CN102334191A - 发电设备 - Google Patents
发电设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102334191A CN102334191A CN2009801546180A CN200980154618A CN102334191A CN 102334191 A CN102334191 A CN 102334191A CN 2009801546180 A CN2009801546180 A CN 2009801546180A CN 200980154618 A CN200980154618 A CN 200980154618A CN 102334191 A CN102334191 A CN 102334191A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- described equipment
- aforementioned
- shiner
- equipment
- reflector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005611 electricity Effects 0.000 title description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 63
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 20
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 7
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 6
- 239000011214 refractory ceramic Substances 0.000 claims description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 6
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 claims description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 3
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 2
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims 1
- FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M sodium iodide Chemical compound [Na+].[I-] FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- 230000009102 absorption Effects 0.000 description 10
- 239000012857 radioactive material Substances 0.000 description 8
- 235000009518 sodium iodide Nutrition 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 2
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002196 Pyroceram Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
- H02S10/30—Thermophotovoltaic systems
-
- 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
Landscapes
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
本发明涉及一种产生电能的设备(1、20)，包括至少一个太阳能电池组件(4)，该太阳能电池组件拥有至少一个光电电池并安装在光源的辐射范围内，其特征在于，所述光源由至少一个气体驱动的发光物(2、21)构成，其中将至少一个白热体(5、25)分配给借助发光物(2、21)产生的气焰(3)，为了形成封闭的燃烧室(6、27)，所述白热体具有至少一个将发光物(2、21)的气焰(3)包围的、透明的罩部分(7，23)，所述设备的特征在于，罩部分(7、23)至少部分地被一个至少双壁的玻璃拱顶结构(8、22)包围，在其拱顶结构壁(9，10)之间存在最小压力。
Description
描述
技术领域
本发明涉及一种产生电能的设备，包括至少一个太阳能电池组件(Solarmodul)，该太阳能电池组件拥有至少一个光电(photovoltaisch)电池并安装在光源的辐射范围(Strahlungsbereich)内。
此类发光装置(Leuchtvorrichtung)基本上已在背景技术中公开。DE200 18 328 U1中描述了一种气体驱动的发光物(Leuchte)，其在封闭的框架内具有至少一个太阳能电池板(Solarpanel)，该电池板安装在光源的辐射范围内，其中，为借助发光物所产生的气焰分配至少一个白热体
为了形成封闭的燃烧室(Brennkammer)，所述白热体具有至少一个将发光物的气焰包围的、透明的罩部分(Glockenteil)。DE 200 18328 U1中的太阳能电池板的排布应该使得燃气发光物(Gasleuchte)能够不依赖于电流连接或电池独立地开启和关闭相应的实际光照度
相对的，燃气发光物不能设计成产生大量的电流，例如用于家用电力的替代电源。
已知的一种用于产生电能的设备是光伏设备，其已经被广泛用于将射入地球大气中的部分太阳辐射能量转化成为电能。此类设备一般具有大量的太阳能电池组件，太阳能电池板能够从中构成相对较大的尺寸。通过太阳能电池板的连接和对之前说明的光伏设备的扩展，能够产生相应量的电能，而无需使用储量有限的化石燃料。
