| 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 RU2133415
СОНЯЧНИЙ фотоелектричних модулів (ВАРІАНТИ)
Ім'я винахідника: Стребков Д.С .; Безруких П.П .; Тверьяновіч Е.В .; Іродіон А.Є.
Ім'я патентовласника: Всеросійський науково-дослідний інститут електрифікації сільського господарства
Адреса для листування: 109456, Москва, 1-й Вишняківська пр.2, ВІЕСХ, ОНТИ і патентування
Дата початку дії патенту: 1998.04.29
Винахід відноситься до геліоенергетики, зокрема до сонячних фотоелектричним модулів з концентраторами сонячного випромінювання для отримання електрики і тепла. Винахід дозволяє створити фотоелектричний модуль зі статичним концентратором, мають розміри в поперечному перерізі, співмірні з розмірами плоского фотоелектричного модуля, що має підвищену питому потужність фотоперетворювача. Вищевказаний технічний результат досягається тим, що в сонячному фотоелектричному модулі, виконаному у вигляді призми 1 повного внутрішнього відображення, що має робочу поверхню 5, тильну дзеркальну поверхню 4 і бічну меншу грань 2, на якій встановлені скоммутірованние фотоперетворювачів 3, на робочій поверхні 5 призми 1 встановлені в кілька рядів мініатюрні дзеркальні екрани 7 з двостороннім дзеркальною поверхнею, площини яких орієнтовані в напрямку межі 2 призми 1, що містить фотоперетворювачів 3. у сонячному фотоелектричному модулі принаймні з одного боку модуля встановлено дзеркальний відбивач 11 у вигляді Параболоциліндричні фокліна з фокусом, розташованим в площині фотоперетворювача.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до геліоенегретіке, зокрема до сонячних фотоелектричним модулів з концентраторами сонячного випромінювання для отримання електрики і тепла.
Відомий сонячний фотоелектричний модуль з концентратором, виконаний у вигляді призми повного внутрішнього відбиття (DRMils, JE / Giutronch. Ideal Prism solar Concentratois. Solar Energy. Vol.21, 1978, p.423).
Недоліком відомого фотоелектричного модуля є низький коефіцієнт концентрації. Це пов'язано з тим, що при куті входу випромінювання по відношенню до нормалі до поверхні ± 23,5 o мінімальний кут при вершині призми дорівнює 28 o, а коефіцієнт концентрації K = 1 / sin 
= 1,8. Для збільшення коефіцієнта концентрації призми необхідно зменшити кут при вершині призми, однак при цьому збільшується нахил випромінювання і збільшуються втрати випромінювання, викликані відхиленнями потоку випромінювання від оптимального, перпендикулярного до поверхні призми.
Найбільш близьким за технічною сутністю до пропонованого винаходу є фотоелектричний модуль з концентратором на основі Параболоциліндричні фоклінов, встановлених з двох сторін по краях фотоперетворювачів (Solar Tobay, Yuly / August 1997, р.31).
Недоліком відомого модуля є низький коефіцієнт концентрації 2 - 2,5. Іншим недоліком є велика висота модуля з концентратором, що перевищує розмір плоского фотоелектричного модуля без концентратора в 4 - 6 разів. Недоліками обох відомих типів фотоелектричних модулів є низька питома потужність фотоперетворювача.
Завданням запропонованого винаходу є створення фотоелектричного модуля зі статичним концентратором, мають розміри в поперечному перерізі, співмірні з розмірами плоского фотоелектричного модуля і має підвищену питому потужність фотоперетворювача.
В результаті використання пропонованого сонячного фотоелектричного модуля підвищується питома потужність фотоперетворювача.
Вищевказаний технічний результат досягається тим, що в сонячному фотоелектричному модулі з концентратором енергії, виконаному у вигляді призми повного внутрішнього відображення, що має робочу поверхню, на яку падає випромінювання, тильну дзеркальну поверхню і бічну меншу грань, на якій встановлені скоммутірованние фотоперетворювачів, на робочій поверхні призми встановлені в кілька рядів мініатюрні дзеркальні екрани з двостороннім дзеркальною поверхнею, площини яких орієнтовані в напрямку межі призми, що містить фотоперетворювачів. Мініатюрні дзеркальні екрани виконані у вигляді жалюзі з паралельних однаково орієнтованих половинок Параболоциліндричні фоклінов, увігнута поверхня яких звернена до фотоперетворювачах, а фокус кожного фокліна розташований під опуклою поверхнею сусіднього фокліна в безпосередній близькості від краю його вихідного отвору. Мініатюрні дзеркальні екрани можуть бути виконані у вигляді жалюзі з плоских дзеркальних фацет, площина яких нахилена до робочої поверхні призми під кутом 60 - 90 o.
