CZ22052U1

CZ22052U1 - Zařízení pro soustředění solární energie

Info

Publication number: CZ22052U1
Application number: CZ201023295U
Authority: CZ
Inventors: Krampla@Milan
Original assignee: Krampla@Milan
Priority date: 2009-07-07
Filing date: 2009-07-07
Publication date: 2011-04-07

Description

Zařízení pro soustředění solární energie

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení pro soustředění solární energie.

Dosavadní stav techniky

Dosud jsou slunečním paprskům přímo vystaveny různé statické či různě orientovatelné absorpční nebo transformační receptory, v nichž dojde k využití sluneční energie. Dále jsou také slunečním paprskům vystavována zrcadla různých tvarů například rotační nebo válcové paraboly či jejich části. Od zrcadla, pokud má správnou orientaci, tj. inklinaci a elevaci ke slunci, se sluneční paprsky odrážejí k dalšímu využití, zejména k ohřevu trubek s proudícím médiem. Pro zvětšení odrazové plochy jsou tato zrcadla sdružována do zrcadlových systémů.

Všechna orientovatelná zařízení mají oproti statickým zařízením nespornou výhodu v lepším využití solární energie, ale mají následující nedostatky. Jednotlivé prvky takových zařízení či systémů jsou konfigurovány solitérně tak, aby si vzájemné nestínily. To znamená, že ve skutečnosti zabírají velkou stavební plochu v poměru k pracovní ploše receptorů. Dále musí mít vyso15 kou odolnost vůči větru, respektive povětrnostním podmínkám, a proto musí být vytvořeny jako robustní a složité konstrukce s vysokou hmotností. Mají také velkou spotřebu energie pro orientaci ke slunci a nedostatkem je i jejich komplikované čištění.

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro soustředění solární energie podle tohoto technického řešení. Jeho podstata podle první varianty provedení spočívá v tom, že obsahuje nejméně jeden modul zahrnující nejméně jeden absorpční nebo transformační receptor a nejméně jedno odrazové zrcadlo, které má podle charakteru a rozměru absorpčního nebo transformačního receptorů v rovině dané osami x, y rovinný, parabolický nebo parabolický lomený profil a plocha kterého je určena tímto profilem a délkovým intervalem na ose z, přičemž nejméně jeden absorpční nebo transformační receptor je součástí roviny dané osami z, z', a tento nejméně jeden modul je otočný kolem osy y nebo jakékoliv s ní paralelní osy y' a orientovatelný proti slunci osou z. Podstata druhé varianty provedení tohoto technického řešení spočívá v tom, že obsahuje nejméně jeden modul zahrnující nejméně jeden absorpční nebo transformační receptor a nejméně jedno odrazové zrcadlo, které má podle charakteru a rozměru absorpčního nebo transformačního re30 ceptoru v rovině dané osami x, y rovinný, parabolický nebo parabolický lomený profil a plocha kterého je určena tímto profilem a délkovým intervalem na ose z, přičemž nejméně jeden absorpční nebo transformační receptor je součástí roviny dané osami y, z, a tento nejméně jeden modul je otočný kolem osy z nebo jakékoliv s ní paralelní osy z' a orientovatelný proti Slunci osou y.

Podle výhodného provedení je nejméně jedna absorpční nebo transformační receptor fotovol35 taický článek nebo termoelektrický článek či tepelný absorbér.

V dalším výhodném provedení je nejméně jeden modul zařízení vytvořen z jednoho oboustranně činného absorpčního nebo transformačního receptorů, k němuž je na každé straně umístěno odrazové zrcadlo.

V případě první varianty provedení zařízení podle tohoto technického řešení je výhodné, když zařízení obsahuje nejméně dva moduly sdružené paralelně do baterie otočné kolem jediné osy y nebo jakékoliv s ní paralelní osy y'.

V případě druhé varianty provedení zařízení podle tohoto technického řešení je výhodné, když zařízení obsahuje nejméně dva moduly, z nichž každý tento modul je samostatně otočný kolem osy z nebo jakékoliv s ní paralelní osy z'.

-1 CZ 22052 Ul

Výhodou zařízení pro soustředění solární energie podle tohoto technického řešení je zejména jednoduchá orientace proti slunci kolem jedné osy y či jakékoliv s ní paralelní osy y' nebo osy z či jakékoliv s ní paralelní osy z'. V případě pp/ní varianty stačí zařízení ve zvolené rovině pouze inklinovat ke slunci. Ve výhodném provedení lze tuto variantu instalovat na vodní hladinu jako plovoucí zařízení, kde osa y nebo jakákoliv s ní paralelní osa y' bude místem ukotvení. Dalšími výhodami jsou výhodný poměr mezi instalační, respektive zastavěnou, plochou a pracovní plochou receptorů, nízký odpor vůči větru, konstrukční jednoduchost, výhodnější poměr hmotnost/výkon a také menší náročnost na čištění.