光电池除了在工业上的应用外，还在个人领域广泛使用，以便实现对化石燃料，尤其是可被用于发电的化石燃料的节约，或者为那些功率需求低的负载直接供应电流。光电池的使用尤其适合于露营活动，因为部分自给自足的电能供应使一定程度的移动性得以实现。而缺点则在于实际上仅在白天才有的、受限的实用性，并且此外仅在有充足的阳光辐射的条件下才有使用价值，这使得所追求的自给自足的供应在没有在应急情况下备用的额外电源线时，或者没有使用用于储存过剩电能中未被使用的部分的、价格不菲的存储器时会有问题。
发明概述
本发明的基础任务在于，提供一种产生电能的设备，其具有至少一个太阳能电池组件，该太阳能电池组件拥有至少一个光电电池并安装在光源的辐射范围内，借助于该太阳能电池组件，可以保证能量供应不依赖于白天的时间，并且保证占优势的太阳辐射至少是可替代的。
依据本发明通过具备专利权利要求1特征的设备完成这项任务。本发明其他的有益实施方式和设计在从属权利要求中给出。
对于一个产生电能的设备，包括至少一个太阳能电池组件，该太阳能电池组件拥有至少一个光电电池并安装在光源的辐射范围内，该设备根据本发明具有如下设置，即光源最少由一个气体、或者可气化的化石燃料以及可再生燃料所驱动的发光物构成，其中，将至少一个白热体分配给借助发光物所产生的气焰，其中为了形成封闭的燃烧室，所述白热体具有至少一个将发光物的气焰包围的、透明的罩部分。
借助例如以气体驱动的发光物，该发光物通过被分配给它的白热体在可用光的范围内具有较有益的高放射度，与此对应的不依赖于白天时间和占优势的天气条件，总能产生预先确定了强度的辐射能，该辐射能之后能够由安装在发光物的辐射区域内的太阳能电池组件转化为电能。用电量相对较低的设备能够由此有益地独立于电网驱动。在这里，一个优选的垂直向下指向的、气焰相应地形成在其末端的发光物的燃烧器喷嘴(Brennerdüse)，其被罩部分如此笼罩，即围绕着发光物的气焰产生封闭的燃烧室。这个特别由高温陶瓷形成的不透明的罩部分通过气焰激发以发出可用的辐射，并且能够同时形成白热体。通过封闭的燃烧室实现了降低在白热体内剩余的燃烧热量的热辐射，并因此提高了太阳能电池的效率。
依据本发明，罩部分至少部分地被一个多壁的(mehrwandig)玻璃拱顶结构(Glaskuppel)包围，在该玻璃拱顶结构的拱顶结构壁之间存在最小压力。特别是由耐高温的玻璃所构成的双层壁的玻璃拱顶结构完全包围住罩部分。通过优选地介于拱顶结构壁之间产生的真空有益地降低了传热。如此一来，在各个被分配给光源的太阳能电池组件上的热作用有所降低，由此，太阳能电池组件的效率也得以进一步提高。玻璃拱顶结构特别以其环形的开口罩在可能情况下的形成为白热体的罩部分之上，并与发光物的底座牢固地相连。玻璃拱顶结构的内面能够具有与到罩部分一致的间距，然而在任何情况下都不具有与罩部分的接触点(Berührungspunkt)。
在罩部分与玻璃拱顶结构之间的自由中间空间内，能够装有放射体材料(Emitterstoff)，该材料例如将这个自由空间完全填充。作为放射体材料优选地使用的碘化钠或其他材料如铷、钾以及其化合物，根据其有益的物理特性以液态至气态的方式存在。碘化钠优选地发射波长为大约600纳米的辐射，其中，尤其处于光谱的橙色范围的光波长可最好地被所应用的太阳能电池利用。同样可想见，使用以气态的聚集形态的碘化钠。其他放射体材料例如铷，具有位于靠近硅的带隙处的放射谱，并因此提高可用能量的部分。然而这在实施中并不像使用无毒的、并且对环境几乎没有放射性的碘化钠那样是毫无问题的。
此外还有另一种可能性，罩部分具有至少一个局部地穿透其壁的管材环(Rohrring)，在该管材环中容纳着放射材料。每个管材环近似形成为环形管道(Ringleitung)，并且被形成燃烧室的白热体局部包围，和/或穿透特别构成为空心圆柱体的、罩部分的壁的一个区域。每个管材环因此具有沿着罩部分的内侧面和外侧面的管部分(Rohrabschnitt)。每个管材环具有通过在罩部分内占优势的温度水平被液化的或气化的放射材料，例如碘化钠，并因此形成大量的发光体
气焰再次激发放射材料用于发出具有预定波长的辐射能。在这里，位于内侧面区域中的放射材料比位于罩部分外面的部分被更剧烈地加热，这将导致自动的循环和在管材环之内放射材料的规律的激发。由耐高温陶瓷制成的、垂直孔透过的长方形构成的吸收对流单元(Absorber-Konvektor-Einheit)位于管材环的加热段中，放射体材料通过透孔升高并沿放射面的方向流出。由此发出的辐射中的部分有益地得到进一步提高。
在拱顶结构壁的至少一个侧面上涂有反射红外辐射的涂层(Beschichtung)，其保证了仅仅通过气焰或者通过白热体发射的辐射能中的所希望的部分能够穿透该涂层。尤其是热辐射被保持在玻璃拱顶结构之内，并在这种情况中在燃烧室范围内提供相对平均的温度水平。为了降低沸点(Siedetemperatur)，在放射材料的间隙中能够存在最小压力。
此外还设置有，输入管道和排气管道与燃烧室介质连通地相连，这些输入管道和排气管道逐段地配有至少一个换热器。尤其是通过发光物的底座引导的输入管道和排气管道与换热器相连，在该换热器的帮助下保证了通过输入管道流动的燃烧气体和输入空气的有益预热。待加热或者待冷却的介质特别地反向流过换热器。
此外，排气管道与催化剂(Katalysator)相连，该催化剂保证了始终有益地还原由燃烧产生的氮氧化物(Stickoxide)。根据本发明有益的实施方式，在至少一个围绕光源的圆弧段(Kreisbogenabschnitt)上安装有大量的、具有一定排布的太阳能电池组件。借助大量围绕光源安装的太阳能电池组件，由光源发射的辐射能能够被大量吸收，或者其中相对较大的部分被吸收，并被转化成电能。太阳能电池组件既能够全部地安装，也能够仅仅在围绕光源的圆弧段上安装。在围绕光源仅部分排布的情况中，特别在与太阳能电池组件相对的、由光产生的气焰的面上设有反射器，该反射器将在这一区域中发射的辐射相应地毫无损失地反射，并沿着以预先确定的角度围绕光源安装的太阳能电池组件的方向导出。
太阳能电池组件优选地形成围绕光源的空心圆柱体形的模块体
借助它，通过太阳能电池组件吸收的辐射能与通过例如气体驱动的发光物所发射的辐射能之比将进一步改善。为了形成空心圆柱体形的模块体，太阳能电池组件能够环形地围绕光源安装，其中，根据由发光物产生的气焰的高度，被环形安装的太阳能电池组件可能以彼此叠加的多个层安装。
