КОНЦЕНТРАТОР СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

КОНЦЕНТРАТОР СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ


RU (11) 2135907 (13) C1

(51) 6 F24J2/15 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 13.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 98104097/06 
(22) Дата подачи заявки: 1998.03.04 
(45) Опубликовано: 1999.08.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: CH 661976 A1, 31.08.87. SU 1633238 A1, 07.03.91. SU 1763812 A1, 23.09.92. SU 1272062 A1, 23.11.86. 
(71) Заявитель(и): Кошеляев Евгений Митрофанович; Семенов Виталий Феликсович 
(72) Автор(ы): Кошеляев Е.М.; Семенов В.Ф. 
(73) Патентообладатель(и): Кошеляев Евгений Митрофанович; Семенов Виталий Феликсович 
Адрес для переписки: 141400, Химки, Московская обл., ул.Зеленая 2 кв.61, Кошеляеву Евгению Митрофановичу 

(54) КОНЦЕНТРАТОР СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ 

Изобретение относится к высокотемпературной гелиотехнике и позволяет собирать и концентрировать солнечную энергию с целью преобразования ее в тепловую или электрическую. С помощью предлагаемого изобретения достигается увеличение степени концентрации солнечной энергии с одновременным уменьшением стоимости изготовления и повышением удобства монтажа и транспортировки концентратора. Концентратор представляет собой форму складывающегося усеченного конуса, состоящего из плоских радиальных лепестков 1 с одинаковым углом наклона к фокальной плоскости и с внутренней отражающей поверхностью в виде колец 2, составленных из зеркальных фасет 3, ширина которых определяется размером лепестка, а высота - шириной отражающего кольца 2. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к высокотемпературной гелиотехнике и позволяет собирать и концентрировать солнечную энергию с целью преобразования ее в тепловую или электрическую.

Известен плоский зеркальный концентратор Френеля [1], отражающая поверхность которого представляет систему концентрических колец с углом наклона к оптической оси, обеспечивающим единый круглый фокус.

Недостатком концентратора Френеля является неполное использование миделя поверхности из-за частичного взаимного затенения отражающих поверхностей гребнями соседних концентрических колец. С уменьшением фокусного расстояния взаимное затенение возрастает.

Концентратор солнечной энергии [2] с отражающими элементами Френеля, опирающимися на параболоцилиндрическую поверхность, частично уменьшает взаимное затенение за счет наклона отражающих элементов к середине цилиндра симметричным образом.

Удобная разборная форма концентратора, состоящего из набора плоских прямоугольных панелей опорной поверхности, расположенных вдоль оси параболоцилиндра, имеет небольшие габариты в разобранном виде и позволяет транспортировать его при меньших затратах.

Недостатком концентратора [2] является все-таки наличие взаимного затенения соседних френелевских элементов, возрастающее по мере их удаления вдоль оси цилиндра от фокального пятна, что ведет к снижению степени концентрации солнечной энергии, которая определяется по формуле:

C=Fа/Fк,

где C - степень концентрации солнечной энергии;

Fа - площадь фокального пятна;

Fк - площадь миделя концентратора.

Вторым недостатком концентратора [2] является эллиптическая форма фокального пятна, что ведет к снижению степени концентрации по сравнению с круглой формой.

Кроме того, френелевские элементы концентратора [2] имеют небольшие размеры, а следовательно, количество их достаточно большое. Каждый элемент требует индивидуальной юстировки в процессе настройки, при этом и прямоугольные панели с отражающими элементами получаются различными. Все это ведет к увеличению стоимости изготовления.

Предлагаемым изобретением решается задача увеличения степени концентрации солнечной энергии с одновременным уменьшением удобств монтажа и транспортировки концентратора.

Для достижения этого технического результата в концентраторе солнечной энергии разборной конструкции, содержащем опорную поверхность в виде плоских панелей, расположенных под углом к фокальной плоскости, с отражающими элементами Френеля, установленными под углом к опорной поверхности, плоские панели опорной поверхности представляют собой радиальные лепестки с одинаковым углом наклона к фокальной плоскости и образующие при сборке форму складывающегося усеченного конуса. Отражающая внутренняя поверхность концентратора выполнена в виде конических колец, состоящих из френелевских элементов в форме зеркальных фасет, ширина которых определяется размером лепестка, а высота - шириной отражающего кольца.

