BG66596B1

BG66596B1 - Високотемпературен слънчев колектор

Info

Publication number: BG66596B1
Application number: BG111837A
Authority: BG
Inventors: Борис Петров; Красимир Влъчков; Георги Петров
Original assignee: "Солери" Оод; Красимир Влъчков
Priority date: 2014-10-07
Filing date: 2014-10-07
Publication date: 2017-08-31
Also published as: BG111837A

Abstract

Високотемпературният слънчев колектор ще намери приложение при преобразуване на слънчевата енергия чрез загряване на флуид и/или получаване на електрическа енергия. Слънчевият колектор включва множество въртящи се параболични рефлектори (4), монтирани хоризонтално и успоредно един на друг в правоъгълен корпус (1) със стъклен капак (6), задвижвани от управляващ блок (7), при което във фокуса на всеки въртящ се параболичен рефлектор (4) е разположен тръбен елемент. Всеки тръбен елемент, установен надлъжно във фокуса на всеки въртящ се параболичен рефлектор (4) е част от обща тръбна серпантина (5), в единия край на която е установен входящ фланец (9), а в другия й край - изходящ фланец (11). Въртящите се параболични рефлектори (4) са свързани един към друг чрез нишка (12), разположена по централната надлъжна ос на слънчевия колектор, свързана с управляващия блок (7). Върху всяка една от стените на всеки от въртящите се параболични рефлектори (4) са монтирани тежести (8). В дъното по средата на управляващия параболичен рефлектор е разположен вертикален екран (14), от двете страни на който са монтирани фотодатчици (10), при което множеството въртящи се параболични рефлектори (4) са монтирани към укрепващ профил (3), установен върху топлоизолационен елемент (2), разположен в правоъгълния корпус (1) на слънчевия колектор.

Description

Слънчевият колектор ще намери приложение в топлотехниката, по-специално при преобразуване на слънчевата енергия в топлинна чрез загряване на флуид и/или получаване на електрическа енергия.

Предшестващо състояние на техниката

От РСТ заявка WO 2008/130838 А1 е известен слънчев колектор, включващ множество от параболични рефлектори, разположени хоризонтално и успоредно в кутия със стъклен капак, които са задвижвани от управляващ блок. Във фокуса на въртящите се параболични рефлектори са разположени нагревателни тръби, свързани в краищата си със събирателни тръби. Към долната страна на нагревателните тръби са монтирани фотоволтаични ленти.

US патент № 3847136 разкрива слънчев колектор, който включва множество подвижни параболични рефлектори, монтирани към укрепващ профил и разположени хоризонтално спрямо укрепващия профил и успоредно един на друг. Във фокуса на всеки параболичен рефлектор са установени надлъжно тръбни елементи, оформящи тръбна серпентина. Всеки от рефлекторите има стъклен капак. В краищата на параболичните рефлектори са монтирани втулки, през които преминават тръбните елементи, а втулките са закрепени към укрепващия профил посредством лагерни тела. Параболичните рефлектори са свързани един към друг посредством метален прът, разположен по централната надлъжна ос на слънчевия колектор. Прътът е свързан към управляващ блок, който включва микроконтролер и стъпков двигател. В рефлекторите, от двете страни на тръбните елементи са предвидени термодатчици, които да засичат температурата на слънцето, като при разлика в температурите, управляващият блок подава сигнал към контролера, който задейства двигателя.

Известните слънчеви колектори са като цяло с усложнена конструкция и недостатъчно ефективна система за насочване на параболичните си рефлектори.

Техническа същност на изобретението

Задача на изобретението е да се създаде високо температурен слънчев колектор за ефективно превръщане на слънчевата енергия в топлинна и/или електрическа с механично опростена и ефективна система за следене на светлинния поток и задвижване на параболичните му рефлектори.

Създаденият слънчев колектор включва множество въртящи се параболични рефлектори, монтирани към укрепващ профил. Параболичните рефлектори са разположени хоризонтално спрямо укрепващия профил и успоредно един на друг и са свързани един към друг чрез свързващо средство, което в свободния си край е свързано към управляващ блок. Свързващото средство е разположено по централната надлъжна ос на слънчевия колектор. Във фокуса на всеки въртящ се параболичен рефлектор са разположени надлъжно тръбни елементи, оформящи тръбна серпантина. В единия край на тръбната серпантина е установен входящ фланец, а в другия й край - изходящ фланец, при което върху всяка една от стените на всеки от въртящите се параболични рефлектори са монтирани тежести. Всеки един без първия и последния от множеството въртящи се параболични рефлектори може да бъде управляващ рефлектор, в дъното на който и по средата му е разположен вертикален екран, от двете страни на който са монтирани фото датчици. Укрепващият профил е установен върху топлоизолационен елемент, разположен в правоъгълен корпус със стъклен капак.

В предпочитаното изпълнение на слънчевия колектор свързващото средство представлява гъвкава стоманена корда.

Входящият и изходящият фланци са установени в два от ъглите на правоъгълния корпус, в чиито други два ъгъла са монтирани закрепващи елементи.

Управляващият блок включва микроконтролер и стъпков двигател с редуктор, към който е присъединено свързващото средство.

Предимство на изобретението е максимално опростеното задвижване на параболичните рефлектори, осигурено чрез свързването им с управляващия блок посредством гъвкава

66596 Bl стоманена корда и монтираните върху тях тежести. Освен това, определянето на един от параболичните рефлектори като управляващ и разполагане на дъното му на вертикален екран с фото датчици от двете му страни, осигурява необходимото следене на слънцето по азимут.