此外还设定有，每个太阳能电池组件和其接收辐射能的表面一起与通过焰(Flamme)构成的光源长轴垂直对齐。这具有如下优点，即因此同样大约垂直于各个太阳能电池组件入射的能量辐射仅仅在其表面处少量反射，并且将相对较大的部分则被转化。对于一个特别由硅半导体晶体制造的并始终具有一个平面的太阳能电池组件，围绕光源定位的太阳能电池组件的尺寸和数量特别取决于所用的功率和由此得到的光源和各个太阳能电池组件之间的距离。同样可想见，代替通常平面的太阳能电池组件而应用具有柔性材料特性的、由有机化合物制造的太阳能电池或太阳能电池组件。借助此类电池或模块，使得包围光源的模块体独特的适合的造型成为可能。
扩散吸收热泵为其冷却与太阳能电池组件相连，在它的帮助下，所应用的太阳能电池组件在依照本发明的设备运行同时能够有益地保持较低的工作温度。作为扩散吸收热泵必要组件的发生器(Austreiber)被定位在相应的、给出剩余热量的设备段中，使得在该发生器中工作介质能够与其载体分离。应用此类热泵的优点在于，热泵过程仅通过一个有针对性的热量输入，例如以余热的形式，独立地通过温度和浓度差保持运动，并因此不需要额外的天然能源。
发光物至少局部地直接被透镜状的光学元件包围，在该光学元件的帮助下，通常在各个方向平均传播的发光物的辐射能能够通过透镜状的光学元件折射，并能够有针对性的转向到一个确定的方向。特别在与优选的空心圆柱体形的、由太阳能电池组件形成的模块体的相互关系中，通常情况下不会入射到由太阳能电池组件形成的模块体的表面上的能量辐射能够转向到该模块体上。通过太阳能电池组件接收的辐射与通过光源发射的辐射之比能够由此有益地得到进一步改善。所用光学元件的尺寸同样取决于通过发光物产生的气焰的高度和应用在该发光物上的白热体。
由本发明另一个实施方式可见，光学元件是菲涅尔透镜(Fresnel-Linse)或菲涅尔多级透镜(fresnelsche Stufenlinse)，其设计原理使得应用具有更短焦距的更大透镜成为可能，而不具有相当大的建造空间以及因此带来的传统透镜的重量。因此，能够实现设备相对较轻的质量，这尤其使依照本发明构造的设备在活动使用时的操作得到有益的简化。
很明显地，在本发明的框架内，光源能够由很多发光物组成，这些发光物被特别安装在围绕共同中间区域的圆形轨道上。通过应用大量的发光物，所发射的辐射能的量有益地以简单的方式增大，由此，按此方式形成的、依据本发明的设备有时甚至能够例如自给自足地为偏远的建筑供电。为形成光源而使用的发光物的数量具体地取决于待满足的能量需求的高度。
优选地，发光物平均分布式地安装在圆形轨道上，使得在面向光源的空心圆柱体形模块体的内面上，辐射强度以有益的方式平均分布。因此，保证了入射到模块体表面的能量辐射借助全部可用的太阳能电池组件的理想转化。
特别地，为了在使用由多个发光物构成的光源情况下由发光物在中间区域发射的能量辐射能够同样为了获得电能而被利用，在圆形安装的发光物的中间区域内安装有反射器。借助该反射器，在中间区域由光源发射的辐射能能够有益地转向到围绕光源安装的空心圆柱体形模块体的方向上。
在这里，反射器由多个分别具有凹拱形反射面的凹镜(Hohlspiegel)构成，其中，为每一个构成光源的发光物分配至少一个凹镜。凹镜的使用为形成使辐射能转向的反射器提供了一种结构简单的可能性。为了这个目的，每个凹面镜具有预先确定的曲率(Krümmung)或者预先确定的曲率半径(Krümmungsradius)，该曲率半径能够沿镜宽的方向改变，并因此能够始终具有所希望的辐射能转向。每个光源的发光物优选地配有两个凹镜，其长轴按以下方式相对发光物排列，即，使得通过发光物发射的辐射能不沿发光物的方向反射，而是转向经过两个相邻的发光物之间到达模块体上。
附图简述
其中给出了进一步的发明性特征的本发明的实施例在附图中示出。
其中展示有：
图1：依据本发明的设备部分剖面的视图；
图2：在A-A截面上设备的俯视图；
图3：依据本发明的设备其他实施例的视图；
图4：根据图3在B-B截面上设备的俯视图；
图5：依据本发明的设备的其他实施方式的视图；
图5a：图5中设备A-A截面上的俯视图；
图5b：图5中设备B-B截面上的详细视图；
图5c：图5中设备B-B截面上的另一个详细视图；
图6：在抛物面镜36上，依据本发明的设备以另一种实现形式的视图；
图6a：如图6中的设备的详细视图；
图6b：如图6中的设备的另一个详细视图。
发明的实施方式
用1标记用来产生电能的设备，该设备具有用气体驱动的发光物2，该发光物具有至少一个在辐射区域中的通过发光物2的，该发光物具有至少一个安装在通过发光物2制造的气焰3的辐射区域中的太阳能电池组件4。此外，发光物还具有白热体5，该白热体特别地借助气焰3，并且其在燃烧时进行的化学反应中被激发发光。白热体5此外还具有将发光物的气焰包围形成封闭燃烧室6的罩部分7，由此，伴随燃烧的升温优选地被保持在燃烧室6之内。围绕和燃烧室6空间相邻的、具有透明特性的罩部分7，设有一个将该罩部分包围的玻璃拱顶结构8，该玻璃拱顶结构多壁地形成，并特别在拱顶结构的壁9、10之间形成真空。在罩部分7和玻璃拱顶结构8之间装有决定白热体5的放射度的放射材料，例如碘化钠，该放射材料在一定的辐射谱中具有有益的高的辐射强度。尤其是为了避免红外射线从玻璃罩8中泄露，优选地在拱顶结构的壁9、10的两个向着燃烧室的面上涂有红外射线反射涂层。此外，与燃烧室6连接的输入管道和排气管道11、12、13和换热器14相连，从而保证了从排气管道13向新鲜空气管道11或向气体供应管道12的传热。为了导致所产生的可见辐射有高产量，依本发明形成的设备1具有至少一个反射器15、16(图2)，该反射器特别将不直接照射到太阳能电池4上的辐射转向到太阳能电池4的方向上，并因此提高能量产量。
图2展示了一幅俯视图，并且应该特别对设备1的内部构造加以说明。发光物2优选地与设备1的、特别形成空心圆柱体形的发射壳(Emitter-
)17的中间区域同轴地安装。太阳能电池组件4特别地仅安装在发射壳17内面的部分之上。另外，在发射壳17内设有形成为抛物面反射镜的反射器16，该反射器特别将单向的、在发射壳17中安装的太阳能电池组件4中传输的光源辐射沿与其相反的方向有益地转向到太阳能电池组件4。太阳能电池组件4特别与支持组件
18相连，通过该支持组件在一定的距离内引导多个冷却管道(Kühlleitung)19，这些冷却管道特别地与并未详细介绍的扩散吸收式热泵相连接，并且太阳能电池组件4有益地保持低的工作温度。
