверхнею виходу випромінювання з фокліна, бічні відображають стінки призми суміщені з нижньою частиною бічних відображають стінок фокліна, поверхня входу випромінювання в призму виконана за двома круговим циліндричних поверхнях, що мають загальну лінію перетину на площині симетрії концентратора і лінії перетину з бічними відбивають стінками фокліна з утворенням гострих кутів при вершинах. Завданням винаходу є створення компактного концентратора. В результаті зменшуються габарити і вага модуля, а значить і його матеріаломісткість.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до геліотехніці, зокрема до сонячних фотоелектричним модулів з концентраторами сонячного випромінювання для отримання електрики.
Відомий фотоелектричний модуль, що складається з концентратора, виконаного у вигляді двох трикутних призм з бічними відбивають стінками і загальною поверхнею виходу випромінювання, де може бути встановлений фотоперетворювач (авторське свідоцтво СРСР N 1141368, опубл. 23.02.85 бюл. N7).
Модуль з описаним концентратором, виконаний у вигляді протяжних призм, орієнтованих по сторонах світу Захід- Схід, може працювати протягом року в стаціонарному режимі або вимагає повороту навколо осі Захід-Схід на невеликий кут.
Недолік відомого рішення: великі светопотері модуля через те, що промінь всю відстань в концентраторі проходить всередині щільного оптичного матеріалу, який в будь-якому випадку має поглинання вище повітря. Крім того, подібний концентратор вимагає для виготовлення велика кількість оптичного матеріалу для виготовлення призм, це збільшує його вартість.
Відомий сонячний фотоелектричний модуль (прототип), виконаний на основі циліндричного фокліна, що має дві симетричні відображають бічні стінки з поверхнею виходу, на якій встановлена оптично прозора призма, що має дві бічні відображають стінки, поверхня входу та поверхню виходу випромінювання, на яку встановлено фотоперетворювач (патент РФ N 2134849, публікація 20.08.1999, бюл. 23).
Недоліком відомого рішення є велика матеріаломісткість оптично прозорою призми, що збільшує габарити модуля і його вага.
Завданням запропонованого винаходу є створення компактного концентратора, що дозволяє зменшити габарити і вага модуля.
Зазначений технічний ефект досягається тим, що в сонячному фотоелектричному модулі з концентратором, що містить концентратор на основі циліндричного фокліна, що має дві відображають симетричні циліндричні бічні стінки і розташовану між ними поверхню виходу випромінювання, на якій встановлена оптично прозора призма, що має дві бічні відображають стінки і поверхня виходу випромінювання з встановленим на ній фотоперетворювачах, фотоперетворювач і поверхню виходу випромінювання з призми суміщені з поверхнею виходу випромінювання з фокліна, бічні відображають стінки призми суміщені з нижньою частиною бічних відображають стінок фокліна, поверхня входу випромінювання в призму виконана за двома круговим циліндричних поверхнях, що мають загальну лінію перетину на площині симетрії концентратора і лінії перетину з бічними відбивають стінками фокліна з утворенням гострих кутів при вершинах.
Суть винаходу пояснюється на кресленні, де представлені поперечний переріз модуля і схема проходження сонячних променів.
 |
Сонячний фотоелектричний модуль, що містить концентратор на основі циліндричного фокліна 1, що має дві відображають симетричні циліндричні бічні стінки 2, 3 і розташовану між ними поверхню виходу випромінювання 4, на якій встановлена оптично прозора призма 5, що має дві бічні відображають стінки 6, 7 і поверхню виходу випромінювання 4 з встановленим на ній фотоперетворювачах 8. поверхня виходу випромінювання 4 з фокліна 1 і з призми 5 з фотоперетворювачах 8 є спільною, бічні відображають стінки 6 і 7 призми 5 суміщені з нижньою частиною бічних відображають стінок 2 і 3 фокліна 1, поверхня входу випромінювання в призму виконана за двома круговим циліндричних поверхнях 9, 10, які мають загальну лінію перетину 11 на площині симетрії 12 концентратора і лінії перетину 13, 14 з бічними стінками 2 і 3 фокліна 1 з освіту гострих кутів Крім того, на кресленні зображено: D - розмір поверхні входу випромінювання в фоклін 1; d - розмір поверхні 4 виходи випромінювання; H - висота фокліна 1; F 1 і F 2 - точки оптичних фокусів парабол, що утворюють бічні стінки 2 і 3 фокліна 1; |
- Кут нахилу гілки параболи в вершинах 13 і 14. і дані схеми ходу променів L 1, L 2. ПРАЦЮЄ МОДУЛЬ наступним чином
При установці площину поверхні входу D розташовують під кутом широти місцевості до горизонтальної площини.