Пояснение на приложените фигури

Настоящото изобретение е илюстрирано на приложените фигури, където:

фигура 1 представлява общ изглед на слънчевия колектор;

фигура 2 - разглобен вид на слънчевия колектор с тръбна серпантина;

фигура 3 - разглобен вид на слънчевия колектор;

фигура 4 - управление на слънчевия колектор; и фигура 5 - напречен разрез на управляващия параболичен рефлектор.

Примери за изпълнение на изобретението

На фигура 1 е представен общ изглед на слънчев колектор, съставен от правоъгълен корпус 1 и стъклен капак 6. В дъното на корпуса 1 на слънчевият колектор е установен топлоизолационен елемент 2 - фигура 2. В корпуса 1 над топлоизолационния елемент 2 е установен укрепващ профил 3, към който хоризонтално и успоредно един на друг са монтирани множество въртящи се параболични рефлектори 4. Надлъжно във фокуса на всеки един въртящ се параболичен рефлектор 4 са установени тръбни елементи, формиращи тръбна серпантина 5, в единия край на която е установен входящ фланец 9, а в другия край - изходящ фланец 11. Фланците 9 и 11 са установени в два от ъглите на правоъгълния корпус 1. В другите два ъгъла на корпуса 1 са монтирани закрепващи елементи 13.

В посоченото примерно изпълнение, въртящите се параболични рефлектори 4 са свързани един към друг чрез свързващо средство, като в най-предпочитаното изпълнение, свързващото средство представлява гъвкава стоманена корда 12, разположена по централната надлъжна ос на слънчевия колектор. Гъвкавата стоманена корда 12 е свързана с управляващ блок 7. Симетрично от двете страни на гъвкавата стоманена корда 12, върху стените на всеки от въртящите се параболични рефлектори 4 са монтирани тежести 8. Тежестите 8 могат да бъдат монтирани както на надлъжните, така и на напречните стени на въртящите се параболични рефлектори 4. Управляващият блок 7 включва микроконтролер и стъпков двигател с редуктор, към който е свързана гъвкавата стоманена корда 12.

Всеки слънчев колектор има един управляващ параболичен рефлектор 4, в дъното на който по средата е разположен вертикален екран 14. От двете страни на вертикалния екран 14 са монтирани фото датчици 10.

Използване на изобретението

Създаденият слънчев колектор действа по следния начин:

Както вече бе отбелязано, едни от въртящите се параболични рефлектори 4 на слънчевия колектор е управляващ, като експериментално е установено, че оптимален ефект се получава, когато той е от втори до предпоследен, т.е. за предпочитане е управляващият рефлектор да не е краен. В дъното на управляващия рефлектор е разположен вертикален екран 14, от двете страни на който са монтирани фото датчиците 10. При точно перпендикулярно положение на рефлекторите 4 спрямо слънчевите лъчи, двата фото датчика 10 са точно под тръбния елемент на управляващия рефлектор. При това положение двата фото датчика 10 са в сянката на тръбния елемент. При минимално изменение на перпендикуляра, върху единия от двата датчика 10 попада слънчева светлина и се подава команден сигнал към управляващия блок 7. При осветяване на който и да е от фото датчиците 10 от светлинен поток, вертикалният екран 14 оставя в сянка другия фото датчик 10, при което се подава команден сигнал към управляващия блок 7. Управляващият блок 7 задвижва стъпковия двигател с редуктора, който опъва гъвкавата стоманена корда 12 и по този начин осигурява завъртане на всички рефлектори 4 в една и съща посока на един и същи ъгъл. Благодарение на тежестите 8 и след отпускане на гъвкавата стоманена корда 12 се осъществява завъртането на рефлекторите 4 в обратна посока. По този начин рефлекторите 4 остават винаги перпендикулярни на слънчевите лъчи и тръбните им елементи от серпантината 5 са винаги във фокуса им, което осигурява максималното им нагряване.

Посредством закрепващите елементи 13 повече от един слънчев колектор могат да бъдат

66596 Bl обединени в общ слънчев панел, управлявани от централен модул за контрол, регулиране и защита от прегряване - не показани на приложените фигури.

Claims

Патентни претенции

1. Високотемпературен слънчев колектор, включващ множество въртящи се параболични рефлектори, монтирани към укрепващ профил, които са разположени хоризонтално спрямо укрепващия профил и успоредно един на друг, като въртящите се параболични рефлектори са свързани един към друг чрез свързващо средство, разположено по централната надлъжна ос на слънчевия колектор, което свързващо средство в свободния си край е свързано към управляващ блок, при което във фокуса на всеки въртящ се параболичен рефлектор са разположени надлъжно тръбни елементи, оформящи тръбна серпантина характеризиращ се с това, че в единия край на тръбната серпантина (5) е установен входящ фланец (9), а в другия й край - изходящ фланец (11), при което върху всяка една от стените на всеки от въртящите се параболични рефлектори (4) са монтирани тежести (8), а всеки един без първия и последния от множеството въртящи се параболични рефлектори (4) може да бъде управляващ рефлектор, в дъното на който и по средата му е разположен вертикален екран (14), от двете страни на който са монтирани фото датчици (10), при което укрепващият профил (3) е установен върху топлоизолационен елемент (2), разположен в правоъгълен корпус (1) със стъклен капак (6).
2. Колектор съгласно патентна претенция 1, характеризиращ се с това, че свързващото средство (12) представлява гъвкава стоманена корда.
3. Колектор съгласно патентна претенция 1, характеризиращ се с това, че входящият (9) и изходящият (11) фланци са установени в два от ъглите на правоъгълния корпус (1), в чиито други два ъгъла са монтирани закрепващи елементи (13).
4. Колектор съгласно патентна претенция 1, характеризиращ се е това, че управляващият блок (7) включва микроконтролер и стьпков двигател с редуктор, към който е присъединено свързващото средство (12).