| 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 RU2044226
СОНЯЧНА УСТАНОВКА
Ім'я винахідника: Тверьяновіч Едуард Володимирович
Ім'я патентовласника: Тверьяновіч Едуард Володимирович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1993.05.06
Використання: в сонячних енергетичних установках з концентраторами сонячного випромінювання. Суть винаходу: в сонячної установки, яка містить приймач випромінювання і орієнтується на сонце концентрують сонячне випромінювання систему, що має первинні концентратори, фокусують випромінювання в точні фокуси на фокальній площині, і вторинні відбивачі 4, мають загальний фокус з первинними концентраторами і виконані у вигляді тіл обертання навколо їх осей симетрії, спрямованих на приймач випромінювання, первинні концентратори виконані з можливістю синхронного повороту навколо своїх фокусів. Загальний приймач випромінювання може бути розташований між концентраторами і відбивачами або може бути винесено за межі фокальній площині. Як концентраторів можуть бути використані лінзи Френеля, а в якості відбивачів Параболоїд або гіперболоіди.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до області створення сонячних енергетичних установок з концентраторами сонячного випромінювання.
Відомі сонячні установки з концентрує системами, виконаними за схемою Кассегрена, в яких первинним концентратором є параболоїд, вторинним рефлектором є софокусних гіперболоїд (один фокус параболоїда і гіперболоїда суміщені), а в другому фокусі гіперболоїда встановлений приймач випромінювання для нагріву теплоносія.
Недоліком цього пристрою є складність просторової конструкції системи Кассегрена, коли мова йде про створення установок великих потужностей, так як виготовлення концентратора і відбивача великих розмірів (десятки метрів в діаметрі) дорога і складна технічна задача на увазі велику парусність системи.
Відома сонячна установка, що містить орієнтується на сонце концентрують сонячне випромінювання систему, що має первинні концентратори, фокусують випромінювання в точкові фокуси, і вторинні відбивачі, які мають спільні фокуси з первинними концентраторами, виконані у вигляді тіл обертання навколо їх осей симетрії і напрямні випромінювання на загальний приймач.
Недоліком цієї установки є багаторазове випромінювання на еліпсоідном вторинному відбивачі і додатковому дзеркалі і необхідність додаткового спостереження плоским дзеркалом.
Метою винаходу є усунення зазначених недоліків, зменшення енергетичних втрат, збільшення ККД і спрощення конструкції установки при збільшенні потужності.
Для цього в сонячної установки, яка містить приймач випромінювання і орієнтується на сонце концентрують сонячне випромінювання систему, що має первинні концентратори, фокусують випромінювання в точкові фокуси на фокальній площині, і вторинні відбивачі, які мають загальний фокус з первинними концентраторами і виконані у вигляді тіл обертання навколо їх осей симетрії, спрямованих на приймачі випромінювання, осі симетрії вторинних відбивачів спрямовані на загальний приймач випромінювання для групи концентраторів або для всієї системи і первинні концентратори виконані з можливістю синхронного повороту навколо своїх фокусів. Загальний приймач випромінювання може бути розташований між первинними концентраторами і вторинними відбивачами. Загальний приймач випромінювання може бути розташований за фокальною площиною первинних концентраторів. Первинний концентратор може бути виконаний у вигляді лінзи Френеля. Вторинні відбивачі можуть бути виконані у вигляді параболоїдів або гіперболоїдів.
Напрямок осей симетрії вторинних відбивачів на загальний приймач випромінювання для групи первинних концентраторів або для всієї концентрує системи дозволяє скоротити число приймачів до однієї штуки на всю установку, що зменшує втрати на комутацію окремих приймачів між собою. Можливість синхронного повороту первинних концентраторів навколо своїх фокусів дозволяє спростити конструкцію всієї установки, так як при цьому сама установка залишається нерухомою, а орієнтацію на сонці здійснюють тільки поворотом первинних концентраторів, що мають меншу масу, ніж вся концентрує система. Розташування загальних приймачів випромінювання між первинними концентраторами і вторинними відбивачами збільшує компактність установки. Розташування загального приймача випромінювання за фокальною площиною дозволяє збільшити потужність установки за рахунок використання випромінювання від великого числа первинних концентраторів.
