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)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2206837

СОНЯЧНИЙ МОДУЛЬ з концентраторами (ВАРІАНТИ)

Ім'я винахідника: Стребков Д.С .; Безруких П.П .; Тверьяновіч Е.В.
Ім'я патентовласника: Стребков Дмитро Семенович; Безруких Павло Павлович; Тверьяновіч Едуард Володимирович
Адреса для листування: 109456, Москва, 1-й Вишняківська пр-д, 2, ВІЕСХ, ОНТИ і патентування, О.В.Голубевой
Дата початку дії патенту: 2001.01.19

Винахід відноситься до геліоенергетики, зокрема до сонячних енергетичних модулів з концентратором, в якому сонячне випромінювання збирається Параболоциліндричні фокліном, виконаним з двох параболоціліндров. Згідно винаходу в сонячному модулі, що містить лінійно-фокусує Параболоциліндричні дзеркальний відбивач і приймач у вигляді смуги, встановлений паралельно фокальній площині відбивача, дзеркальний відбивач виконаний у вигляді однієї гілки Параболоциліндричні відбивача з апертурним кутом менше 48 ^o і забезпечений другим напівциліндричним дзеркальним відбивачем, краю гілок якого збігаються з фокальній віссю і гілкою основного Параболоциліндричні дзеркального відбивача, оптична вісь другого дзеркального відбивача паралельна фокальній осі основного відбивача і розташована на середині відстані між фокальній віссю і гілкою основного дзеркального відбивача, а між віссю і гілкою другого дзеркального відбивача встановлений паралельно фокальній осі третій дзеркальний напівциліндричний відбивач, краї якого збігаються з віссю і гілкою другого дзеркального відбивача. Винахід має забезпечити збільшення коефіцієнта концентрації, підвищення ефективності використання сонячної енергії та зниження вартості одержуваної електроенергії і теплоти.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до геліоенергетики, зокрема до сонячних енергетичних модулів з концентратором, в якому сонячне випромінювання збирається Параболоциліндричні фокліном, виконаним з двох параболоціліндров, і відбивається на приймач випромінювання, встановлений на нижньому підставі фокліна (патент США 3923381 від 02.12.1975, кл. 350 / 293, 126/271, 350/294).

Недоліком відомого модуля є низька концентрація, пов'язана з його апертурним кутом співвідношенням K _геом = 1 / sin , при = 250 °, К _геом = 2,36. Іншим недоліком є ​​низька ефективність використання сонячної енергії через нерівномірне висвітлення приймача концентрованим випромінюванням.

Відомий сонячний фотоелектричний модуль з концентратором сонячної енергії, що містить скоммутірованние і встановлені між двома листами скла двосторонні сонячні елементи у вигляді смуг, перпендикулярних основи модуля, з тильного боку яких симетрично щодо середини сонячних елементів встановлено два напівциліндричних концентратора, сумарна площа апаратури яких в два рази більше площі сонячних елементів. При установці модуля під кутом до горизонту, рівним по широті місцевості і полярної орієнтації осі концентраторів південь-північ, фотоелектричний модуль працює цілий рік без стеження за сонцем з теоретичним коефіцієнтом концентрації К = 2. Фактично коефіцієнт концентрації з урахуванням косинусного втрат і втрат на відбиття становить 1,56 (I. Edmond. Solar Energy Materials. 1990, 21, p. 173-190).

Недоліком відомого фотоелектричного модуля є низький коефіцієнт концентрації і висока вартість модуля, практично рівна вартості фотоелектричного модуля без концентратора. Іншим недоліком є ​​неможливість використання модуля при іншій, крім полярної, системи орієнтації на Сонце, наприклад в фотоелектричних фасадах будівель і при орієнтації схід-захід.

Ще одним недоліком відомого пристрою є неможливість використання його в фасадах будівель для отримання теплоти і освітлення будівель природним сонячним випромінюванням.

Завданням винаходу є збільшення коефіцієнта концентрації, підвищення ефективності використання сонячної енергії та зниження вартості одержуваної електроенергії і теплоти, а й створення ефективних геліотехнічних пристроїв, вбудованих в фасади і дахи будинків для забезпечення їх електроенергією, теплом, гарячою водою, енергією для приготування їжі і природним сонячним освітленням.

В результаті використання пропонованого сонячного модуля з концентратором збільшується коефіцієнт концентрації, з'являється можливість використання сонячного модуля для енергопостачання і освітлення будівель і створення енергетичних установок.