图3展示了依据本发明的设备20的另一个实施例，其发光物21同样被一个特别将热辐射包围的玻璃罩22所包围。此外，发光物21具有罩部分23，在其壁24内安装有大量由白热体25构成的、类似环形管道的管材环26、26’。产生辐射能的放射体材料也位于每个管材环26、26’中，该放射体通过在燃烧室27内部燃烧的气焰3被激发而放出辐射能。通过在各个管材环26、26’之内放射体材料的温度差，自动形成放射体材料在其中的循环。
图4展示了根据图3的依据本发明的设备的俯视图，其应该说明所述依据本发明的设备的构造。管材环26、26’特别具有围绕发光物21的中间区域的径向取向性(Ausrichtung)，由此保证了通过发射体材料所产生的辐射被相对平均地发射。在罩部分23的外面上还特别安装有特别形成为碗状反射器(Parabolrinnenspiegel)的反射器28、29，这些反射器还将辐射沿特别围绕光源安装的太阳能电池组件的方向转向或反射。
图5展示了依照本发明的设备1、20的另一实施方式的视图。如从图5可见，在由耐高温玻璃构成的管材环26中安装有吸收对流陶瓷体30，该吸收对流陶瓷体实际上为方形并有透孔穿过。透孔从下向包括放射体材料的空间形成开口，但是不通达上体面，而是借助钻透孔彼此相连并导向管材环26的外面。侧面的出口能够通过管道延长，并延伸至管材环26的辐射发射部分。吸收对流陶瓷体30的作用在于将放射体材料加热、气化并且运送到依据本发明设备1、20的管材环26的外部。此外该吸收对流陶瓷体还用于将燃烧室壁所辐射的能量吸收，并且因此传导性地被传递到放射体材料。
由图5a可见，优选地进一步设有向内作用的、由镜面化的耐高温材料制成的反射器31，该反射器将白热体5、25大部分地包围，并将燃烧室壁的热能反射回去，这样一来保护太阳能电池组件4不受不希望的辐射的影响，再者将热能有益地保持在白热体5、25内，因此主要发射给管材环26接受热量的部分。反射器31和碗状反射器28能够被分成多个部分，并用适合的并未做介绍的夹子固定在外管材环26上。这里，反射器31不接触燃烧室的壁，并通过真空32防止由对流和传热所造成的热传递。
真空的中间空间32与图1中通过双层玻璃罩形成的真空瓶(Dewar-
)具有相同的功能。
由图5a可见，由将内管材环段部分地包围的燃烧室的壁，以及它接收热量的管材环26的部分所构成的中间空间有益地用颗粒材料(Granulat)33填充。其作用在于，不仅是通过辐射传输能量，还有通过热传导所传递的能量引导入管材环26。颗粒材料33优选地由球形的高温陶瓷颗粒构成，并能够有条件地通过优选的至少近似相同的颗粒大小使得不因热胀冷缩而自我压缩。颗粒材料填充物(Granulatfüllung)33因此保持其自身可移动，并且对包含它的区域仅有很小的作用力。在燃烧室的壁上、向着管材环26的凸面(Ausbuctung)保护颗粒材料33不会流出(未示出)。该凸面与管材环26并不接触，而是保持一定距离，该距离小于颗粒的尺寸。
由图6可见，在依据本发明的设备的另一个实施方式用太阳能来产生所希望的辐射。在太阳能实施方式中，设有真空的、内部镜面化的—优选的形成圆柱形的—具有较小进入窗口35的真空容器34，如下所述耐高温的玻璃管材环26位于该真空容器中，该管材环还具有高温陶瓷组成的吸收蒸发器单元。太阳辐射通过由热变形小的、在烹饪领域很著名的玻璃陶瓷所构成的抛物面镜36进行聚焦，并通过进入窗口35投射到吸收蒸发器单元。
图6、6a和6b中介绍的真空容器34用来容纳依据本发明的管材环26，也用于在依据本发明的设备的太阳能变体中将热能引入管材环26，并避免热量浪费。
角反射器39安装在位于真空容器34的进入窗口35的面上，该角反射器将进入的射线转到吸收对流单元的方向上。
容纳管材环26的真空容器34的内壁42同样是镜面化的，有益地具有互相成在正确角度上的镜面42的角反射器，以便在其上将吸收器的热辐射再次反射回去。因为只有吸收对流单元和放射体材料发出辐射，而管材环的玻璃并不发出辐射，所以能量有益地保持在容器内放射体材料中，并能够因此大部分能量仅从管材环26发出辐射的面上离开系统。管材环26与其发射辐射的面在一个面上穿过真空容器34，但其通过玻璃拱顶结构38同样位于真空容器34内。同样地，这个通过仅由管材环26的管道穿透的隔板(Trennwand)41的开口向内也被镜面化。为了加热传热介质而得到热能，一个管道还能够位于真空容器34中。隔板41内部镜面化并设有两个开口，通过该开口管材环26穿出或再次进入。隔板41由至少两部分组成，这两部分重叠构造并固定在真空容器处。
由经受外界压力的无反射玻璃所构成的进入窗口35被固定在真空容器上，并且能够也向内呈拱形。抛物面镜36的焦点就在这个拱形上。
由热变形小的玻璃陶瓷构成的抛物面镜36能够跟踪太阳角，并具有如下优点，即能够准确定义焦点，并由此能够将进入窗口35保持在较小尺寸上。由此，将因辐射造成的热量损失保持在很小的量上。
抛物面镜36能够形成沟道形、圆形或椭圆形。在沟道形的实施方式中，进入窗口35形成为长开口。
有益地，真空容器34被可移动安装，并通过调整杆
37在抛物面镜36追踪太阳角的同时保持始终近似竖直。调整杆37通过机械装置与抛物面镜载体相连。
由无反射的玻璃构成的壳状的玻璃拱顶结构38能够让所希望的辐射离开，并且密封地固定在真空容器34上。对此，太阳能电池组件(未示出)安装在外侧面上并产生电能。
位于内侧面上的角反射器37在其由三个镜面构成的并彼此处于正确角度上的拐角(Ecke)上具有开口，进入窗口35弯曲进入该开口。镜面为了吸收而伸进其中，但并不到达管材环26。
在真空容器34中的真空40防止热量损失。
依据本发明的设备1、20的实施方式并不限于前述的最佳实施方式。从大量实施方式的变形中可想见还有很多实施方式，从已经介绍的解决方式中还能实现完全不同类形的实施需求，例如用于泵压激光介质的设备。
附图标记列表
1 设备
2 发光物
3 气焰
4 太阳能电池组件/太阳能电池
5 白热体
6 燃烧室
7 罩部分
8 双壁玻璃拱顶结构
9，10 拱顶结构壁
11，12，13 输入管道和排气管道
14 换热器
15，16 反射器
17 发射壳
18 支持组件
19 冷却管道
20 设备
21 发光物
22 双壁玻璃拱顶结构
23 拱顶结构部分
24 23中的壁
25 白热体
26，26’ 管材环
27 燃烧室
28，29 反射器