В іншій модифікації пропонованого фотоелектричного модуля з концентратором енергії дві призми повного внутрішнього відображення встановлені симетрично і з'єднані між собою таким чином, що фотоперетворювач є загальним для обох призм, а мініатюрні дзеркальні екрани встановлені симетрично зустрічно на обох призмах або на одній з них. У ще однієї модифікації сонячного фотоелектричного модуля з концентратором енергії принаймні з одного боку модуля встановлено дзеркальний відбивач у вигляді Параболоциліндричні фокліна з фокусом, розташованим в площині фотоперетворювача.
 |
 |
||
| |||
 |
 |
||
 |
На фіг. 1 представлений сонячний фотоелектричний модуль з одного призмою і мініатюрними дзеркальними екранами у вигляді жалюзі з паралельних Параболоциліндричні фоклінов, поперечний переріз; на фіг. 2 - сонячний фотоелектричний модуль, що складається з двох призм з мініатюрними дзеркальними екранами; на фіг. 3 - сонячний фотоелектричний модуль, що складається з двох призм, одна з яких має мініатюрні дзеркальні екрани, з Параболоциліндричні фоклінов; на фіг. 4 - сонячний фотоелектричний модуль з двох призм з мініатюрними дзеркальними екранами з фоклінов і плоских фацет, з кожного боку модуля встановлені дзеркальні відбивачі у вигляді Параболоциліндричні фокліна із загальним фокусом, розташованим в площині фотоперетворювача; на фіг. 5 представлений сонячний фотоелектричний модуль з двох призм, одна з яких має мініатюрні дзеркальні екрани з плоских дзеркальних фацет. На фіг.6 і 7 показаний хід променів в сонячному фотоелектричному модулі. |
||
Сонячний фотоелектричний модуль з концентратором енергії містить призму повного відбивача 1, на бічній грані 2 якої встановлено фотоперетворювач 3. Призма має тильну дзеркальну поверхню 4 і робочу поверхню 5, на яку падає випромінювання. На робочій поверхні призми 5 встановлені з'єднані в жалюзі 6 мініатюрні дзеркальні екрани 7 з половинок Параболоциліндричні мікрофоклінов 8, причому площину верхньої половини мікрофоклінов і їх оптична вісь паралельні площині фотоперетворювачів 3. Фокус F кожної половини мікрофокліна 8 розташований з боку, близькою до фотоперетворювачах 3 в безпосередній близькості у опуклою поверхні сусідньої половинки мікрофокліна 9, розташованого між першою половинкою мікрофокліна 8 і фотоперетворювачах 3.
На фіг. 2 дві призми 1 мають загальний двосторонній фотоперетворювач 3 і робочу поверхню 5, на якій є жалюзі 6, що складаються з мініатюрних дзеркальних екранів 7 з Параболоциліндричні мікрофоклінов 8, причому увігнута поверхня мікрофоклінов 8 звернена до фотоперетворювачах 3.
На фіг. 3 одна з призм 1 має на робочій поверхні 5 жалюзі 6 з мініатюрних дзеркальних екранів 7 у вигляді половинок Параболоциліндричні мікрофоклінов 8, а друга призма 1 не містить дзеркальних екранів.
На фіг. 4 одна з призм 1 має на робочій поверхні 5 жалюзі 6 з мініатюрних дзеркальних екранів 7 у вигляді мікрофоклінов 8, а друга призма - мініатюрні дзеркальні екрани в вигляді плоских дзеркальних мікрофацет 10. З кожного боку модуля встановлено дзеркальний відбивач 11 у вигляді Параболоциліндричні фокліна з фокусом F 0, розташованим в площині фотоперетворювача 3.
На фіг. 5 одна з призм 1 має на робочій поверхні 5 мініатюрні дзеркальні екрани в вигляді плоских дзеркальних мікрофацет 10, а друга призма 1 не має дзеркальних екранів.
На фіг. 6, 7 кут між робочою поверхнею 5 і тильної дзеркальної поверхні призми дорівнює 0, кут входу випромінювання 
, Фокусна відстань мікрофокліна OF 1, відстань між мікрофоклінамі або між плоскими дзеркальними фацетом а, ширина робочої поверхні призми L, ширина фотоперетворювача d, кут нахилу площини фацети 10 до робочої поверхні 5 
, Висота дзеркальних екранів h.
Приклад конкретного виконання фотоелектричного модуля.