Вищевказаний технічний результат досягається тим, що в сонячному модулі з концентратором, що містить основний лінійно-фокусує Параболоциліндричні дзеркальний відбивач і приймач у вигляді смуги, встановлений паралельно фокальній осі основного відбивача, основний дзеркальний відбивач виконаний у вигляді однієї гілки Параболоциліндричні відбивача з апертурним кутом менше 48 ^o і забезпечений другим напівциліндричним дзеркальним відбивачем, краю гілок якого збігаються з фокальній віссю і гілкою основного Параболоциліндричні дзеркального відбивача, оптична вісь другого дзеркального відбивача паралельна фокальній осі основного відбивача і розташована на середині відстані між фокальній віссю і гілкою основного дзеркального відбивача, а між оптичною віссю і гілкою другого дзеркального відбивача встановлений паралельно фокальній осі третій дзеркальний напівциліндричний відбивач, краї якого збігаються з оптичною віссю і гілкою другого дзеркального відбивача, а смуга приймача з двостороннім поверхнею встановлена ​​між віссю і гілкою третього дзеркального відбивача, причому третій дзеркальний відбивач забезпечений пристроєм повороту навколо своєї осі .

Для збільшення ефективності сонячного модуля з концентратором в сонячному модулі з концентратором третій додатковий відбивач встановлений паралельно фокальній осі між осями основного та другого додаткового відбивачів, а смуга приймача встановлена ​​між осями основного та третього відбивачів.

Для збільшення ефективності сонячного модуля з концентратором краю третього додаткового відбивача збігаються з фокальній віссю основного відбивача і віссю другого додаткового відбивача, а смуга приймача встановлена ​​між осями другої і третьої додаткових відбивачів.

У сонячному модулі з концентратором для збільшення ефективності третій додатковий відбивач встановлений паралельно фокальній осі між віссю другого додаткового відбивача і краєм основного відбивача, а смуга приймача встановлена ​​між осями другої і третьої додаткових відбивачів.

Для збільшення ефективності в сонячному модулі з концентратором третій додатковий відбивач встановлений між віссю другого додаткового відбивача і гілкою основного відбивача, а смуга приймача встановлена ​​між віссю третього додаткового відбивача і гілкою основного відбивача.

Для збільшення ефективності в сонячному модулі з концентратором осі додаткового відбивача і смуга приймача встановлені паралельно фокальній осі в фокальній площині основного відбивача.

У сонячному модулі з концентратором для збільшення ефективності третій додатковий відбивач встановлений паралельно фокальній осі в площині симетрії між віссю і вершиною другого додаткового відбивача, а пластина приймача встановлена ​​в площині симетрії другого додаткового відбивача.

Для збільшення тривалості роботи сонячного модуля з концентратором третій напівциліндричний дзеркальний відбивач виконаний з можливістю повороту навколо оптичної осі на 180 ^o при проходженні концентрованого сонячного випромінювання через оптичну вісь другого полуціліндріческого відбивача і його висвітленні, а й при попаданні концентрованого сонячного випромінювання на тильну опуклу сторону третього полуціліндріческого відбивача.

В іншому варіанті в сонячному модулі з концентратором, що містить основний лінійно-фокусує циліндричний дзеркальний відбивач і приймач випромінювання, встановлений паралельно фокальній осі основного відбивача, основний відбивач виконаний з двох різновеликих частин, причому більша частина відбивача виконана у вигляді однієї гілки Параболоциліндричні відбивача, а менша частина у вигляді кругового циліндричного відбивача з віссю, що збігається з фокальній віссю Параболоциліндричні відбивача, основний дзеркальний відбивач забезпечений другим і третім додатковими відбивачами, осі яких паралельні фокальній осі, вісь другого додаткового відбивача розташована на середині площині, що з'єднує фокальную вісь основного відбивача і лінію перетину країв основного і другого додаткового відбивачів, а краю гілок третього додаткового відбивача збігаються з віссю і гілкою другого додаткового відбивача, а смуга приймача з двосторонньої робочої поверхнею встановлена ​​між віссю і гілкою третього додаткового відбивача, а третій додатковий дзеркальний відбивач забезпечений пристроєм повороту навколо своєї осі.

Для збільшення ефективності сонячного модуля з концентратором в сонячному модулі з концентратором третій додатковий відбивач встановлений паралельно фокальній осі між осями основного та другого додаткового відбивачів, а смуга приймача встановлена ​​між осями основного та третього відбивачів.

Для збільшення ефективності сонячного модуля з концентратором краю третього додаткового відбивача збігаються з фокальній віссю основного відбивача і віссю другого додаткового відбивача, а смуга приймача встановлена ​​між осями другої і третьої додаткових відбивачів.

У сонячному модулі з концентратором для збільшення ефективності третій додатковий відбивач встановлений паралельно фокальній осі між віссю другого додаткового відбивача і краєм основного відбивача, а смуга приймача встановлена ​​між осями другої і третьої додаткових відбивачів.

Для збільшення ефективності в сонячному модулі з концентратором третій додатковий відбивач встановлений між віссю другого додаткового відбивача і гілкою основного відбивача, а смуга приймача встановлена ​​між віссю третього додаткового відбивача і гілкою основного відбивача.

Для збільшення ефективності в сонячному модулі з концентратором осі додаткового відбивача і смуга приймача встановлені паралельно фокальній осі в фокальній площині основного відбивача.