30 吸收对流陶瓷体
31 向内作用的反射器
32 真空
33 颗粒材料
34 真空容器
35 进入窗口
36 抛物面镜
37 调整杆
38 玻璃拱顶结构
39 角反射器
40 真空
41 隔板
42 内壁/镜像
Claims (28)
1.一种产生电能的设备(1、20)，包括至少一个太阳能电池组件(4)，该太阳能电池组件拥有至少一个光电电池并安装在光源的辐射范围内，其特征在于，所述光源由气体、或者可气化的化石燃料以及可再生燃料所驱动的至少一个发光物(2、21)构成，其中将至少一个白热体(5、25)分配给借助所述发光物(2、21)所产生的气焰(3)，所述白热体具有将所述发光物(2、21)的气焰(3)包围的、透明的至少一个罩部分(7、23)，以形成封闭的燃烧室(6、27)，
其特征在于，
所述罩部分(7、23)至少部分地被一个至少双壁的玻璃拱顶结构(8、22)包围，在该玻璃拱顶结构的拱顶结构壁(9、10)之间存在最小压力。
2.根据权利要求1所述的设备(1、20)，
其特征在于，
所述罩部分(7)和所述玻璃拱顶结构(8)之间装有填充自由空间的放射体材料，以产生线光谱或带光谱。
3.根据权利要求1和2所述的设备(1、20)，
其特征在于，
所述罩部分(23)具有至少一个其中容纳有放射体材料的管材环(26、26’)，其中所述管材环局部地穿透所述罩部分的壁或被所述罩部分的壁包围。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1、20)，
其特征在于，
所述玻璃拱顶结构(8、22)的拱顶结构壁(9、10)的侧面中的至少一个上涂有反射红外射线的涂层。
5.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1、20)，
其特征在于，
输入管道和排气管道(11、12、13)与所述燃烧室(6、27)介质连通地相连，所述输入管道和排气管道逐段地配有至少一个换热器(14)。
6.根据权利要求5所述的设备(1、20)，
其特征在于，
至少一个排气管道(13)与催化剂相连。
7.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1、20)，
其特征在于，
在围绕所述发光物(2、21)的至少一个圆弧段上安装有大量的所述太阳能电池组件(4)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1、20)，
其特征在于，
所述太阳能电池组件(4)围绕所述发光物(2、21)形成空心圆柱体形的模块体。
9.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1、20)，
其特征在于，
每个太阳能电池组件(4)以其表面与通过所述焰(3)构成的发光物(2、21)的长轴垂直地定向。
10.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1、20)，
其特征在于，
扩散吸收式热泵与太阳能电池组件(4)相连，以冷却太阳能电池组件(4)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1、20)，
其特征在于，
所述发光物(2、21)至少局部地被透镜状的光学元件包围。
12.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1、20)，
其特征在于，
所述光学元件是菲涅尔透镜。
13.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1、20)，
其特征在于，
所述光源由多个发光物(2、21)组成，所述发光物安装在围绕共同的中间区域的圆形轨道上。
14.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1、20)，
其特征在于，
所述发光物(2、21)在所述圆形轨道上平均分布。
15.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1、20)，
其特征在于，
在圆形安装的所述发光物的中间区域中安装有反射器。
16.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1、20)，
其特征在于，
所述反射器由多个分别具有凹拱形反射面的凹镜构成，其中，为每一个构成光源的发光物分配至少一个凹镜。
17.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1、20)，
其特征在于，
在所述管材环(26)中安装有吸收对流陶瓷体(30)，该吸收对流陶瓷体实际上为方形并有透孔穿过。
18.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1、20)，
其特征在于，
设有向内作用的、由镜面化的耐高温材料制成的反射器(31)，该反射器将白热体(5、25)至少部分地包围，并将燃烧室的壁的热能反射回去。
19.根据权利要求18所述的设备(1、20)，
其特征在于，
所述反射器(31)和碗状反射器(28)被分成多个部分。
20.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1、20)，
其特征在于，
由将内管材环段部分地包围的燃烧室的壁及该内管材环段接收热量的管材环(26)的部分所构成的中间空间用颗粒材料(33)填充。
21.根据权利要求18所述的设备(1、20)，
其特征在于，
所述颗粒材料(33)由球形的高温陶瓷颗粒构成。
22.根据权利要求18和19所述的设备(1、20)，
其特征在于，
在所述燃烧室的壁上设有向着所述管材环(26)的凸面，所述凸面与所述管材环保持一定距离，该距离小于颗粒的尺寸。
23.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1、20)，
其特征在于，
设有由热变形小的玻璃陶瓷构成的抛物面镜(36)，借助该抛物面镜，通过设在所述设备(1、20)所形成的真空容器(34)上的进入窗口(35)，太阳辐射投射到处于所述玻璃管材环(26)处的、耐高温陶瓷构成的吸收气化单元上。
24.根据权利要求23所述的设备(1、20)，