Přehled obrázků na výkresech io Zařízení pro soustředění solární energie podle tohoto technického řešení a jeho účinky jsou dále blíže vysvětleny s pomocí přiložených výkresů, na nichž obr. la znázorňuje v rovině dané osami x a y schematicky rovinný tvar odrazového zrcadla modulu zařízení podle tohoto technického řešení, včetně vyznačení drah paprsků při použití tohoto odrazového zrcadla, obr. lb zobrazuje v rovině dané osami x a y schematicky parabolický tvar odrazového zrcadla modulu zařízení podle tohoto technického řešení, včetně zakreslení drah paprsků při použití tohoto odrazového zrcadla, a obr. lc znázorňuje v rovině dané osami x a y schematicky parabolický lomený tvar odrazového zrcadla modulu zařízení podle tohoto technického řešení, včetně vyznačení drah paprsků při použití tohoto odrazového zrcadla. Na obr. 2 je schematicky zobrazeno odrazové zrcadlo parabolického lomeného tvaru pro zařízení podle tohoto technického řešení v perspektivním pohledu, včetně vyznačení os x, y, y' a z. Obr. 3 pak znázorňuje schematicky v perspektivním pohledu sestavené moduly zařízení pro soustředění solární energie podle tohoto technického řešení. Na obr. 4 je zařízení pro soustředění solární energie podle tohoto technického řešení v řezu a na obr. 5 v půdoryse, přičemž v těchto případech jde o zařízení s rovinným tvarem odrazového zrcadla, plovoucí po vodní ploše, tedy jde o horizontální využití zařízení. Obr. 6 zobrazuje řez zařízením s parabolickým tvarem odrazového zrcadla. Obr. 7 pak znázorňuje schematicky vertikální využití zařízení pro soustředění solární energie podle tohoto technického řešení, tedy umístění tohoto zařízení na stěně domu, přičemž použit je zde parabolický tvar odrazového zrcadla. Na obr. 8a a 8b je v perspektivních pohledech schematicky zobrazeno zařízení pro soustředění solární energie podle tohoto technického řešení obsahující oboustranně činný absorpční nebo transformační receptor, přičemž u zařízení podle obr. 8a je použito odrazové zrcadlo parabolického tvaru a u zařízení podle obr. 8b má odrazové zrcadlo parabolický lomený tvar.

Příklady provedeni technického řešení

Zařízení pro soustředění solární energie podle první varianty provedení podle obr. 4, tedy v horizontálním provedení, obsahuje nejméně jeden modul 3 zahrnující nejméně jeden absorpční nebo transformační receptor i a nejméně jedno odrazové zrcadlo 2, které má podle charakteru a rozměru absorpčního nebo transformačního receptorů i v rovině dané osami x a v rovinný, parabolický nebo parabolický lomený profil a plocha kterého je určena tímto profilem a délkovým intervalem na ose z, přičemž nejméně jeden absorpční nebo transformační receptor i je součástí roviny dané osami y a z, a tento nejméně jeden modul 3 je otočný kolem osy y nebo jakékoliv s ní paralelní osy yl a orientovatelný proti slunci osou z.

Podle obr. 4 až 6 lze sdružit moduly 3 na podkladové ploše 4 paralelně do baterie 6, která je otočná kolem jediné osy y nebo jakékoliv s ní paralelní osy yl a která může například plavat po vodní ploše 7. Podle obr. 3 může být například odrazové zrcadlo 2 skloněno vůči podkladové ploše 4 o úhel a, který je s výhodou roven 45 stupňům.

Zařízení pro soustředění solární energie podle druhé varianty provedení podle obr. 7, tedy ve vertikálním provedení, obsahuje nejméně jeden modul 3 zahrnující nejméně jeden absorpční nebo transformační receptor i a nejméně jedno odrazové zrcadlo 2, které má podle charakteru a rozměru absorpčního nebo transformačního receptorů i v rovině dané osami x a y rovinný, parabolický nebo parabolický lomený profil a plocha kterého je určena tímto profilem a délkovým

CZ 22052 Ul intervalem na ose z, přičemž nejméně jeden absorpční nebo transformační receptor f je součástí roviny dané osami y a z, a tento nejméně jeden modul 3 je otočný kolem osy z nebo jakékoliv s ní paralelní osy Z a orientovatelný proti Slunci osou y.

