RU173744U1 - Солнечная батарея с увеличительным стеклом - Google Patents
Солнечная батарея с увеличительным стеклом Download PDFInfo
- Publication number
- RU173744U1 RU173744U1 RU2016144581U RU2016144581U RU173744U1 RU 173744 U1 RU173744 U1 RU 173744U1 RU 2016144581 U RU2016144581 U RU 2016144581U RU 2016144581 U RU2016144581 U RU 2016144581U RU 173744 U1 RU173744 U1 RU 173744U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solar
- panel
- magnifying glass
- solar battery
- glass
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/30—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
- H01L31/0543—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the refractive type, e.g. lenses
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/47—Mountings or tracking
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области солнечной энергетики наземного применения. Солнечная батарея с увеличительным стеклом содержит солнечную панель и концентрирующее солнечное излучение увеличительное стекло, установленное над солнечной панелью, отличающаяся тем, что увеличительное стекло прикреплено к солнечной панели с помощью регулируемого соединения и выполнено из стекла или пластмассы толщиной 1,0-2,5 мм и установлено с возможностью изменения расстояния и угла наклона увеличительного стекла по отношению к панели в течение суток таким образом, чтобы потоки солнечного света, проходящие через увеличительное стекло, равномерно падали на поверхность солнечной батареи. Использование предлагаемой полезной модели позволяет снизить требуемую площадь солнечных элементов при эквивалентной мощности солнечной батареи, повысить эффективность и снизить стоимость солнечных батарей. 5 з.п. ф-лы., 2 ил.
Description
Полезная модель относится к области солнечной энергетики наземного применения и может найти применение в устройствах солнечных батарей, предназначенных для электроснабжения домов, коттеджей, зданий сельскохозяйственного и промышленного назначения, а также автомобилей, самолетов, дирижаблей, космических кораблей и спутников.
При использовании солнечных батарей требуется получать максимальную мощность с единичной площади фотоактивной поверхности. Эта цель может быть достигнута путем увеличения плотности светового потока на фотоэлектрические преобразователи. Одним из средств, решающим данную задачу, является концентратор, устанавливаемый на панель солнечной батареи.
Известна конструкция панели солнечной батареи с концентратором по US Patent, May 28, 1996, №5220747.
Концентратор этой панели солнечной батареи состоит из отражателей солнечного света, установленных по одному с обеих сторон панели. Отраженный поток от отражателя падает на половину ширины панели солнечной батареи, а сам отражатель выполнен в половину размера панели. Суммарный отраженный поток увеличивает освещенность солнечных элементов в 1,5 раза.
Известна конструкция, описанная в работе «Innovate solar panels pose many tests challengers» / Dunke Dick, Goerlitz Kurt // Sound and Vibr. 1337-31. NIO - c. 6, 8, 10. В отличие от рассмотренного выше варианта, здесь отражатели концентратора выполнены в размер панели, и суммарный световой поток на солнечные элементы удваивается.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является конструкция панели солнечной батареи по патенту RU №2282271, которая выбрана в качестве прототипа.
В отличие от предыдущих конструкций отражатели выполнены в виде составного концентратора, состоящего из двух отражателей, с одной или более сторон панели солнечной батареи.
Недостатком является то, что в данном случае необходимо постоянное падение солнечных лучей перпендикулярно поверхности солнечной батареи, а в случае изменения траектории падения солнечных лучей будет возникать тень, и конструкция не будет эффективна, так как изменение положения отражателей в течение дня не предусмотрено.
Задачей полезной модели является повышение эффективности за счет увеличения коэффициента концентрации солнечных лучей за счет использования увеличительного стекла.
Технический результат полезной модели: повышение коэффициента концентрации солнечных лучей на поверхности солнечной батареи и повышение выработки электроэнергии.
Сущность полезной модели: увеличительное стекло (линза), прикрепленное к солнечной батарее с помощью регулируемого соединения, выполнено из стекла или пластмассы толщиной 1,0-2,5, мм, и установлено с возможностью изменения расстояния и угла наклона линзы к панели таким образом, чтобы потоки солнечного света, проходящие через увеличительное стекло, равномерно падали на поверхность солнечной батареи.
При использовании одного увеличительного стекла с одной стороны панели (или нескольких увеличительных стекол) солнечной батареи, установленного с возможностью изменения угла наклона по отношению к панели на регулируемых соединениях, при увеличении/уменьшении угла размещения увеличительного стекла по отношению к панели и расстояния установки (расстояние между тыльной поверхностью увеличительного стекла и плоскостью панели солнечной батареи) в зависимости от угла падения солнечных лучей на поверхность солнечной батареи, увеличивается коэффициент концентрации, коэффициент полезного действия и эффективность солнечной батареи.