Призма 1 виконана порожнистою з верхнім склом з усталеного скла з низьким вмістом заліза, тильна і бічні поверхні призми виконані зі скла оцинкованої сталі або алюмінію і мають дзеркальне покриття. Призма наповнена оптично прозорою рідиною, наприклад, кремнийорганической рідиною, маслом або водою. Ширина призми L = 500 мм, ширина фотоперетворювача 100 мм, кут 0 = 11 o, коефіцієнт концентрації 5, висота фальцет h = 30 мм, відстань між фацетом 15 мм, кут нахилу фацет до робочої поверхні призми = 63 o, кут входу випромінювання = 30 o і апертурний кут фокліна 0 = 38 o. Фотоелектричний модуль встановлений із заходу на схід і орієнтований нормально до робочої поверхні на напрямок на сонці між 22 березня і 22 червня.
Сонячний фотоелектричний модуль з концентратором енергії працює наступним чином.
Сонячне випромінювання надходить на поверхні, що відбивають фокліна 7, 8, 9 і плоского фацета 10 і відбивається на робочу поверхню призми 5 під кутом входу, рівним або більшим апертурного кута фокліна 0 і після відбиття від дзеркальної поверхні і повного внутрішнього відбиття від робочої поверхні 5 потрапляє на фотоперетворювач 3. При цьому будь-які промені, які падають на поверхню модуля під кутом ± 23 o 30 'до робочої поверхні буде концентруватися на поверхні фотоперетворювача 3. фотоелектричний модуль не вимагає стеження за сонцем.
Виконання модуля у вигляді складеного концентратора з однієї або двох призм з мініатюрними дзеркальними екранами дозволяє збільшити концентрацію сонячного випромінювання і питому потужність концентратора в 2 - 6 разів у порівнянні з концентратором на основі призми і в 2 - 6 разів зменшити товщину модуля в порівнянні з концентратором на основі фокліна і призми.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Сонячний фотоелектричний модуль, що містить концентратор енергії у вигляді призми повного внутрішнього відображення, що має робочу поверхню, на яку падає сонячне випромінювання, тильну дзеркальну поверхню і бічну меншу грань з встановленими на останній скоммутірованнимі фотоперетворювачах, що відрізняється тим, що на робочій поверхні призми встановлені в кілька рядів мініатюрні дзеркальні екрани з двостороннім дзеркальною поверхнею, площини підстави яких орієнтовані в напрямку до межі призми, що містить фотоперетворювачів.
2. Сонячний фотоелектричний модуль, що містить концентратор енергії у вигляді призми повного внутрішнього відображення, що має робочу поверхню, на яку падає сонячне випромінювання, тильну дзеркальну поверхню і бічну меншу грань з встановленими на останній скоммутірованнимі фотоперетворювачах, що відрізняється тим, що на робочій поверхні призми встановлені мініатюрні дзеркальні екрани, виконані у вигляді жалюзі з паралельних однаково орієнтованих половинок Параболоциліндричні фоклінов, увігнута поверхня яких звернена до фотоперетворювачах, а фокус кожного фокліна розташований з опуклою боку сусіднього фокліна в безпосередній близькості від краю його вихідного отвору.
3. Сонячний фотоелектричний модуль, що містить концентратор енергії у вигляді призми повного внутрішнього відображення, що має робочу поверхню, на яку падає сонячне випромінювання, тильну дзеркальну поверхню і бічну меншу грань з встановленими на останній скоммутірованнимі фотоперетворювачах, що відрізняється тим, що на робочій поверхні призми встановлені мініатюрні дзеркальні екрани, виконані у вигляді жалюзі з плоских дзеркальних фацет, площини яких нахилені під кутом 60 - 90 o до робочої поверхні призми.
4. Сонячний фотоелектричний модуль, що містить призматичний концентратор енергії повного внутрішнього відображення, що має робочу поверхню, на яку падає сонячне випромінювання, тильну дзеркальну поверхню і принаймні одну бічну меншу грань, з встановленими на останній скоммутірованнимі фотоперетворювачах, що відрізняється тим, що скоммутірованние фотоперетворювачів виконані з двосторонньої робочої поверхнею, концентратор - у вигляді двох симетрично розташованих призм, що мають загальний згаданий фотоперетворювач, а на робочій поверхні концентратора в зоні однієї або обох призм встановлені мініатюрні дзеркальні екрани.
5. Модуль по пп. 1 - 4, який відрізняється тим, що принаймні з одного боку модуля встановлено дзеркальний відбивач у вигляді Параболоциліндричні фокліна з фокусом, розташованим в площині фотоперетворювача.
Версія для друку
Дата публікації 10.02.2007гг
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.