Vertikální provedení zařízení pro soustředění solární energie podle tohoto technického řešení obsahuje s výhodou nejméně dva moduly 3, z nichž každý tento modul 3 je samostatně otočný kolem osy z nebo jakékoliv s ní paralelní osy z\

Nejméně jeden absorpční nebo transformační receptor 1 je fotovoltaický článek nebo termoelektrický článek či tepelný absorbér.

Odrazové zrcadlo 2 může být vytvořeno ve formě rovinného zrcadla podle obr. 1 a, parabolického io zrcadla podle obr. lb nebo parabolického lomeného zrcadla podle obr. lc. Na obr. la až lc jsou znázorněny dráhy paprsků 5. Parabolická odrazová zrcadla 2 se použijí pro přímkový absorpční nebo transformační receptor i, tedy například pro trubku, zatímco parabolická lomená odrazová zrcadla 2 jsou určená pro pás s přesně definovanou šířkou absorpčního nebo transformačního receptoru 1. Rovinná odrazová zrcadla 2 pak budou využita pro celkový absorpční nebo trans15 formační receptor ]_.

Podle obr. 8a a 8b může být nejméně jeden modul 3 zařízení pro soustředění solární energie podle tohoto technického řešení vytvořen z jednoho oboustranně činného absorpčního nebo transformačního receptoru I, k němuž je na každé straně umístěno odrazové zrcadlo 2.

Činnost zařízení pro soustředění solární energie podle tohoto technického řešení je taková, že dopadající sluneční paprsek 5 se odrazovým zrcadlem 2 odrazí do prostoru absorpčního nebo transformačního receptoru I. Odrazová plocha odrazového zrcadla 2 musí mít právě takový tvar/profil podle obr. la, lb nebo lc, aby odražené paprsky 5 dopadaly a soustředily/koncentrovaly se právě jen do prostoru absorpčního nebo transformačního receptoru i umístěného podle místa dopadu odražených a soustředěných/koncentrovaných paprsků 5 v rovině dané osami y a z, která je rovnoběžná s rovinami paprsků 5 dopadajících na odrazové zrcadlo 2 a to po celé délce dané intervalem na ose z. Jediným nastavovacím pohybem/manévrem, a to buď inklinací nebo elevací, se docílí soustředění/koncentrace paprsků 5 právě jen na absorpční nebo transformační receptor 1, kde dojde k využití energie paprsků 5.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

30 1. Zařízení pro soustředění solární energie, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně jeden modul (3) zahrnující nejméně jeden absorpční nebo transformační receptor (1) a nejméně jedno odrazové zrcadlo (2), které má podle charakteru a rozměru absorpčního nebo transformačního receptem (1) v rovině dané osami (x, y) rovinný, parabolický nebo parabolický lomený profil a plocha kterého je určena tímto profilem a délkovým intervalem na ose (z), při35 čemž nejméně jeden absorpční nebo transformační receptor (1) je součástí roviny dané osami (y, z), a tento nejméně jeden modul (3) je otočný kolem osy (y) nebo jakékoliv s ní paralelní osy (y') a orientovatelný proti sluncí osou (z).
2. Zařízení pro soustředění solární energie, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně jeden modul (3) zahrnující nejméně jeden absorpční nebo transformační receptor (1) a

40 nejméně jedno odrazové zrcadlo (2), které má podle charakteru a rozměru absorpčního nebo transformačního receptoru (1) v rovině dané osami (x, y) rovinný, parabolický nebo parabolický lomený profil a plocha kterého je určena tímto profilem a délkovým intervalem na ose (z), přičemž nejméně jeden absorpční nebo transformační receptor (1) je součástí roviny dané osami (y, z), a tento nejméně jeden modul (3) je otočný kolem osy (z) nebo jakékoliv s ní paralelní osy (z')

45 a orientovatelný proti slunci osou (y).

- 3 CZ 22052 <Π
3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že nejméně jeden absorpční nebo transformační receptor (1) je fotovoltaický článek nebo termoelektrický článek či tepelný absorbér.
4. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že nejméně jeden absorpční nebo
5 transformační receptor (1) je fotovoltaický Článek nebo termoelektrický Článek nebo tepelný absorbér.

5. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že jeho nejméně jeden modul (3) je vytvořen z jednoho oboustranně činného absorpčního nebo transformačního receptoru (1), k němuž je na každé straně umístěno odrazové zrcadlo (2).

ío
6. Zařízení podle nároků 1 a 3, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně dva moduly (3) sdružené paralelně do baterie (6) otočné kolem jediné osy (y) nebo jakékoliv s ní paralelní osy (y').
7. Zařízení podle nároků 2a 4, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně dva moduly (3), z nichž každý tento modul (3) je samostatně otočný kolem osy (z) nebo jakékoliv s

15 ní paralelní osy (z').