У сонячному модулі з концентратором для збільшення ефективності третій додатковий відбивач встановлений паралельно фокальній осі в площині симетрії між віссю і вершиною другого додаткового відбивача, а пластина приймача встановлена ​​в площині симетрії другого додаткового відбивача.

Для збільшення тривалості роботи сонячного модуля з концентратором третій напівциліндричний дзеркальний відбивач виконаний з можливістю повороту навколо оптичної осі на 180 ^o при проходженні концентрованого сонячного випромінювання через оптичну вісь другого полуціліндріческого відбивача і його висвітленні, а й при попаданні концентрованого сонячного випромінювання на тильну опуклу сторону третього полуціліндріческого відбивача.

В іншому варіанті в сонячному модулі з концентратором, що містить основний лінійно-фокусує циліндричний дзеркальний відбивач і приймач випромінювання, встановлений паралельно фокальній осі основного відбивача, між фокальній віссю і гілкою основного дзеркального відбивача встановлені паралельно фокальній осі попарно два або більше додаткових друге і третє дзеркальних напівциліндричних відбивачів, гілки друге додаткових дзеркальних відбивачів з'єднані між собою, утворюючи безперервні смуги з полуцилиндров, які об'єднані з основним відбивачем в єдину оптичну концентрують систему, всередині кожного другого додаткового полуціліндріческого відбивача встановлений третій напівциліндричний дзеркальний відбивач таким чином, що гілки кожного третього додаткового дзеркального відбивача встановлені між оптичною віссю і гілкою відповідного другого додаткового дзеркального відбивача, а смуга приймача випромінювання встановлена ​​між оптичною віссю і гілкою кожного третього додаткового дзеркального відбивача.

Для збільшення ефективності сонячного модуля з концентратором в сонячному модулі з концентратором третій додатковий відбивач встановлений паралельно фокальній осі між осями основного та другого додаткового відбивачів, а смуга приймача встановлена ​​між осями основного та третього відбивачів.

Для збільшення ефективності сонячного модуля з концентратором краю третього додаткового відбивача збігаються з фокальній віссю основного відбивача і віссю другого додаткового відбивача, а смуга приймача встановлена ​​між осями другої і третьої додаткових відбивачів.

У сонячному модулі з концентратором для збільшення ефективності третій додатковий відбивач встановлений паралельно фокальній осі між віссю другого додаткового відбивача і краєм основного відбивача, а смуга приймача встановлена ​​між осями другої і третьої додаткових відбивачів.

Для збільшення ефективності в сонячному модулі з концентратором третій додатковий відбивач встановлений між віссю другого додаткового відбивача і гілкою основного відбивача, а смуга приймача встановлена ​​між віссю третього додаткового відбивача і гілкою основного відбивача.

Для збільшення ефективності в сонячному модулі з концентратором осі додаткового відбивача і смуга приймача встановлені паралельно фокальній осі в фокальній площині основного відбивача.

У сонячному модулі з концентратором для збільшення ефективності третій додатковий відбивач встановлений паралельно фокальній осі в площині симетрії між віссю і вершиною другого додаткового відбивача, а пластина приймача встановлена ​​в площині симетрії другого додаткового відбивача.

Для збільшення тривалості роботи сонячного модуля з концентратором третій напівциліндричний дзеркальний відбивач виконаний з можливістю повороту навколо оптичної осі на 180 ^o при проходженні концентрованого сонячного випромінювання через оптичну вісь другого полуціліндріческого відбивача і його висвітленні, а й при попаданні концентрованого сонячного випромінювання на тильну опуклу сторону третього полуціліндріческого відбивача.

Сонячний модуль з концентратором встановлений на балконі будівлі, або встановлений у вигляді стіни будівлі, або встановлений під прозорим дахом будівлі, а фокальна площина нахилена до горизонтальної площини під кутом 113,5 ° - , де - Широта місцевості, при горизонтальному розташуванні сонячного модуля і під кутом 113,5 ° - - При вертикальному розташуванні модуля, де - Апертурний кут концентратора.

В іншому варіанті виконання фокальна площина Параболоциліндричні відбивача нахилена до горизонтальної площини під кутом 66,5 ° - при вертикальному розташуванні сонячного модуля. Для отримання гарячої води і опалення сонячний модуль з концентратором містить приймач у вигляді пластини металевого абсорбера з покриттям на двох сторонах пластини, оточеній з двох сторін прозорою теплоізолюючих оболонкою. Приймач має канали для протікання охолоджуючої рідини або повітря.

Для комбінованого виробництва електричної енергії і теплоти на металевій пластині закріплені з двох сторін скоммутірованние сонячні елементи з покриттям.

Для отримання електричної енергії сонячний модуль має приймач з скоммутірованних сонячних елементів з двосторонньої робочої поверхнею, які укладені в прозору оболонку.