其特征在于，
在位于所述真空容器(34)的所述进入窗口(35)的侧面上安装至少一个角反射器(39)，该角反射器将进入的射线转到所述吸收对流单元的方向上。
25.根据权利要求23和24所述的设备(1、20)，
其特征在于，
容纳所述管材环(26)的真空容器(34)的内壁(42)是镜面化的，以便在该内壁上将吸收器的热辐射再次反射回去。
26.根据前述权利要求23至25中任一项所述的设备(1、20)，
其特征在于，
设有隔板(41)，该隔板也向内被镜面化。
27.根据前述权利要求23至26中任一项所述的设备(1、20)，
其特征在于，
所述抛物面镜(36)能够追踪太阳角度。
28.根据前述权利要求27所述的设备(1、20)，
其特征在于，
所述真空容器(34)被可移动安装，并通过调整杆(37)在抛物面镜(36)追踪太阳角的同时保持始终近似竖直。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102008058467A DE102008058467B3 (de) | 2008-11-21 | 2008-11-21 | Vorrichtung zur Stromerzeugung |
| DE102008058467.3 | 2008-11-21 | ||
| PCT/DE2009/001641 WO2010057479A2 (de) | 2008-11-21 | 2009-11-20 | Vorrichtung zur stromerzeugung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102334191A true CN102334191A (zh) | 2012-01-25 |
Family
ID=42198566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009801546180A Pending CN102334191A (zh) | 2008-11-21 | 2009-11-20 | 发电设备 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20110265853A1 (zh) |
| EP (1) | EP2359409A2 (zh) |
| CN (1) | CN102334191A (zh) |
| AP (1) | AP2011005735A0 (zh) |
| CA (1) | CA2744497A1 (zh) |
| DE (1) | DE102008058467B3 (zh) |
| RU (1) | RU2011120471A (zh) |
| WO (1) | WO2010057479A2 (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2973944B1 (fr) * | 2011-04-06 | 2014-01-10 | Commissariat Energie Atomique | Emetteur pour systeme thermophotovoltaique et systeme thermophotovoltaique comportant au moins un tel emetteur |
| CN102214707A (zh) * | 2011-05-20 | 2011-10-12 | 南京航空航天大学 | 燃烧光能利用装置及方法 |
| US20180347858A1 (en) * | 2012-10-18 | 2018-12-06 | Thermolift, Inc. | Combination Solar and Combustion Heater |
| DE102015003497B4 (de) * | 2015-03-18 | 2024-06-27 | Rhp Gmbh | Stromgenerator |
| DE102015006809A1 (de) * | 2015-05-26 | 2016-12-01 | Rhp Gmbh | Stromerzeuger mit Lumineszenzkollektor |
| JP2019522321A (ja) * | 2016-06-30 | 2019-08-08 | イェヒ オア ライト クリエイション リミテッドＹｅｈｉ Ｏｒ Ｌｉｇｈｔ Ｃｒｅａｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｅｄ | 高効率ライトシステム |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6489553B1 (en) * | 2001-05-30 | 2002-12-03 | Jx Crystals Inc. | TPV cylindrical generator for home cogeneration |
| US6538193B1 (en) * | 2000-04-21 | 2003-03-25 | Jx Crystals Inc. | Thermophotovoltaic generator in high temperature industrial process |
| WO2004019419A2 (en) * | 2002-08-23 | 2004-03-04 | Alberta Research Council Inc. | Thermophotovoltaic device |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3929510A (en) * | 1974-05-22 | 1975-12-30 | Us Army | Solar radiation conversion system |
| US4313024A (en) * | 1977-04-05 | 1982-01-26 | Horne William E | Conversion of solar to electrical energy |
