| 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 RU2295675
СОНЯЧНИЙ МОДУЛЬ з концентраторами
Ім'я винахідника: Стребков Дмитро Семенович (RU); Тверьяновіч Едуард Володимирович (RU); Ерхов Михайло Вікторович (RU); Шеповалова Ольга В'ячеславівна (RU); Петар Ракине (YU)
Ім'я патентовласника: Стребков Дмитро Семенович (RU); Державна наукова установа Всеросійський науково-дослідний інститут електрифікації сільського господарства (ГНУ ВІЕСХ)
Адреса для листування: 109456, Москва, 1-й Вишняківська пр-д, 2, ГНУ ВІЕСХ, О.В. Голубєвої
Дата початку дії патенту: 2005.05.05
Винахід відноситься до області гелиотехники, зокрема, воно стосується створення сонячних модулів з концентраторами сонячного випромінювання для вироблення електрики і тепла. У сонячному модулі з концентратором, що містить дзеркальний відбивач і приймач випромінювання з двосторонньої робочої поверхнею, встановлений в площині миделя, концентратор виконаний у вигляді кільцеподібного полутороідального відбивача, а приймач випромінювання має розміри, рівні діаметру поперечного перерізу півтора, і встановлений в центрі симетрії модуля. Винахід має забезпечити збільшення концентрації випромінювання на приймачі випромінювання.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до області гелиотехники, зокрема, стосується створення сонячних модулів з концентраторами сонячного випромінювання для вироблення електрики і тепла.
Відомий сонячний фотоелектричний модуль з концентратором (прототип), що складається з циліндричного концентратора з сприймає сонячне випромінювання площиною, поперечний переріз концентратора виконано по колу радіуса r, і приймача випромінювання з двосторонньої робочої поверхнею, розташованого в площині радіуса r (патент Франції №2342558, опубл. 23.09.77, МКІ Н 01 I 31/08, G 02 В 5/08). Сонячне випромінювання приходить на сенсорну площину, на якій встановлена частина приймача випромінювання, виконана у вигляді сонячних елементів з двосторонньою світлочутливістю, частина сонячного випромінювання потрапляє безпосередньо на лицьову сторону приймача випромінювання, розташованого на сприймає площині в межах радіусу r. Через другу частину сприймає площині, що має і розмір r, випромінювання проходить на концентратор, відбивається і потрапляє на тильну сторону приймача випромінювання. Концентрація (геометрична) випромінювання на сонячних елементах, що дорівнює відношенню площі сприймає площині (2r) до площі сонячних елементів (r), становить в цьому випадку 2.
Недоліком відомого рішення є низька концентрація випромінювання на сонячних елементах, яка в ідеальному випадку дорівнює 2, а в реальних умовах з урахуванням відображення від циліндричного концентратора складе 1,5-1,6, що призводить до незначної зміни як вартісних характеристик модуля (для фотоелектричних модулів ), так і теплотехнічних параметрів (для комбінованих модулів для вироблення електрики і тепла).
Відомий сонячний модуль з концентратором, що складається з циліндричного концентратора з сприймає сонячне випромінювання площиною і приймача випромінювання з двосторонньої робочої поверхнею, у якого поперечний переріз циліндричного концентратора виконано двома радіусами, причому коло радіуса r сполучається з окружністю великого радіусу R в площині, на якій розташовані центри обох радіусів, перпендикулярній площині, що сприймає випромінювання. Приймач випромінювання може бути розташований в площині радіуса r, поєднаної з площиною сполучення кіл з радіусами r і R (Пат. РФ №2191329, МКІ F 24 J 2/14, 20.02.2001).
Модуль має більш високу концентрацію випромінювання в порівнянні з аналогом. Недоліком сонячного модуля є низьке значення апертурного кута 0-90 °, в межах якого сонячний модуль концентрує пряме і розсіяне сонячне випромінювання.
Запропоноване винахід вирішує таку технічну задачу: збільшує концентрацію випромінювання на приймачі випромінювання.