Використання в якості первинних концентраторів лінз Френеля дозволяє збільшити ресурс роботи установки, так як в лінзах відсутня відображає шар, який з плином часу схильний до корозії, а й здешевити вартість установки, так як виробництво лінз Френеля дешевше, ніж виготовлення параболічних відбивачів і легко піддається автоматизації процесу .
Використання в якості вторинних відбивачів параболоїдів дозволяє отримати на приймачі випромінювання рівномірну освітленість, що позитивно позначається на роботі таких перетворювачів, як фотоелементи.
На фіг. 1 зображена схема поперечного перерізу установки з концентрує системою, виконаної у вигляді параболоїдів, вторинні відбивачі виконані у вигляді гіперболоїдів, осі симетрії яких спрямовані на загальні приймачі випромінювання, встановлені між первинними концентраторами і вторинними відбивачами; на фіг. 2 в якості первинних концентраторів використані лінзи Френеля, а вторинні відбивачі виконані у вигляді параболоїдів; на фіг. 3 показано розташування приймача випромінювання за фокальною площиною первинних концентраторів; на фіг. 4 розташування загального приймача за фокальною площиною для лінз Френеля; на фіг. 5 продемонстрована можливість орієнтації на сонці первинних відбивачів у вигляді параболоїдів; на фіг. 6 можливість орієнтації на сонці лінз Френеля.
Крім того, на кресленнях наведені: висота оптичної системи Н, габаритний розмір L, що визначається як відстань від приймача 1, кути 
i нахилу осей симетрії вторинних відбивачів до фокальній площині. Пунктирною лінією наведені відсутні частини вторинних дзеркал.
Сонячна установка (див. Фіг. 1), містить приймачі випромінювання 1 і ориентирующую на сонці концентрують систему, що має первинні концентратори 2, фокусують випромінювання в точкові фокуси F 1, F 2, F 6 на фокальній площині 3, і вторинні відбивачі 4, мають загальні фокуси F 1, F 2, F 6, з первинними концентраторами 1 і виконані у вигляді тіл обертання навколо їх соєю симетрії 5, спрямованих на приймачі випромінювання 1. При цьому осі симетрії 5 вторинних відбивачів 4 спрямовані на загальний приймач випромінювання 1 для групи концентраторів 2 або для всієї системи, первинні концентратори 1 виконані з можливістю повороту навколо своїх фокусів F 1, F 2, F 6 (див. фіг. 5 і 6).
Загальний приймач 1 може бути розташований між первинними концентраторами 2 і вторинними відбивачами 4 (див. Фіг. 1-3).
 |
Загальний приймач 1 може бути розташований за фокальною площиною 3 первинних концентраторів 2 (див. Фіг. 3-5). Первинні концентратори 2 можуть бути виконані у вигляді лінз Френеля (див. Фіг. 2, 4, 6). Вторинні відбивачі 4 можуть бути виконаними у вигляді параболоїдів (див. Фіг. 2, 3, 5, 6). Працює установка в такий спосіб. Сонячне випромінювання падає на які орієнтуються на сонці первинні концентратори 2 (див. Фіг. 1), виконані у вигляді параболоїдів, відбивається у напрямку до фокусів F 1, F 2, F 6 розташованим в фокальній площині 3. На шляху до фокусів F i випромінювання потрапляє на вторинні відбивачі 4, виконані у вигляді гіперболоїдів (див. фіг. 1) або параболоїдів (див. фіг. 2). Вторинні відбивачі 4 мають загальні фокуси F 1, F 2, F 6 з первинними концентраторами 2. В силу геометричних законів для утворюють цих відбивачів (гіперболи або параболи) сонячні випромінювання відбивається від них наступним чином: для гіпербол у вигляді сходяться світлових потоків в другі фокуси F'лібо у вигляді паралельного світлового потоку від парабол. Так як відбитий від вторинних відбивачів 4 потік завжди паралельний в силу геометричних властивостей осях симетрії 5 (головні оптичні осі гіперболи або параболи), які в свою чергу спрямовані на приймачі випромінювання 1, то