| US4234352A (en) * | 1978-07-26 | 1980-11-18 | Electric Power Research Institute, Inc. | Thermophotovoltaic converter and cell for use therein |
| DE2934736A1 (de) * | 1979-08-28 | 1981-03-12 | Ask August Schneider Gmbh & Co Kg, 8650 Kulmbach | Gasleuchte insbesondere fuer strassenbeleuchtung |
| US4419532A (en) * | 1982-07-30 | 1983-12-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Thermophotovoltaic power source |
| DE3833697A1 (de) * | 1988-10-04 | 1990-04-05 | Graf Paul | Solarstrom durch gas- und oelheizungsbrenner, sowie elektrische beleuchtungen |
| US5018963A (en) * | 1989-08-07 | 1991-05-28 | Tpv Energy System, Inc. | Pulsating gas powered light source |
| US5080724A (en) * | 1990-03-30 | 1992-01-14 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Selective emitters |
| JPH06290613A (ja) * | 1992-10-20 | 1994-10-18 | Toho Gas Co Ltd | 屋外設置用ガス灯 |
| US5647916A (en) * | 1995-12-14 | 1997-07-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Hybrid photovoltaic solar panels |
| US6486392B1 (en) * | 1996-10-16 | 2002-11-26 | Jx Crystals Inc. | Hydrocarbon fired thermophotovoltaic electric generator insert having low bandgap cells for use as a replacement burner in an appliance retrofit |
| DE20018328U1 (de) * | 2000-10-26 | 2001-02-15 | GWG Gesellschaft zur Wartung von Gasbeleuchtungsanlagen mbH, 12055 Berlin | Schaltsystem für Gasleuchten mit elektronischer Zündung |
| US6749310B2 (en) * | 2001-09-07 | 2004-06-15 | Contrast Lighting Services, Inc. | Wide area lighting effects system |
| DE10203492A1 (de) * | 2002-01-30 | 2003-07-31 | Klaus Brinkmann | Ein Hohlkörper mit Fotovoltaik zur teilweisen Abschirmung von Gaslampen für die gleichzeitige Erzeugung von Licht und Strom |
| JP3788405B2 (ja) * | 2002-08-01 | 2006-06-21 | トヨタ自動車株式会社 | 熱光発電装置 |
| JP4134815B2 (ja) * | 2003-06-03 | 2008-08-20 | トヨタ自動車株式会社 | 熱光発電装置 |
| CA2444831A1 (en) * | 2003-10-10 | 2005-04-10 | Alberta Research Council Inc. | Thermophotovoltaic device with selective emitter |
| US7690814B2 (en) * | 2005-03-10 | 2010-04-06 | Honeywell International Inc. | Luminaire with a one-sided diffuser |
-
2008
- 2008-11-21 DE DE102008058467A patent/DE102008058467B3/de not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-11-20 RU RU2011120471/28A patent/RU2011120471A/ru not_active Application Discontinuation
- 2009-11-20 EP EP09802099A patent/EP2359409A2/de not_active Withdrawn
- 2009-11-20 CA CA2744497A patent/CA2744497A1/en not_active Abandoned
- 2009-11-20 AP AP2011005735A patent/AP2011005735A0/xx unknown
- 2009-11-20 CN CN2009801546180A patent/CN102334191A/zh active Pending
- 2009-11-20 WO PCT/DE2009/001641 patent/WO2010057479A2/de active Application Filing
-
2011