Для досягнення зазначеного результату в сонячному модулі з концентратором, що містить дзеркальний відбивач і приймач випромінювання з двостороннім поверхнею, встановлений в площині миделя між віссю відбивача і одним з його країв, концентратор виконаний у вигляді кільцеподібного полутороідального відбивача, у якого радіус поперечного перерізу приблизно дорівнює відстані центру поперечного перерізу від осі симетрії півтора, а приймач випромінювання має розміри, рівні діаметру поперечного перерізу півтора, і встановлений в центрі симетрії модуля.
На кресленні представлений вид сонячного модуля з боку випромінювання, поперечний переріз сонячного модуля з полутороідальним концентратором і схема проходження сонячних променів.
 |
Сонячний модуль з концентратором складається з полутороідального дзеркального відбивача 1 з сприймає сонячне випромінювання площиною міделю 2. Полутороідальний концентратор утворений розрізанням тороида на дві симетричні поверхні площиною, що проходить через центри поперечного перерізу тороїда. Поперечний переріз полутороідального відбивача складається з двох півкіл, які є складовими кільцеподібного полутороідального відбивача. Приймач випромінювання 3 лицьовій 4 і тильної 5 робочою поверхнею встановлений в площині миделя 2. Поперечний перетин відбивача 1 має радіус r і віддалене від центру симетрії 6 відбивача 3 на відстань R, R = r. Центр симетрії 7 приймача 3 збігається з центром симетрії 4 відбивача 1. Крім того, на кресленні зображено: сонячні промені 1 1 і 1 2 і схема їх проходження в сонячному модулі, діаметр приймача D 1 і діаметр концентратора D 2. |
Сонячний модуль працює наступним чином. Сонячне випромінювання надходить на полутороідальний дзеркальний відбивач і після одного або декількох перевідбиттів надходить на тильну поверхню 5 приймача випромінювання 3. Одночасно висвітлюється лицьова поверхня 4 приймача 3. Геометричний коефіцієнт концентрації сонячного модуля дорівнює 
. Так як D 2 = 2D 1, K = 4.
Приймач 3 може бути виконаний у вигляді квадрата зі стороною, рівною D 1. В цьому випадку геометричний коефіцієнт концентрації
Якщо приймач 3 має тільки одну робочу поверхню 5, звернену до поверхні дзеркального відбивача, коефіцієнт концентрації дорівнює для круглого приймача діаметром D 1
для квадратного приймача зі стороною D 1
При D 2 = 2D 1, для круглого приймача К = 3, а для квадратного приймача К = 
-1.
Як приймач 3 використовують фотоелектричні перетворювачі і металеві абсорбери з покриттям. Дзеркальний полутороідальний відбивач 1 виготовляють шляхом штампування з металевого листа, наприклад, полірованого алюмінію.
Дзеркальний полутороідальний відбивач великих розмірів виготовляють зі скляних дзеркальних фацет. Приклад виконання сонячного модуля. Дзеркальний відбивач 1 виконаний з полірованого алюмінію з діаметром D 2 = 50 мм. Приймач 3 виконаний з сонячного елемента розміром 25 × 25 мм. Сонячний модуль має пікову електричну потужність 200 мВт, коефіцієнт концентрації 3, оптичний ККД 0,7, ККД сонячного елементу 14%. Сонячний модуль встановлюється стаціонарно і не вимагає стеження за Сонцем.
Перевагою сонячного модуля є високий коефіцієнт концентрації 3-4 в порівнянні з прототипом і використання як прямого, так і розсіяного сонячного випромінювання в межах апертурного кута 180 °. Сонячний модуль може і використовуватися для перетворення штучного випромінювання, наприклад зварювальної дуги, електричної лампи і лазерного випромінювання з будь-якого напрямку в верхній півплощині міделю 2.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Сонячний модуль з концентратором, що містить дзеркальний відбивач і приймач випромінювання з двосторонньої робочої поверхнею, встановлений в площині миделя, що відрізняється тим, що концентратор виконаний у вигляді кільцеподібного полутороідального відбивача, а приймач випромінювання має розміри, рівні діаметру поперечного перерізу півтора, і встановлений в центрі симетрії модуля.
Версія для друку
Дата публікації 24.03.2007гг
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.