Отличительными признаками предлагаемого концентратора солнечной энергии от указанного выше известного концентратора [2] являются: конструкция опорной поверхности в виде плоских радиальных лепестков с определенным и одинаковым углом наклона к фокальной плоскости, образующие в сборке форме усеченного конуса; внутренняя отражающая поверхность выполнена коническими кольцами; каждое кольцо состоит из зеркальных фасет с шириной, определяемой размером лепестка и высотой, равной ширине отражающего кольца.

Благодаря наличию этих признаков повышается степень концентрации солнечной энергии за счет собирания всех лучей в круглое фокальное пятно путем расположения лепестков с отражающими элементами симметрично оптической оси и с определенным углом наклона к фокальной плоскости. Выбирая угол наклона лепестков и соответствующий угол наклона отражающих элементов, расположенных по кольцу, можно добиться снижения до минимума взаимного затенения отражающих конических колец, что ведет к увеличению коэффициента использования отражающей поверхности и повышению степени концентрации солнечной энергии.

Уменьшение стоимости изготовления получается за счет идентичности плоских лепестков с отражающими элементами и простоты сборки конического концентратора. Выбор размера лепестков, в соответствии с габаритами грузового отсека используемого транспорта, а также складывающаяся форма концентратора повышают удобство монтажа и транспортировки.

Предлагаемый концентратор солнечной энергии иллюстрируется чертежами представленными на фиг. 1, 2.

На фиг. 1 представлен внешний вид концентратора солнечной энергии.

На фиг. 2 показан профиль лепестка конического концентратора солнечной энергии.

Концентратор солнечной энергии (фиг. 1) представляет собой складывающийся конус, который состоит из опорной поверхности в виде плоских радиальных лепестков 1 с углом наклона к фокальной плоскости (фиг. 2) и внутренней отражающей поверхностью, состоящей из системы конических колец 2, расположенных поперек лепестков. Каждое кольцо собрано из зеркальных фасет 3 с углами наклона n (фиг. 2) к опорной поверхности с шириной, ограниченной размером лепестка, а высотой ln, равной ширине отражающего кольца. Приемник излучения 5 с диаметром апертуры dа устанавливается в фокусе концентратора.

Концентратор солнечной энергии работает следующим образом.

Солнечные лучи 4, попадая на отражающие элементы 3, отражаются в апертуру приемника излучения 5. Это происходит за счет соответствующего выбора параметров , n, ln.

При заданных радиусе концентратора R, фокусном расстоянии f и диаметре апертуры приемника dа значения угла наклона лепестков , углов наклона отражающих элементов n и высоты фасет ln выбираются из условий получения максимальной степени концентрации солнечной энергии.

Изобретение предполагается использовать на крупногабаритных наземных и космических солнечных энергоустановках, на которых из требований предельного уменьшения габаритов, увеличения эффективности и уменьшения стоимости изготовления, приходится выбирать короткофокусную схему складывающегося концентратора.

Список литературы

1. Дрессер Д. "Основы проектирования солнечных энергетических устройств". В сб.: Использование солнечной энергии при космических исследованиях Пер.с английского под редакцией В.А.Баума.-М: Мир, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР N 1633238, F 24 J 2/10, 1991. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Концентратор солнечной энергии, содержащий опорную поверхность разборной конструкции в виде плоских панелей, расположенных под углом к фокальной плоскости, с отражающими элементами Френеля, установленными под углом к опорной поверхности, отличающийся тем, что плоские панели опорной поверхности концентратора представляют собой радиальные лепестки с определенным и одинаковым углом наклона к фокальной плоскости и образуют при сборке форму складывающегося усеченного конуса, а отражающая внутренняя поверхность концентратора выполнена в виде конических колец, состоящих из зеркальных фасет, ширина которых определяется размером лепестка, а высота - шириной отражающего кольца.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru