| 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 RU2158045
СОНЯЧНИЙ фотоелектричних модулів з концентраторами променевої енергії
Ім'я винахідника: Стребков Д.С. (RU); Тверьяновіч Е.В. (RU); Артемов А.А. (RU); Петар Ракін (YU)
Ім'я патентовласника: Всеросійський науково-дослідний інститут електрифікації сільського господарства
Адреса для листування: 109456, Москва, 1-й Вишняківська ін., Буд.2, ВІЕСХ, ОНТИ і патентування
Дата початку дії патенту: 1999.01.15
Винахід відноситься до геліотехніці, зокрема до сонячних фотоелектричним модулів з концентраторами випромінювання для отримання електрики. Технічним результатом винаходу є підвищення питомої потужності сонячного фотоелектричного модуля, спрощення технології виготовлення оптичного елемента фотоелектричного модуля і зниження його собівартості. Сутність: в сонячному фотоелектричному модулі з концентратором променевої енергії, що має оптично прозорий елемент з вхідний і вихідний гранями і фотоперетворювач, вихідна грань оптичного елемента виконана в формі кола, а вхідні грань - у формі шестикутника. Фотоелектричний модуль може містити два ідентичних оптично прозорих елемента, а фотоперетворювач з двосторонньою чутливістю при цьому встановлений на вихідних гранях оптичних елементів, спрямованих в протилежні сторони.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до геліотехніці, зокрема до сонячних фотоелектричним модулів з концентратором випромінювання для отримання електрики.
Відомий фотоелектричний модуль, що містить концентратор сонячної енергії, виконаний у вигляді оптично прозорою призми повного внутрішнього відображення, що має форму усіченої чотирикутної піраміди (а.с. СРСР N1620784, МКІ 6 F 24 J 2/08, БІ N2, 1991 г.).
Різновеликі прямокутні підстави служать гранями входу і виходу випромінювання. Фотоперетворювач встановлений в контакті з гранню виходу випромінювання, тобто в контакті з такою ж підставою. Відношення площ вхідний і вихідний граней призми, що містять робочу поверхню і сонячні елементи, визначає теоретичний коефіцієнт концентрації сонячного випромінювання на робочої поверхні фотоелектричного модуля.
Недоліком даного конструктивного рішення є необхідність обрізати круглі пластини кремнію, що призводить до збільшення собівартості модуля, а й низький коефіцієнт концентрації сонячного випромінювання на одиницю площі робочої поверхні фотоперетворювача.
Найбільш близьким за технічною сутністю до пропонованого винаходу є фотоелектричний модуль, що містить оптичний елемент з трапецієподібним поперечним перерізом, бічні грані якого виконані відображають сонячне випромінювання, а разновеликие підстави служать гранями входу і виходу випромінювання, що має форму усіченого конуса (а.с. СРСР N1048260, МКІ 6 F 24 J 3/02, БІ N38, 1983 г.).
Недоліком даного конструктивного рішення є низький коефіцієнт використання робочої поверхні при формуванні великих сонячних батарей з окремих фотоелектричних модулів, отже, значна частина сонячного випромінювання, що потрапляє на вхідну поверхню сонячної батареї, не потрапляє на робочу поверхню фотоперетворювачів, що призводить до істотного зниження вихідної потужності фотоелектричного модуля , а отже, і всієї сонячної батареї в цілому.
Завданням запропонованого винаходу є підвищення коефіцієнта концентрації сонячного випромінювання в окремому сонячному фотоелектричному модулі, зниження собівартості сонячної батареї, що складається з таких модулів, за рахунок більш раціонального використання площі робочої поверхні кожного концентратора.
В результаті використання запропонованого винаходу підвищується питома потужність сонячного фотоелектричного модуля і знижується його собівартість.