Для збільшення ефективності перетворення сонячної енергії в електричну енергію і тепло сонячний модуль містить два або більше приймача з металевим абсорбером, у яких канали для протікання охолоджуючої рідини з'єднані послідовно і паралельно таким чином, що потік охолоджуючої рідини спрямований від приймача з сонячними елементами до приймача з просвітлює покриттям.

Для збільшення тривалості роботи сонячного модуля з концентратором в стаціонарному положенні третій напівциліндричний дзеркальний відбивач повертають навколо оптичної осі на 180 ^o при проходженні концентрованого сонячного випромінювання через оптичну вісь другого полуціліндріческого відбивача і його висвітленні, а й при висвітленні концентрованим випромінюванням тильній опуклою поверхні третього полуціліндріческого відбивача.

Суть винаходу пояснюється кресленнями.

На фіг. 1 представлений загальний вигляд сонячного модуля з концентратором, де основний дзеркальний відбивач виконаний у вигляді однієї гілки Параболоциліндричні концентратора з апертурним кутом 36 ^o, а краю смуги приймача випромінювання збігаються з оптичною віссю і гілкою третього дзеркального відбивача.

На фіг. 2 - сонячний модуль з концентратором, де дзеркальний відбивач складається з двох різновеликих частин, а краю смуги приймача випромінювання збігаються з фокальній віссю Параболоциліндричні концентратора і віссю третього дзеркального полуціліндріческого відбивача.

На фіг. 3 - сонячний модуль з концентратором, де основний дзеркальний відбивач виконаний у вигляді однієї гілки Параболоциліндричні відбивача і забезпечений другим і третім напівциліндричними дзеркальними відбивачами, а смуга приймача випромінювання встановлена ​​в площині симетрії Параболоциліндричні концентратора між його гілкою і оптичною віссю третього полуціліндріческого відбивача.

На фіг. 4 - сонячний модуль з концентратором, де краю смуги приймача випромінювання збігаються з оптичними осями другої і третьої дзеркальних напівциліндричних відбивачів.

На фіг. 5 - сонячний модуль з концентратором, де смуга приймача випромінювання встановлена ​​між гілкою і оптичною віссю третього дзеркального полуціліндріческого відбивача.

На фіг. 6 - сонячні модулі з концентраторами, встановлені вертикально у вигляді стіни будівлі один над одним, у кожного модуля смуга приймача випромінювання встановлена ​​у вертикальній площині між оптичною віссю і гілкою третього дзеркального полуціліндріческого відбивача.

На фіг. 7 - сонячний модуль з концентратором, встановлений на балконі будівлі.

На фіг. 8 - сонячний модуль з концентратором, встановлений під прозорим дахом будівлі.

На фіг. 1 сонячний модуль з концентратором містить основний фокусує Параболоциліндричні дзеркальний відбивач 1 з апертурним кутом , Приймачем з двосторонньої робочої поверхнею 2, фокальній віссю 3 і фокальною площиною відбивача 4.

Ширина сонячного модуля в горизонтальній площині дорівнює ширині D модуля 5 концентратора плюс радіус R другого полуціліндріческого відбивача 6 з оптичною шириною d, приймач 2 встановлений перпендикулярно площині модуля 5 між фокальній віссю 3 і віссю O ₁ третього полуціліндріческого дзеркального відбивача 7.

Фокальна площина 3 нахилена до горизонтальної площини 8 під кутом .

кут може змінюватися в межах від ₁ = 113,75 ° - до ₂ = 66,25 ° - + . В першому випадку ₁ фокальна площина 4 Параболоциліндричні концентратора 1 спрямована на положення Сонця 22 червня (літнє сонцестояння), у другому випадку ₂ - гілка Параболоциліндричні концентратора 1 спрямована на положення Сонця 22 грудня (зимове сонцестояння).

Сонячний модуль з концентратором 1 кріпиться до горизонтальної площини 8 за допомогою опор 9.

На фіг. 2 сонячний модуль з концентратором містить лінійно-фокусує дзеркальний відбивач, що складається з Параболоциліндричні дзеркального відбивача 1 з фокальній віссю 3 і розташованого за фокальною площиною 4 кругового циліндричного відбивача 10 з радіусом R _1, рівним фокусної відстані AF Параболоциліндричні концентратора.

Для збільшення концентрації сонячного випромінювання сонячний модуль містить другий напівциліндричний відбивач 6 з радіусом R = AF / 2 = OF і третій напівциліндричний відбивач 7 з радіусом R ₂ = FO ₁ = R _2/2. Приймач випромінювання 2 має ширину d = R ₂ і встановлений в площині модуля 5 між фокальній віссю 3 Параболоциліндричні відбивача 1 і оптичною віссю O ₁ третього дзеркального відбивача 7.

На фіг. 3 сонячний модуль з концентратором містить фокусує Параболоциліндричні дзеркальний відбивач 1 з фокальній віссю 3, встановлений в фокальній площині 4 приймач з двосторонньої робочої поверхнею 2, другий напівциліндричний дзеркальний відбивач 6 з центром О, радіус R = OF = AF / 2 якого дорівнює половині фокусної відстані AF Параболоциліндричні відбивача 1. При введенні третього полуціліндріческого дзеркального концентратора 7 площа приймача 2 зменшується в два рази і зростає коефіцієнт геометричній концентрації.

На фіг. 4 сонячний модуль з концентратором містить фокусує Параболоциліндричні дзеркальний відбивач 1 з фокальній віссю 3, приймач з двосторонньої робочої поверхнею 2, встановлений в фокальній площині 4, два других напівциліндричних дзеркальних відбивача 6 і два третіх напівциліндричних відбивача 7, що мають спільну точку перетину гілок в точці О , причому OF = AO. Краї смуги приймача випромінювання 2 збігаються з оптичними осями ₁ третє дзеркальних відбивачів 7.

На фіг. 5 сонячний модуль з концентратором містить фокусує Параболоциліндричні дзеркальний відбивач 1 з фокальній віссю 3, встановлений вертикально приймач з двосторонньої робочої поверхнею 2, другий і третій напівциліндричні дзеркальні відбивачі 6 і 7, причому краю смуги приймача випромінювання збігаються з оптичною віссю O ₁ і гілкою третього дзеркального відбивача 7.

кут нахилу фокальній площині 4 Параболоциліндричні концентратора 1 до горизонтальної площини змінюється від ₁ = 66,25 ° - до ₂ = 113,75 ° - - . кут ₁ відповідає орієнтації фокальній площині на положення Сонця 22 грудня і кут ₂ відповідає орієнтації гілки Параболоциліндричні концентратора 1 на положення Сонця 22 червня.

На фіг. 6 сонячні модулі з Параболоциліндричні концентраторами 1 встановлені в вертикальній стіні будівлі 11. Кожен сонячний модуль з концентратором містить фокусує Параболоциліндричні дзеркальний відбивач 1 з фокальній віссю 3, приймач з двосторонньої робочої поверхнею 2, другий і третій напівциліндричні дзеркальні відбивачі 6 і 7. Фокальна площину 4 Параболоциліндричні концентратора 1 нахилена до горизонтальної площини під кутом , де має значення від ₁ = 66,25 ° - до ₂ = 113,75 ° - - .

На фіг. 7 сонячний модуль з концентратором містить фокусує Параболоциліндричні дзеркальний відбивач 1 з фокальній віссю 3, приймач з двосторонньої робочої поверхнею 2, другий і третій напівциліндричні дзеркальні відбивачі 6 і 7. Сонячний модуль з концентратором встановлений на балконі 12 будівлі 11. Приймач 2 встановлений в площині симетрії ГО ₁ полуціліндріческого другого дзеркального відбивача 6 між оптичною віссю O ₁ і гілкою третього відбивача 7.

На фіг. 8 сонячні модулі з концентратором встановлені під прозорим дахом 13 будівлі 11. Кожен сонячний модуль з концентратором містить фокусує Параболоциліндричні дзеркальний відбивач 1 з фокальній віссю 3. Приймач з двосторонньої робочої поверхнею 2 встановлений в фокальній площині між фокальній віссю 3 і гілкою третього полуціліндріческого дзеркального відбивача 7 .

Приймач 2 виконаний у вигляді пластини металевого абсорбера з покриттям на двох сторонах, оточеного з двох сторін прозорою теплоізолюючих оболонкою. Приймач має канали для протікання води або для обдування повітрям.

В іншому варіанті виконання приймача 2 на металевій пластині абсорбера встановлені з двох сторін замість просветляющего покриття скоммутірованние сонячні елементи з покриттям.

Ще в одному варіанті конструкції в якості приймача 2 встановлені скоммутірованние сонячні елементи з двосторонньої робочої поверхнею.

Сонячний модуль з концентратором працює наступним чином.

Параболоциліндричні концентратор 1 з фокальній віссю 3 (фіг. 1), орієнтованої із заходу на схід, концентрує сонячне випромінювання в межах апертурного кута на приймачі 2. Сонячне випромінювання 22 червня концентрується на фокальній осі 3. У міру зменшення відмінювання Сонця в межах апертурного кута смуга концентрованого випромінювання переміщується від фокальної осі уздовж приймача 2. Циліндричні відбивачі 6 і 7 збільшують концентрацію сонячного випромінювання при низькому відмінюванні Сонця, коли сонячне випромінювання падає на частину відбивачів 6 і 7, віддалених від фокальної осі 3. Приймач 2 перетворює сонячну енергію в теплову і електричну енергію. Для збільшення тривалості роботи сонячного модуля з концентратором в стаціонарному положенні третій напівциліндричний дзеркальний відбивач 7 повертають навколо його оптичної осі O ₁ на 180 ^o при проходженні сконцентрованого сонячного випромінювання через оптичну вісь Про другого полуціліндріческого відбивача 6 і його висвітленні, а й при попаданні концентрованого випромінювання на тильну опуклу поверхню третього полуціліндріческого відбивача 7.

Час роботи сонячного модуля в стаціонарному стані визначається співвідношенням T ₀ = 365 / 94, де Т ₀ - кількість днів роботи, а - Апертурний кут концентратора в градусах.

Для сонячних модулів час стаціонарної роботи Т ₀ одно часу переміщення смуги концентрованого випромінювання уздовж приймача 2 з двох його сторін послідовно.

Для сонячних модулів з додатковими другим 6 і третім 7 напівциліндричними відбивачами на фіг.1 смуга концентрованого сонячного випромінювання протягом часу Т _0/4 потрапляє на одну поверхню приймача 2, а протягом часу з Т _0/4 до Т _0/2 перевідбивається з допомогою третього додаткового дзеркального відбивача 7 на протилежну робочу поверхню приймача 2. в результаті площа приймача 2 зменшується в 2 рази і зростає коефіцієнт концентрації. При зниженні кута відмінювання Сонця сонячне випромінювання, сконцентроване Параболоциліндричні концентратором 1, переміщається в фокальній площині 4 від фокальної осі 3 вниз. Після закінчення часу Т = Т _0/2 при переході концентрованого випромінювання вниз через оптичну вісь Про другого полуціліндріческого відбивача повертають на 180 ^o навколо осі O ₁ третій напівциліндричний дзеркальний відбивач 7. При цьому сконцентроване сонячне випромінювання відбивається від другого додаткового дзеркального відбивача 6 і потрапляє на третій дзеркальний відбивач 7 і приймач 2 з двосторонньої робочої поверхнею. Ефективність використання сонячного випромінювання збільшується за рахунок перерозподілу концентрованого випромінювання на напівциліндричні відбивачі 6 або 7 і більше однорідного і рівномірного освітлення приймача 2.

Коефіцієнт геометричній концентрації дорівнює

K _геом = D / d = 8/1-cos (2 ).

для ° = 24, 32, 36 ° значення геометричній концентрації складають 24,2, 14,2 і 11,6 відповідно, тобто введення третього дзеркального концентратора збільшує коефіцієнт концентрації до 11,6 - 24,2-кратною.

Приклади конкретного виконання сонячного модуля з концентратором.

1. Сонячний фотоелектричний модуль з Параболоциліндричні концентратором 1 має розмір модуля 5 1,25 · 1,2 м, довжину 1,25 м, апертурний кут 36 ^o, діаметр другого додаткового полуціліндріческого відбивача 200 мм, а ширина приймача випромінювання 2 дорівнює 100 мм. Як смуги приймача 2 встановлені вертикально (фіг. 1) 36 скоммутірованних сонячних елементів розміром 25 · 100 мм в скляній оболонці шириною 110 мм і загальною довжиною 900 мм.

Сонячний модуль на широті Москви орієнтований на південь таким чином, що фокальна площина 4 нахилена до горизонтальної поверхні під кутом 58 ^o. Час роботи в стаціонарному стані для широти Москви = 55 ° становить 9 місяців, з 7 лютого по 7 грудня. Через 4,5 місяця роботи - 15 квітня і 30 серпня - повертають третій додатковий дзеркальний відбивач 7 навколо осі O ₁ на 180 ^o. З 15 квітня по 30 серпня третій дзеркальний відбивач 7 встановлено в положенні, показаному на фіг. 1-4 суцільною лінією, а в період з 30 серпня до 15 квітня третій дзеркальний відбивач 7 встановлено в положенні, показаному на фіг. 1-4 пунктирною лінією. Електрична потужність електричного модуля дорівнює 100 Вт, напруга 12 В, коефіцієнт геометричній концентрації 11,6, оптичний ККД 0,8, фактичний коефіцієнт концентрації 9,28.

2. Сонячний теплової модуль з Параболоциліндричні концентратором 1 на фіг. 5, 6 встановлений на широті м.Геленджика з апертурою = 24 °, має приймач 2 у вигляді абсорбера з пластини алюмінію завтовшки 2 мм, в центрі якої зварюванням приєднана трубка з латуні діаметром 15 мм. Абсорбер має з двох сторін покриття, що просвітлює і захисне покриття із загартованого скла товщиною 3 мм з покриттям, що відображає ІК-випромінювання. Ширина D модуля дорівнює 2,16 м, довжина 2,5 м. При вертикальному розташуванні приймача 2 шириною 100 мм, радіусами другого відбивача 400 мм і третього відбивача 200 мм коефіцієнт геометричній концентрації дорівнює 24,2. Фокальна площина 4 нахилена до горизонтальної площини під кутом 45 ^o. Час стаціонарної роботи становить 6 місяців, з 22 березня по 22 вересня, а теплова потужність модуля дорівнює 4 кВт, температура води на виході з абсорбера 95 ^o С.