оптичне випромінювання від вторинних відбивачів направляється на загальний приймач 1 для групи відбивачів (F 1, F 2, F 3) і на інший приймач 1 для другої групи відбивачів (F 4, F 5, F 6). При цьому осі симетрії 5 можуть мати різні кути нахилу Якщо оптична система має один приймач випромінювання 1, то все сонячне випромінювання, що приходить на всі первинні концентратори 2, потрапляє на нього (див. Фіг. 2). В якості первинних концентраторів 2 можуть бути використані лінзи Френеля (див. Фіг. 2, 4, 6). Для збільшення компактності установки приймач випромінювання 1 може бути розташований між первинними концентраторами 2 і вторинними відбивачами 4 (див. Фіг. 2, 3, 5). В цьому випадку кути У тому випадку, коли приймач випромінювання 1 розташований за межами фокальній площині 3, обмеження на кути Первинні концентратори 2 можуть мати можливість синхронного повороту навколо своїх фокусів F 1, F 2, F 6 для орієнтації на сонці. В цьому випадку приймачі випромінювання 1 і вторинні відбивачі 4 залишаються нерухомими, як і вся установка в цілому, а орієнтація на сонці первинних концентраторів 2 у вигляді параболоїдів (див. Фіг. 5) або у вигляді лінз Френеля (див. Фіг. 6) здійснюється тільки синхронним поворотом концентраторів 2 навколо кожного свого фокусу F 1, F 2, F 6. Техніко-економічні переваги додається технічного рішення полягають в наступному: зменшуються пропорційно габаритному розміром L довжина комутації окремих приймачів для виведення енергії з установки. Наприклад, для установки тепловою потужністю 1 МВт загальна площа первинних концентраторів повинна складати (при сонячної радіації тисячу Вт / м 2, коефіцієнті відбиття концентраторів і відбивачів 0,85) приблизно +1384 м 2 (квадрат з боку L 37 м). При виконанні установки за схемою прототипу, коли кожен первинний концентратор, наприклад, у формі квадрата 1 м х 1 м має свій приймач випромінювання, загальне число приймачів складе 1 384 шт. а довжина комутації в кращому випадку (всі приймачі з'єднані послідовно) 1722 м. У разі виконання установки за схемою на фіг. 3 або 4 довжина кабелів або теплопроводу для виведення енергії з установки в гіршому випадку складе 37 м. |
 | |
 | |
 | |
 | |
 |
Орієнтація концентрує системи тепловою потужністю 1 МВт і площею 1384 м 2 (37 м х 37 м) в наземних умовах експлуатації представлятиме значні труднощі, тому що потребують реалізації громіздкою і міцної опорно-поворотної конструкції.
Виконання установки по фіг. 5 або 6 дозволяє при нерухомій установці здійснювати орієнтацію тільки первинних концентраторів, що мають значно меншу масу, ніж вся установка, зменшити потрібну потужність на орієнтацію, збільшити потужність самої установки.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. СОНЯЧНА УСТАНОВКА, що містить орієнтується на сонце концентрують сонячне випромінювання систему, що має первинні концентратори, фокусують випромінювання в точкові фокуси, і вторинні відбивачі, які мають спільні фокуси з первинними концентраторами, виконані у вигляді тіл обертання навколо їх осей симетрії і напрямні випромінювання на загальній приймач , що відрізняється тим, що первинні концентратори виконані з можливістю синхронного повороту навколо своїх фокусів, а вторинні відбивачі встановлені нерухомо, виконані у вигляді параболоїдів або гіперболоїдів, осі симетрії яких спрямовані на приймач.
2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що загальний приймач розташований між первинними концентраторами і вторинними відбивачами.
3. Установка по п.1, що відрізняється тим, що первинні концентратори виконані у вигляді лінз Френеля.
Версія для друку
Дата публікації 18.03.2007гг
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.