СОЛНЕЧНЫЙ МОДУЛЬ СО СТАЦИОНАРНЫМ КОНЦЕНТРАТОРОМ

СОЛНЕЧНЫЙ МОДУЛЬ СО СТАЦИОНАРНЫМ КОНЦЕНТРАТОРОМ


RU (11) 2250421 (13) C1

(51) 7 F24J2/14 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2008 - может прекратить свое действие 

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

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2003132656/06 
(22) Дата подачи заявки: 2003.11.11 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.11.11 
(45) Опубликовано: 2005.04.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Antonio Luque Solar Cells and Optics for photovoltaic Concentration.-Adam Hilger, Bristol and Philadelphia, 1989, p.381-395. RU 2154777 C1, 20.08.2000. RU 2191329 C1, 20.10.2002. RU 2188364 C1, 27.08.2002. RU 2204769 С1, 20.05.2003. 
(72) Автор(ы): Стребков Д.С. (RU); Тверьянович Э.В. (RU); Литвинов П.П. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) (RU) 
Адрес для переписки: 109456, Москва, 1-й Вешняковский пр-д, 2, ВИЭСХ, ОНТИ и патентования, О.В. Голубевой 

(54) СОЛНЕЧНЫЙ МОДУЛЬ СО СТАЦИОНАРНЫМ КОНЦЕНТРАТОРОМ

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным модулям со стационарными концентраторами для получения электричества и тепла. Солнечный модуль со стационарным концентратором состоит из двух цилиндрических поверхностей с образующими параболами, развернутых относительно точки фокуса на параметрические углы, вершины образующих парабол соединены круглоцилиндрической поверхностью с радиусом образующей, равной фокусному расстоянию образующих парабол, и плоского приемника излучения с двусторонней рабочей поверхностью, шириной, равной фокусному расстоянию, установленного в фокальной плоскости и расположенного между фокусом и круглоцилиндрической поверхностью, причем плоский приемник излучения расположен с зазором величиной 10-20% от фокусного расстояния образующих парабол относительно круглоцилиндрической поверхности. Изобретение должно обеспечить увеличение выработки энергии модулем в течение всего года. 2 ил.






ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным модулям со стационарными концентраторами для получения электричества и тепла.

Известен солнечный модуль со стационарным концентратором, выполненным в виде параболоцилиндического фоклина, представляющего собой две цилиндрические поверхности с образующими параболами, симметричные относительно оси симметрии, и плоского одностороннего приемника, расположенного в плоскости, проходящей через линию фокуса образующих парабол параллельно миделю концентратора (патент США на изобретение №3923381 от 2 декабря 1975 г., Int Cl. G 02 b 5/10, US Cl. 350/293).

Недостатком известного технического устройства является его низкий коэффициент геометрической концентрации. Коэффициент геометрической концентрации К фоклина определяется значением параметрического угла : K=1/sin. Для стационарного режима работы параметрический угол фоклина должен быть не менее =±23,5°, при этом коэффициент геометрической концентрации К составляет: K=1/sin23,5°=2,5.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является солнечный модуль со стационарным концентратором, состоящий из двух цилиндрических поверхностей с образующими параболами, развернутых относительно точки фокуса на параметрические углы, вершины образующих парабол соединены круглоцилиндрической поверхностью с радиусом образующей, равной фокусному расстоянию образующих парабол, и плоского приемника излучения с двусторонней рабочей поверхностью, шириной, равной фокусному расстоянию, установленного в фокальной плоскости и расположенного между фокусом и круглоцилиндрической поверхностью (Antonio Luque. Solar Cells and Optics for Photovoltaic Concentration. - Adam Hilger, Bristol and Philadelphia, 1989, стр.381-395).

Недостатком известного солнечного модуля со стационарным концентратором является неравномерность использования солнечного излучения в течение всего года. При азимутальном угле ориентации плоскости симметрии концентратора =90°-, где - широта местности, при склонении солнца , близком к значению =±23,5°, солнечное излучение на небольшое время попадает в пределы параметрического угла концентратора, и летом при самом длительном световом дне график облученности приемника имеет провал (линия 1 фиг.1).