Поставленная цель достигается предлагаемой солнечной батареей с увеличительным стеклом, содержащей солнечную панель и одно или несколько увеличительных стекол, установленных над панелью, причем увеличительное стекло прикреплено к солнечной батарее с помощью регулируемых соединений и выполнено из стекла или пластмассы толщиной 1,0-2,5 мм и установлено с возможностью изменения расстояния и угла наклона увеличительного стекла к панели в течение суток таким образом, чтобы потоки солнечного света, проходящие через увеличительное стекло, равномерно падали на поверхность панели солнечной батареи, при этом расстояние от увеличительного стекла до панели солнечной батареи выбирается с расчетом, чтобы исключить такую концентрацию солнечных лучей на поверхности панели, которая может вызвать ее повреждение. Солнечная батарея снабжена микроэлектродвигателем, соединенным с увеличительным стеклом передаточным механизмом. Увеличительное стекло снабжено системой нагрева для борьбы с наледью и снегом, например, в виде сетки из электропроводящего материала. Управление работой микроэлектродвигателя и системой нагрева производится с помощью компьютерной программы, учитывающей время года, время суток, дату, погодные условия, температуру воздуха, географические координаты места установки панели. Площадь увеличительного стекла составляет от 1,0 до 2,0 площади панели. Панель солнечной батареи снабжена также кондиционером, предназначенным для охлаждения, при этом в случае нагрева ее солнечными лучами до температуры свыше 100°С.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображена принципиальная схема предлагаемой панели солнечной батареи с увеличительным стеклом, на фиг. 2 - панель с увеличительным стеклом, расположенным под углом.
Солнечной батареи с увеличительным стеклом (фиг. 1-2) содержит панель солнечной батареи 1, к которой посредством регулируемых соединений 3 (например, шарнирных или телескопических) прикреплено увеличительное стекло 2. Для уменьшения световых потерь увеличительное стекло выполнено из тонкого стекла или прозрачной пластмассы толщиной 1,0-2,5 мм. Для борьбы с наледью и снегом стекло 3 снабжено системой нагрева 8 в виде металлической медной сетки, расположенной под отражательной поверхностью. Увеличительное стекло 2 посредством передаточных механизмов 6 соединено с микроэлектродвигателем 4, который по команде компьютера поворачивает увеличительное стекло 2 вокруг регулируемого соединения 3 и изменяет угол наклона увеличительного стекла и расстояние его относительно панели 1. Управление работой микроэлектродвигателей 4, системой кондиционирования 7 и системой нагрева 8 производится с помощью компьютерной программы, учитывающей время года, время суток, дату, погодные условия, температуру воздуха, географические координаты места установки панели. Суммарная площадь увеличительного стекла составляет от 1,0 до 2,0 площади панели и зависит в основном от наличия свободного места. При установке панели на земле площадь увеличительного стекла может быть больше, при установке панели на крыше дома - меньше. Указанный интервал является оптимальным. Солнечные лучи могут падать на панель 1 под разными углами. Благодаря тому, что поверхность увеличительного стекла является криволинейной и его площадь поверхности больше площади поверхности плоской панели, использование увеличительного стекла позволяет увеличить фотоактивную поверхность и направить на солнечную панель больший световой поток. При падении вертикальных солнечных лучей 5 панель 1 может нагреться до высоких температур (свыше 150°С), что может привести к выходу панели из строя. Для охлаждения панели в таких случаях используется система кондиционирования 7, например, в виде трубок с циркулирующей водой. Такая система является необходимой при использовании солнечной батареи в южных широтах. При падении солнечных лучей 5 под углом к панели 2 они проходят через увеличительное стекло 2, отклоняются в нужном направлении и в виде лучей 6 падают на панель 1 (фиг. 2). Возможна конструкция солнечной батареи с использованием нескольких увеличительных стекол меньшего размера (на чертежах не показана).
Использование предлагаемой полезной модели позволяет снизить требуемую площадь солнечных элементов при эквивалентной мощности солнечной батареи, повысить эффективность и снизить стоимость солнечных батарей, что особенно важно при использовании для бытовых целей.
Claims (6)
1. Солнечная батарея с увеличительным стеклом, содержащая солнечную панель и концентрирующее солнечное излучение увеличительное стекло, установленное над солнечной панелью, отличающаяся тем, что увеличительное стекло прикреплено к солнечной панели с помощью регулируемого соединения и выполнено из стекла или пластмассы толщиной 1,0-2,5 мм, и установлено с возможностью изменения расстояния и угла наклона увеличительного стекла по отношению к панели в течение суток таким образом, чтобы потоки солнечного света, проходящие через увеличительное стекло, равномерно падали на поверхность солнечной батареи.