- 2011-05-22 US US13/113,055 patent/US20110265853A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6538193B1 (en) * | 2000-04-21 | 2003-03-25 | Jx Crystals Inc. | Thermophotovoltaic generator in high temperature industrial process |
| US6489553B1 (en) * | 2001-05-30 | 2002-12-03 | Jx Crystals Inc. | TPV cylindrical generator for home cogeneration |
| WO2004019419A2 (en) * | 2002-08-23 | 2004-03-04 | Alberta Research Council Inc. | Thermophotovoltaic device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AP2011005735A0 (en) | 2011-06-30 |
| DE102008058467B3 (de) | 2010-10-07 |
| RU2011120471A (ru) | 2012-12-27 |
| CA2744497A1 (en) | 2010-05-27 |
| WO2010057479A3 (de) | 2011-07-21 |
| EP2359409A2 (de) | 2011-08-24 |
| WO2010057479A2 (de) | 2010-05-27 |
| US20110265853A1 (en) | 2011-11-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102334191A (zh) | 发电设备 | |
| US5383976A (en) | Compact DC/AC electric power generator using convective liquid cooled low bandgap thermophotovoltaic cell strings and regenerative hydrocarbon burner | |
| US7690377B2 (en) | High temperature solar receiver | |
| US6895145B2 (en) | Apparatus and method for collecting light | |
| US10002982B2 (en) | Emitter for a thermo-photovoltaic system and thermo-photovoltaic system comprising at least one such emitter | |
| ES2375389A1 (es) | Planta de concentración solar tipo fresnel con reconcentrador secundario optimizado. | |
| CN101405545A (zh) | 聚集式太阳集能器 | |
| US10931227B2 (en) | Light-heat energy gathering solar energy device | |
| US5647916A (en) | Hybrid photovoltaic solar panels | |
| KR101029572B1 (ko) | 세라믹 섬유 다공체 내 연소를 이용한 열광전 발전장치 | |
| CN200989672Y (zh) | 一种高性能太阳能装置 | |
| US20150207450A1 (en) | Energy conversion and transfer arrangement for thermophotovoltaic devices and thermophotovoltaic devices comprising such | |
| US20180040794A1 (en) | Realizing the Dream of Green Energy and Making the Impossible Possible | |
| US20120024359A1 (en) | Thermophotovoltaic system | |
| CN101562412B (zh) | 一种利用太阳能和燃料化学能的电力发生器 | |
| KR20210041993A (ko) | 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템 | |
| CN102842631B (zh) | 太阳能聚光电热联供模组 | |
| US20160133814A1 (en) | Fuel-flexible thermal power generator for electric loads | |
| US20230064799A1 (en) | Device for the storage of thermal energy of solar origin based upon multiple reflections | |
| ES2342780T3 (es) | Modulo colector para la generacion de energia electrica y termica. | |
| US6256153B1 (en) | Circumscribing ray route lens, the system condensing light therewith, and the lighting therewith | |
| KR102030850B1 (ko) | 태양 에너지를 이용한 복합 발전 시스템 및 이를 포함하는 수소생산 시스템 | |
| CN206533372U (zh) | 一种收发紫外光的光学装置 | |
| CN218544573U (zh) | 可实现供热导光的装配式蒙古包 | |
| CN2775555Y (zh) | 太阳能u形管聚光集热器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120125 |