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение выработки энергии модулем в течение всего года.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в солнечном модуле со стационарным концентратором, состоящем из двух цилиндрических поверхностей с образующими параболами, развернутых относительно точки фокуса на параметрические углы, вершины образующих парабол соединены круглоцилиндрической поверхностью с радиусом образующей, равной фокусному расстоянию образующих парабол, и плоского приемника излучения с двусторонней рабочей поверхностью, шириной, равной фокусному расстоянию, установленного в фокальной плоскости, плоский приемник расположен с зазором величиной 10-20% от фокусного расстояния образующих парабол относительно круглоцилиндрической поверхности. 

Экспериментальные данные и теоретические расчеты показали, что в результате использования предлагаемого солнечного модуля с зазором между приемником и круглоцилиндрической поверхностью, увеличивается облученность приемника (линия 2 фиг.1), и выработка энергии будет увеличена на 14,7% в период с 8 мая (128 день) по 8 августа (218 день) и с 8 ноября (312 день) по 1 февраля (32 день). В целом предлагаемый солнечный модуль 48% времени в году работает с выработкой 114,7% по сравнению с прототипом. Среднегодовая выработка предлагаемого солнечного модуля увеличивается на 7% и составляет 107% по сравнению с прототипом.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется на фиг.2.

На фиг.2 представлен солнечный модуль со стационарным концентратором.

Солнечный модуль со стационарным концентратором, состоящий из двух цилиндрических поверхностей с образующими параболами 1 и 2, развернутых относительно точки фокуса F на параметрические углы , вершины образующих парабол O1 и O2 соединены круглоцилиндрической поверхностью 3 с радиусом R образующей, равной фокусному расстоянию f образующих парабол 1 и 2, и плоского приемника излучения 4 с двусторонней рабочей поверхностью 5, шириной h, равной фокусному расстоянию f, установленного в фокальной плоскости 6 и расположенного с зазором f величиной 10-20% от фокусного расстояния f образующих парабол 1 и 2 между круглоцилиндрической поверхностью 3 и плоским приемником излучения 4.

Кроме того, на фиг.2 указано: Л1 , Л2, Л3, Л4 - солнечные лучи, - азимутальный угол ориентации плоскости симметрии концентратора. 

Предлагаемый солнечный модуль со стационарным концентратором работает следующим образом. При ориентации солнечного модуля со стационарным концентратором по широте местности ф, при склонении солнца , близком к =±23,5°, часть солнечных лучей, попадающих в концентратор (солнечные лучи, расположенные между солнечными лучами Л1 и Л2 ), испытывают два и более отражений от одной из цилиндрических поверхностей с образующей параболой 1. При склонении солнца =±23,5° количество солнечных лучей, попадающих в концентратор и испытывающих два и более отражений, составляет 8,5%. Эти солнечные лучи собираются в нижней части фокальной плоскости 6. Тогда как солнечные лучи (такие, как Л3, Л4), отраженные от другой цилиндрической поверхности с образующей параболой 2, отражаются только один раз и в солнечный полдень точно собираются в точку фокуса F. Однако при времени, отличном от солнечного полдня, солнечные лучи, попадающие на цилиндрическую поверхность с образующей параболой 2, отражаются выше точки фокуса F. Поднятием приемника 4 на 10-20% можно добиться увеличения продолжительности работы стационарного концентратора при неизменном значении коэффициента геометрической концентрации К, в результате чего увеличится выработка энергии.

Предлагаемое устройство может быть реализовано как в системах комбинированного тепло- и электроснабжения, так и в качестве самостоятельного автономного устройства, предназначенного для выработки тепловой или электроэнергии. В результате использования предлагаемого изобретения будет увеличена среднегодовая выработка энергии на 7%, что позволит снизить стоимость выработки энергии. 




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Солнечный модуль со стационарным концентратором, состоящий из двух цилиндрических поверхностей с образующими параболами, развернутых относительно точки фокуса на параметрические углы, вершины образующих парабол соединены круглоцилиндрической поверхностью с радиусом образующей, равной фокусному расстоянию образующих парабол, и плоского приемника излучения с двусторонней рабочей поверхностью шириной, равной фокусному расстоянию, установленного в фокальной плоскости и расположенного между фокусом и круглоцилиндрической поверхностью, отличающийся тем, что плоский приемник излучения расположен с зазором величиной 10-20% от фокусного расстояния образующих парабол относительно круглоцилиндрической поверхности.





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