При максимальному відхиленні випромінювання від площини симетрії концентратора, промінь L 1 відбивається стінками фокліна до відповідних оптичні фокуси утворюють парабол F 1 і F 2. Після відображення промінь потрапляє на поверхню входу випромінювання 9 призми 5, заломлюється, відбивається від стінки 6 і приходить до поверхні 9 під кутом повного внутрішнього відображення 
, Після чого відображається на поверхню виходу випромінювання 4, де встановлено фотоперетворювач 8.
Луч L 2, паралельний площині симетрії 12, потрапляє відразу на призму 5, заломлюється на її поверхні входу 10, відбивається від бічної стінки 7 і потрапляє на фотоперетворювач 8.
Для того, щоб промінь L 1 після відбиття від стінки 6 потрапив на поверхню входу 9 під кутом повного внутрішнього відображення , Необхідно, щоб гострі кути 
при вершинах 13 і 14 були обрані відповідно і умовою на повне внутрішнє віддзеркалення в вершинах, яке задається формулою: 
Всі промені, що прийшли на фоклін 1 під кутами, меншими ніж кут 
, Будуть укладатися в одну з вищенаведених схем ходу променя.
Приклад конкретного виконання фотоелектричного модуля з концентратором.
Призма виконана зі скла з коефіцієнтом заломлення n = 1.5. Розмір фотоелемента d = 10 мм. Висота призми h пр = 9.8 мм, а висота всього модуля з урахуванням висоти фокліна становить H = 77 мм. При цьому площа перерізу призми складає S пр = 0.49 cм 2, а концентрація K = D / d == 3.7 крат. Оптичний ККД модуля становить 85%.
У порівнянні з прототипом при тому ж розмірі фотоелемента d = 10 мм. Розміри призми: h пр = 4.1 мм, розмір приймаючої поверхні 
верхн = 25 мм. Тоді висота фокліна H фокл = 89 мм, а висота всього модуля H = h пр + H фокл = 93.1 мм. При цьому площа перерізу призми складає S пр = 0.7 см 2, а концентрація K = D / d = 4.5 крат. Оптичний ККД модуля становить 77%.
Таким чином, підвищується оптичний ККД, габарити модуля зменшуються в порівнянні з прототипом на 20%, а матеріаломісткість призми, використовуваної в модулі, зменшується на 30%.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Сонячний фотоелектричний модуль з концентратором, що містить концентратор на основі циліндричного фокліна, що має дві відображають симетричні циліндричні бічні стінки і розташовану між ними поверхню виходу випромінювання, на якій встановлена оптично прозора призма, що має дві бічні відображають стінки і поверхню виходу випромінювання з встановленим на ній фотоперетворювачах, відрізняється тим, що поверхня виходу випромінювання з фокліна і з призми з фотоперетворювачах є спільною, бічні відображають стінки призми суміщені з нижньою частиною бічних відображають стінок фокліна, поверхня входу випромінювання в призму виконана за двома круговим циліндричних поверхнях, що мають загальну лінію перетину на площині симетрії концентратора і лінії перетину з бічними стінками фокліна з утворенням гострих кутів при вершинах.
Версія для друку
Дата публікації 12.01.2007гг
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.