Вищевказаний технічний результат досягається тим, що в сонячному фотоелектричному модулі з концентратором променевої енергії, що містить оптично прозорий елемент з вхідний і вихідний гранями і фотоперетворювач, вхідні грань оптичного елемента виконана в формі шестикутника. При виконанні вхідний межі оптичного елемента сонячного фотоелектричного модуля в формі шестикутника досягається найбільш компактна упаковка з оптичних елементів при складанні сонячних фотоелектричних модулів в єдину батарею. При цьому повністю виключаються втрати сонячної енергії на межелементних з'єднаннях через відсутність пустот між окремими фотоелектричними модулями. Тим самим досягається максимально можлива концентрація сонячного випромінювання на одиниці поверхні фотоперетворювача, отже, здешевлення собівартості всієї сонячної батареї. З метою підвищення концентрації сонячного випромінювання на робочої поверхні, а й збільшення середньодобової освітленості робочої поверхні сонячного фотоелектричного модуля використовується фотоперетворювач з двостороннім чутливістю. Фотоперетворювач з двостороннім чутливістю встановлюється на круглих вихідних гранях двох ідентичних оптичних елементів сонячних фотоелектричних модулів, спрямованих в протилежні сторони.
Сутність запропонованого винаходу пояснюється фіг. 1, фіг.2, фіг. 3.
 |
 |
 | |
На фіг.1 зображений загальний вид сонячного фотоелектричного модуля.
На фіг. 2 представлена схема сонячного фотоелектричного модуля з концентратором променевої енергії з зображенням ходу променів в ньому.
На фіг. 3 представлений здвоєний сонячний фотоелектричний модуль з концентратором променевої енергії.
Сонячний фотоелектричний модуль з концентратором променевої енергії містить оптично прозорий елемент 1, конічну поверхню, що відбиває 2, вхідні грань 3, виконану у формі шестикутника, і вихідну грань 4, на якій встановлений фотоперетворювач 5. Причому вхідні грань 3 виконана більшого розміру по відношенню до вихідної межі 4 і виконана у формі шестикутника.
Сонячний фотоелектричний модуль з концентратором променевої енергії працює наступним чином:
Сонячне випромінювання потрапляє на шестикутну вхідні грань 3 концентратора, проникає всередину, досягаючи конічну поверхню, що відбиває 2, на яку наноситься покриття, що відбиває, відбивається до межі 3 входу випромінювання, після чого відображається під кутом повного внутрішнього відображення до межі виходу оптичного випромінювання з концентратора 4, де встановлюється фотоперетворювач 5, який перетворює падаюче сонячне випромінювання в електричний струм. У здвоєному фотоелектричному модулі з концентратором променевої енергії фотоперетворювач 5 з двостороннім чутливістю встановлюється на вихідних гранях 4 двох оптично прозорих елементів, спрямованих в протилежні сторони. Працює здвоєний сонячний фотоелектричний модуль аналогічним чином.
кут 
між конічної поверхнею, що відбиває і поверхнею входу сонячного випромінювання підбирається з наступного співвідношення: 
= 2 · ,
де - Кут повного внутрішнього відображення для матеріалу концентратора.
причому = Arcsin1 / n,
де n - показник заломлення оптичного елемента.
При цьому максимальна концентрація сонячного випромінювання буде досягнута при виконанні наступного співвідношення:
d = 2h · tg2 ,
де h - висота поперечного перерізу оптичного елемента;
d - діаметр меншого підстави оптичного елемента.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Сонячний фотоелектричний модуль з концентратором променевої енергії, що містить оптично прозорий елемент, який має конічну поверхню, що відбиває, вхідні грань і вихідну грань меншого розміру з встановленим на ній фотоперетворювачах, що відрізняється тим, що вхідні грань виконана в формі шестикутника.
2. Сонячний фотоелектричний модуль з концентратором променевої енергії, що містить два ідентичних оптично прозорих елемента, що мають конічну поверхню, що відбиває, вхідні грань і вихідну грань меншого розміру і фотоперетворювач з двосторонньою чутливістю, що відрізняється тим, що фотоперетворювач з двосторонньою чутливістю встановлений на вихідних гранях оптичних елементів, спрямованих в протилежні сторони.
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.