Протягом часу з 7 травня по 7 серпня третій дзеркальний відбивач 7 працює в положенні, показаному на фіг. 5, 6 пунктирною лінією, а з 22 березня по 7 травня і з 7 серпня по 22 вересня працює в положенні, показаному на фіг. 5, 6 суцільною лінією.

У порівнянні з прототипом при використанні двосторонніх приймачів 2 вдається спростити конструкцію стаціонарного концентратора, використовуючи одну гілку параболи, зменшити фокусна відстань модуля, збільшити ступінь концентрації випромінювання і за рахунок зниження площі приймача знизити вартість сонячної модуля.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Сонячний модуль з концентратором, що містить основний лінійно-фокусує Параболоциліндричні дзеркальний відбивач і приймач у вигляді смуги, встановлений паралельно фокальній осі основного відбивача, який відрізняється тим, що основний дзеркальний відбивач виконаний у вигляді однієї гілки Параболоциліндричні відбивача з апертурним кутом менше 48 ^o і забезпечений другим напівциліндричним дзеркальним відбивачем, краю гілок якого збігаються з фокальній віссю і гілкою основного Параболоциліндричні відбивача, оптична вісь другого дзеркального відбивача паралельна фокальній осі основного відбивача і розташована на середині відстані між фокальній віссю і гілкою основного дзеркального відбивача, а між оптичною віссю і гілкою другого дзеркального відбивача встановлений паралельно фокальній осі третій дзеркальний напівциліндричний відбивач, краї якого збігаються з оптичною віссю і гілкою другого дзеркального відбивача, а смуга приймача з двосторонньою поверхнею встановлена ​​між віссю і гілкою третього дзеркального відбивача, причому третій дзеркальний відбивач забезпечений пристроєм повороту навколо своєї осі.

2. Сонячний модуль з концентратором по п.1, що відрізняється тим, що третій додатковий відбивач встановлений паралельно фокальній осі між осями основного та другого додаткового відбивачів, а смуга приймача встановлена ​​між осями основного та третього відбивачів.

3. Сонячний модуль з концентратором по п.1, що відрізняється тим, що краю третього додаткового відбивача збігаються з фокальній віссю основного відбивача і віссю другого додаткового відбивача, а смуга приймача встановлена ​​між осями другої і третьої додаткових відбивачів.

4. Сонячний модуль з концентратором по п.1, що відрізняється тим, що третій додатковий відбивач встановлений паралельно фокальній осі між віссю другого додаткового відбивача і краєм основного відбивача, а смуга приймача встановлена ​​між осями другої і третьої додаткових відбивачів.

5. Сонячний модуль з концентратором по п.1, що відрізняється тим, що третій додатковий відбивач встановлений між віссю другого додаткового відбивача і гілкою основного відбивача, а смуга приймача встановлена ​​між віссю третього додаткового відбивача і гілкою основного відбивача.

6. Сонячний модуль з концентратором по п.1, що відрізняється тим, що осі додаткового відбивача і смуга приймача встановлені паралельно фокальній осі в фокальній площині основного відбивача.

7. Сонячний модуль з концентратором по п.1, що відрізняється тим, що третій додатковий відбивач встановлений паралельно фокальній осі в площині симетрії між віссю і вершиною другого додаткового відбивача, а пластина приймача встановлена ​​в площині симетрії другого додаткового відбивача.

8. Сонячний модуль з концентратором за допомогою одного з пп.1-7, що відрізняється тим, що третій напівциліндричний дзеркальний відбивач виконаний з можливістю повороту навколо оптичної осі на 180 ^o при проходженні концентрованого сонячного випромінювання через оптичну вісь другого полуціліндріческого відбивача і його висвітленні, а й при попаданні концентрованого сонячного випромінювання на тильну опуклу сторону третього полуціліндріческого відбивача.

9. Сонячний модуль з концентратором, що містить основний лінійно-фокусує циліндричний дзеркальний відбивач і приймач випромінювання, встановлений паралельно фокальній осі основного відбивача, який відрізняється тим, що основний відбивач виконаний з двох різновеликих частин, причому більша частина відбивача виконана у вигляді однієї гілки Параболоциліндричні відбивача, а менша частина - у вигляді кругового циліндричного відбивача з віссю, що збігається з фокальній віссю Параболоциліндричні відбивача, основний дзеркальний відбивач забезпечений другим і третім додатковими відбивачами, осі яких паралельні фокальній осі, вісь другого додаткового відбивача розташована на середині площині, що з'єднує фокальную вісь основного відбивача і лінію перетину країв основного і другого додаткового відбивачів, краю гілок третього додаткового відбивача збігаються з віссю і гілкою другого додаткового відбивача, смуга приймача з двосторонньої робочої поверхнею встановлена ​​між віссю і гілкою третього додаткового відбивача, а третій додатковий дзеркальний відбивач забезпечений пристроєм повороту навколо своєї осі.

10. Сонячний модуль з концентратором по п.9, що відрізняється тим, що третій додатковий відбивач встановлений паралельно фокальній осі між осями основного та другого додаткового відбивачів, а смуга приймача встановлена ​​між осями основного та третього відбивачів.