2. Солнечная батарея по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена микроэлектродвигателем, соединенным с увеличительным стеклом передаточным механизмом.
3. Солнечная батарея по п. 1, отличающаяся тем, что увеличительное стекло снабжено системой нагрева для борьбы с наледью и снегом, например, в виде сетки из электропроводящего материала.
4. Солнечная батарея по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена системой кондиционирования, например, в виде трубок с охлаждающей жидкостью.
5. Солнечная батарея по любому из пп. 2-4, отличающаяся тем, что управление работой микроэлектродвигателя, системой кондиционирования и системой нагрева производится с помощью компьютерной программы, учитывающей время года, время суток, дату, погодные условия, температуру воздуха, географические координаты места установки панели.
6. Солнечная батарея по п. 1, отличающаяся тем, что площадь увеличительного стекла (стекол) составляет от 1,0 до 2,0 площади панели.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016144581U RU173744U1 (ru) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | Солнечная батарея с увеличительным стеклом |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016144581U RU173744U1 (ru) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | Солнечная батарея с увеличительным стеклом |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU173744U1 true RU173744U1 (ru) | 2017-09-07 |
Family
ID=59798181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016144581U RU173744U1 (ru) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | Солнечная батарея с увеличительным стеклом |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU173744U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4126623A1 (de) * | 1991-08-12 | 1993-02-18 | Nikolaus Laing | Solarenergiewandler mit lichtleitelementen |
| RU2024998C1 (ru) * | 1991-02-11 | 1994-12-15 | Научно-исследовательский центр Министерства связи Республики Узбекистан | Автономный солнечный источник электроэнергии |
| US20140295611A1 (en) * | 2011-12-08 | 2014-10-02 | Grenzebach Maschinenbau Gmbh | Method and device for industrially producing photovoltaic concentrator modules |
| US9054252B1 (en) * | 2011-01-10 | 2015-06-09 | Bingwu Gu | Two-axis tracking Fresnel lens solar oven and stove |
-
2016
- 2016-11-14 RU RU2016144581U patent/RU173744U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2024998C1 (ru) * | 1991-02-11 | 1994-12-15 | Научно-исследовательский центр Министерства связи Республики Узбекистан | Автономный солнечный источник электроэнергии |
| DE4126623A1 (de) * | 1991-08-12 | 1993-02-18 | Nikolaus Laing | Solarenergiewandler mit lichtleitelementen |
| US9054252B1 (en) * | 2011-01-10 | 2015-06-09 | Bingwu Gu | Two-axis tracking Fresnel lens solar oven and stove |
| US20140295611A1 (en) * | 2011-12-08 | 2014-10-02 | Grenzebach Maschinenbau Gmbh | Method and device for industrially producing photovoltaic concentrator modules |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5829708B2 (ja) | 太陽エネルギー変換 | |
| US20100282315A1 (en) | Low concentrating photovoltaic thermal solar collector | |
| US8378621B2 (en) | Integrated systems for harnessing solar and wind energy | |
| US20120305077A1 (en) | Concentrated photovoltaic and thermal system | |
| US20070056579A1 (en) | Energy Channeling Sun Shade System and Apparatus | |
| US20100313933A1 (en) | Reflector-solar receiver assembly and solar module | |
| US9897344B2 (en) | Solar collector having Fresnel mirrors | |
| WO2009105587A2 (en) | Solar radiation collection systems | |
| CN101189480A (zh) | 太阳能集中器 | |
| US20120085340A1 (en) | Mini solar islands for household needs | |
| US20110209743A1 (en) | Photovoltaic cell apparatus | |
| JP2015106684A (ja) | 太陽光発電システム | |
| WO2012107605A1 (es) | Elemento, y panel de captación y concentración de la radiación solar directa | |
| RU173744U1 (ru) | Солнечная батарея с увеличительным стеклом | |
| JP6854096B2 (ja) | 集光型太陽電池システム及び発電方法 | |
| RU2569423C1 (ru) | Солнечный нагреватель с защитой от атмосферных осадков | |
| RU140038U1 (ru) | Панель солнечной батареи с концентратором | |
| RU2206837C2 (ru) | Солнечный модуль с концентратором (варианты) | |
| Wenger et al. | Design of a concentrated photovoltaic system for application in high tunnels | |
| RU2338129C1 (ru) | Солнечный дом (варианты) | |
| CN115603657B (zh) | 非追踪低倍率聚光太阳能发电装置及设计方法 | |
| Ameer et al. | Characteristics review of optical concentrators | |
| KR102656003B1 (ko) | 태양광 집광모듈 설치용 프레임 | |
| RU219597U1 (ru) | Солнечный коллектор | |
| CN203708185U (zh) | 降低太阳能发电系统热岛效应的装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20181115 |