11. Сонячний модуль з концентратором по п.9, що відрізняється тим, що краю третього додаткового відбивача збігаються з фокальній віссю основного відбивача і віссю другого додаткового відбивача, а смуга приймача встановлена ​​між осями другої і третьої додаткових відбивачів.

12. Сонячний модуль з концентратором по п.9, що відрізняється тим, що третій додатковий відбивач встановлений паралельно фокальній осі між віссю другого додаткового відбивача і краєм основного відбивача, а смуга приймача встановлена ​​між осями другої і третьої додаткових відбивачів.

13. Сонячний модуль з концентратором по п.9, що відрізняється тим, що третій додатковий відбивач встановлений між віссю другого додаткового відбивача і гілкою основного відбивача, а смуга приймача встановлена ​​між віссю третього додаткового відбивача і гілкою основного відбивача.

14. Сонячний модуль з концентратором по п.9, що відрізняється тим, що осі додаткового відбивача і смуга приймача встановлені паралельно фокальній осі в фокальній площині основного відбивача.

15. Сонячний модуль з концентратором по п.9, що відрізняється тим, що третій додатковий відбивач встановлений паралельно фокальній осі в площині симетрії між віссю і вершиною другого додаткового відбивача, а пластина приймача встановлена ​​в площині симетрії другого додаткового відбивача.

16. Сонячний модуль з концентратором за допомогою одного з пп.9-15, що відрізняється тим, що третій напівциліндричний дзеркальний відбивач виконаний з можливістю повороту навколо оптичної осі на 180 ^o при проходженні концентрованого сонячного випромінювання через оптичну вісь другого полуціліндріческого відбивача і його висвітленні, а й при попаданні концентрованого сонячного випромінювання на тильну опуклу сторону третього полуціліндріческого відбивача.

17. Сонячний модуль з концентратором, що містить основний лінійно-фокусує циліндричний дзеркальний відбивач і приймач випромінювання, встановлений паралельно фокальній осі основного відбивача, який відрізняється тим, що між фокальній віссю і гілкою основного дзеркального відбивача встановлені паралельно фокальній осі попарно два або більше додаткових друге і третє дзеркальних напівциліндричних відбивача, гілки друге додаткових дзеркальних відбивачів з'єднані між собою, утворюючи безперервні смуги з полуцилиндров, які об'єднані з основним відбивачем в єдину оптичну концентрують систему, всередині кожного другого додаткового полуціліндріческого відбивача встановлений третій напівциліндричний дзеркальний відбивач так, що гілки кожного третього додаткового дзеркального відбивача встановлені між оптичною віссю і гілкою відповідного другого додаткового дзеркального відбивача, а смуга приймача випромінювання встановлена ​​між оптичною віссю і гілкою кожного третього додаткового дзеркального відбивача.

18. Сонячний модуль з концентратором по п.17, що відрізняється тим, що третій додатковий відбивач встановлений паралельно фокальній осі між осями основного та другого додаткового відбивачів, а смуга приймача встановлена ​​між осями основного та третього відбивачів.

19. Сонячний модуль з концентратором по п.17, що відрізняється тим, що краю третього додаткового відбивача збігаються з фокальній віссю основного відбивача і віссю другого додаткового відбивача, а смуга приймача встановлена ​​між осями другої і третьої додаткових відбивачів.

20. Сонячний модуль з концентратором по п.17, що відрізняється тим, що третій додатковий відбивач встановлений паралельно фокальній осі між віссю другого додаткового відбивача і краєм основного відбивача, а смуга приймача встановлена ​​між осями другої і третьої додаткових відбивачів.

21. Сонячний модуль з концентратором по п.17, що відрізняється тим, що третій додатковий відбивач встановлений між віссю другого додаткового відбивача і гілкою основного відбивача, а смуга приймача встановлена ​​між віссю третього додаткового відбивача і гілкою основного відбивача.

22. Сонячний модуль з концентратором по п.17, що відрізняється тим, що осі додаткового відбивача і смуга приймача встановлені паралельно фокальній осі в фокальній площині основного відбивача.

23. Сонячний модуль з концентратором по п.17, що відрізняється тим, що третій додатковий відбивач встановлений паралельно фокальній осі в площині симетрії між віссю і вершиною другого додаткового відбивача, а пластина приймача встановлена ​​в площині симетрії другого додаткового відбивача.

24. Сонячний модуль з концентратором за допомогою одного з пп.17-23, що відрізняється тим, що третій напівциліндричний дзеркальний відбивач виконаний з можливістю повороту навколо оптичної осі на 180 ^o при проходженні концентрованого сонячного випромінювання через оптичну вісь другого полуціліндріческого відбивача і його висвітленні, а й при попаданні концентрованого сонячного випромінювання на тильну опуклу сторону третього полуціліндріческого відбивача.

Версія для друку
Дата публікації 24.03.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів