PL232496B1 - Method for generation of voltage to produce electrical energy and the device for generation of voltage to produce electrical energy - Google Patents

Method for generation of voltage to produce electrical energy and the device for generation of voltage to produce electrical energy

Info

Publication number
PL232496B1
PL232496B1 PL415789A PL41578916A PL232496B1 PL 232496 B1 PL232496 B1 PL 232496B1 PL 415789 A PL415789 A PL 415789A PL 41578916 A PL41578916 A PL 41578916A PL 232496 B1 PL232496 B1 PL 232496B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
generating
voltage
active element
generating electricity
electricity according
Prior art date
Application number
PL415789A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL415789A1 (en
Inventor
Jerzy Hawranek
Original Assignee
Jerzy Hawranek
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jerzy Hawranek filed Critical Jerzy Hawranek
Priority to PL415789A priority Critical patent/PL232496B1/en
Priority to PCT/PL2016/000084 priority patent/WO2017123105A1/en
Priority to EP16766099.2A priority patent/EP3402984A1/en
Publication of PL415789A1 publication Critical patent/PL415789A1/en
Publication of PL232496B1 publication Critical patent/PL232496B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00Devices for producing mechanical power from solar energy
    • F03G6/06Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means
    • F03G6/062Parabolic point or dish concentrators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00Devices for producing mechanical power from solar energy
    • F03G6/06Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/06Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

Opracowany sposób generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej pozwoli na uwalnianie pod wpływem energii słonecznej energii cząsteczkowej oświetlanego ciała stałego i w wyniku tego - wywoływanie napięcia w materiale piezokrystalicznym. Urządzenie do generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej ma co najmniej - jeden wykonany z materiału o module Younga nie mniejszym niż 100 [kN/mm2] - element aktywny (1), umieszczony na ruchomej platformie (3) wewnątrz obudowy (6). Poddaje się go naświetlaniu promieniowaniem elektromagnetycznym, korzystnie światłem z zakresu bliskiego podczerwieni w oknie obudowy (6). Po osiągnięcia założonej długości - wydłużony element aktywny (1) naciska na układ dźwigni (8), a poprzez ten układ na piezokryształy (9), najkorzystniej wszystkie piezokrystaliczne stosy (10). Doprowadzając do krótkotrwałego, ale powtarzanego nacisku na każdy piezostos doprowadza się za każdym razem do wytworzenia napięcia o wartości milionów woltów [V] w urządzeniu o niewielkich gabarytach. Opracowany sposób i urządzenie umożliwiają wytwarzanie energii elektrycznej w wyniku przeprowadzenia bezpiecznego i w pełni kontrolowanego procesu, którego charakter, skalę i rezultaty porównywać można z efektami wyzwalania energii, które osiągane są w groźnych dla środowiska reaktorach jądrowych.The developed method of generating voltage to produce electricity will allow the molecular energy of the illuminated solid to be released under the influence of solar energy and, as a result, induce voltage in the piezocrystalline material. The device for generating voltage for generating electricity has at least - one made of a material with a Young's modulus of not less than 100 [kN/mm2] - active element (1), placed on a movable platform (3) inside the housing (6). It is exposed to electromagnetic radiation, preferably near infrared light in the housing window (6). After reaching the assumed length, the elongated active element (1) presses on the lever system (8) and, through this system, on the piezo crystals (9), preferably all piezo crystal stacks (10). By applying short-term but repeated pressure on each piezopile, a voltage of millions of volts [V] is generated each time in a small device. The developed method and device enable the production of electricity as a result of a safe and fully controlled process, the nature, scale and results of which can be compared to the effects of energy release achieved in environmentally hazardous nuclear reactors.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej i urządzenie do realizacji opracowanego sposobu generowania napięcie do wytwarzania energii elektrycznej, które mogą być odpowiednio realizowane i wykorzystywane w każdym miejscu, które znajduje się choćby przez część doby w zasięgu działania promieni słonecznych, niezależnie od intensywności i długości czasu, przez jaki miejsce to jest wystawione na działanie Słońca.The subject of the invention is a method of generating voltage for generating electricity and a device for implementing the developed method of generating voltage for generating electricity, which can be properly implemented and used in any place that is within the range of sunlight even for part of a day, regardless of the intensity. and the length of time that the place is exposed to the sun.

Z amerykańskiego opisu zgłoszenia patentowego US 4236377 (publ. US19780893047 19780403) znane jest urządzenie „Silnik rozszerzalności cieplnej” [„Heat expansion machine”], które zostało stworzone do pracy z wykorzystaniem energii słonecznej, tak, aby poruszać kołem obrotowym z jak najmniejszą stratą energii. Może ono również działać przy użyciu energii elektrycznej lub nuklearnej. Opisany tu został silnik grawitacyjny, wykorzystujący zjawisko rozszerzalności cieplnej, składający się z ramy, wału obrotowego podtrzymywanego przez ramę i przekładni napędu połączonej ze wspomnianym kołem obrotowym. Przy czym napędowe koło zębate ma wiele zębów wokół zewnętrznego jej obwodu i szereg drążków napędowych. Koło napędowe ma także drążki napędowe na jednym końcu przegubowo przymocowane do koła zębatego wokół obwodu koła napędowego, aby umożliwić obracanie się drążków napędowych w określonym zakresie ograniczonym przez dwa zęby koła zębatego. Drugi koniec każdego z drążków napędowych rozciąga się promieniowo na zewnątrz niej. Koło zębate ma także na swoim obwodzie liczne elementy zmieniające objętość. Co najmniej jeden element zmieniający objętość jest odpowiednio usytuowany pomiędzy drążkami napędowymi w celu zmiany odległości pomiędzy drążkami napędowymi, przy czym gdy jeden lub więcej elementów rozprężających jest aktualnie aktywny w sposób ciągły z jednej strony silnika w wyniku ogrzania lub wychłodzenia elementów rozszerzających się, silnik grawitacyjny, a ściślej jego koło staje się w następstwie niesymetryczny między obydwoma stronami, a w wyniku tego poruszać się w sposób ciągły. Opisany silnik grawitacyjny ma ponadto korzystnie elementy do ogniskowania promieni słonecznych na każdym elemencie rozprężającym, przy czym każdy element rozprężający jest ogrzewany przez promieniowanie słoneczne.From the US patent application US 4236377 (Publ. US19780893047 19780403) there is known a device "Heat expansion machine" which was designed to work with the use of solar energy, so as to move the rotating wheel with as little energy loss as possible. . It can also operate on electricity or nuclear energy. Described herein is a thermal expansion gravity motor consisting of a frame, a rotating shaft supported by the frame, and a drive gear coupled to said rotating wheel. Wherein the drive gear has a plurality of teeth around its outer circumference and a plurality of drive rods. The drive wheel also has drive rods at one end pivotally attached to the gear around the circumference of the drive wheel to allow the drive rods to rotate within a predetermined range limited by the two teeth of the gear. The other end of each of the drive rods extends radially outward therefrom. The gear wheel also has a plurality of volume changing elements on its circumference. The at least one volume changing member is suitably positioned between the drive rods to vary the distance between the drive rods, and when the one or more expansion members are currently continuously active on one side of the engine by heating or cooling the expanding members, the gravity motor, more precisely, its circle consequently becomes asymmetrical between the two sides, and as a result it moves continuously. The described gravity engine further preferably comprises means for focusing the sun's rays on each expansion element, each expansion element being heated by solar radiation.

Znany jest też ze zgłoszenia patentowego US 20110108020 (publ. US20090616419 20091111) wynalazek pt. „Element balastu” [„Ballast member for reducing active volume of a vessel”], który może być umieszczony na statku, aby zmniejszyć aktywną pojemność statku, poprzez który może krążyć płyn roboczy. Na przykład, układ zasilania energią słoneczną może zawierać odbiornik słoneczny, poprzez który płyn roboczy może być w obiegu i co najmniej jeden kolektor słoneczny, który jest przeznaczony do kierowania energii słonecznej w kierunku odbiornika energii słonecznej do ogrzewania płynu roboczego. Zbiornik jest połączony płynnie z odbiornikami słonecznymi tak, że płyn roboczy może krążyć w zbiorniku. Zbiornik obejmuje komorę wewnętrzną oraz co najmniej jeden element balastu wewnątrz komory wewnętrznej, który redukuje aktywną pojemność komory wewnętrznej.Also known from the patent application US 20110108020 (publ. US20090616419 20091111) is the invention entitled A "Ballast member for reducing active volume of a vessel" that can be placed on board to reduce the active capacity of the vessel through which the working fluid can circulate. For example, the solar power supply system may include a solar receiver through which the working fluid may be circulated and at least one solar collector which is designed to direct solar energy towards a solar energy receiver for heating the working fluid. The tank is in fluid communication with the solar receivers so that the working fluid can circulate in the tank. The reservoir includes an inner chamber and at least one ballast element inside the inner chamber that reduces the active capacity of the inner chamber.

Celem opracowanego wynalazku jest wskazanie sposobu i odpowiednio skonstruowanie urządzenia, które pozwolą na uwalnianie pod wpływem energii słonecznej - energii cząsteczkowej oświetlanego ciała stałego, zaś w wyniku tego wywoływanie napięcia w materiale piezo krystalicznym.The aim of the present invention is to indicate a method and, accordingly, to construct a device that will allow the release of the molecular energy of the illuminated solid under the influence of solar energy, and as a result generating a voltage in the piezo-crystalline material.

Istota sposobu generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej polega na tym, że elementy aktywne wykonane z materiału o module Younga nie mniejszym niż 100 [kN/mm2] umieszcza się w obudowie na ruchomej platformie, przy czym kolejno każdy z nich ustawia się w oknie. Następnie skierowuje się na element aktywny promieniowanie elektromagnetyczne, korzystnie światło z zakresu bliskiego podczerwieni. W wyniku jego wydłużenia o zakładany przyrost długości Al naciska on na układ dźwigni oraz uruchamia go i przenosi poprzez układ dźwigni nacisk elementu aktywnego na piezokryształy, najkorzystniej na wszystkie stosy piezokrystaliczne, co wywołuje różnicę potencjałów, wykorzystywaną do wytworzenia energii elektrycznej. Następnie wprowadza się do okna kolejny element aktywny, zaś ten, którego wzdłużne rozszerzenie zostało już wykorzystane usuwa się ze strefy naświetlania w oknie i wprowadza się w sferę schładzania.The essence of the method of generating voltage for generating electricity consists in the fact that active elements made of a material with Young's modulus not lower than 100 [kN / mm 2 ] are placed in the housing on a movable platform, each of them in turn positioned in the window. Then, electromagnetic radiation, preferably near-infrared light, is directed onto the active element. As a result of its elongation by the assumed increase in length Al, it presses the lever system and activates it and transmits the pressure of the active element to the piezocrystals, preferably to all piezocrystalline stacks, through the lever system, which causes a potential difference used to generate electricity. Next, another active element is introduced into the window, and the one whose longitudinal extension has already been used is removed from the exposure zone in the window and introduced into the cooling sphere.

Korzystnie, wytworzoną energię elektryczną - ewentualnie po jej odpowiednim przetworzeniu magazynuje się na przykład w akumulatorach, względnie przesyła się, na przykład dostarczając do sieci energetycznej lub też wykorzystuje się do bezpośredniego zasilania odbiorników energii elektrycznej.Preferably, the generated electricity - possibly after its appropriate conversion - is stored, for example, in batteries, or transferred, for example by supplying it to the power grid, or it is also used to directly supply electricity consumers.

Korzystnie, co najmniej jednym czujnikiem monitoruje się moment uzyskania zakładanego przyrostu długości Al przez element aktywny i czas, przez który poddaje się go działaniu promieniowania elektro-magnetycznego.Preferably, at least one sensor monitors the moment the active element achieves the assumed increase in length Al and the time during which it is exposed to electromagnetic radiation.

Korzystnie, platformę, którą stanowi ruchoma platforma po osiągnięciu przez rozgrzewany element aktywny założonej długości poddaje się obrotowi, i tak następny element aktywny wystawia sięPreferably, the platform, which is the movable platform, is subjected to rotation after the heated active element has reached a predetermined length, and thus the next active element is exposed.

PL 232 496 B1 na działanie promieniowania i kolejny, spośród ustawionych na obwo dzie ruchomej platformy element aktywny eksponuje się w oknie korzystnie wykorzystując zespół czujników, w tym czujników światłoczułych.The active element is displayed in the window, preferably using a set of sensors, including photosensitive sensors, among the elements arranged on the perimeter of the movable platform.

Korzystnie, element aktywny umieszczony w oknie między lustrami skupiającymi doświetla się promieniami światła odbijanego przez lustra skupiające.Preferably, the active element placed in the window between the focusing mirrors is illuminated by rays of light reflected by the focusing mirrors.

Korzystnie, zwierciadłem skupiającym umieszczonym na szczycie obudowy, odbijającym promienie słoneczne zasilające światłowody doświetla się strefę cienia elementu aktywnego.Preferably, the focusing mirror placed on the top of the housing, reflecting the sun's rays feeding the optical fibers, illuminates the shadow zone of the active element.

Korzystnie, zwierciadło skupiające pochyla się, względnie podnosi tak, aby jego powierzchnia była ustawiona pod kątem, jak najbardziej zbliżonym do 90°, najkorzystniej pod kątem prostym w stosunku do promieni słonecznych padających na jego powierzchnię.Preferably, the focusing mirror is tilted or raised so that its surface is at an angle as close as possible to 90 °, most preferably at right angles to the sun rays incident on its surface.

Korzystnie, element aktywny, którego wzdłużne rozszerzenie zostało już wykorzystane i który usuwa się ze strefy naświetlania w oknie oraz wprowadza się w sferę schładzania - wykorzystuje się do zgniatania piezokrystalicznych stosów znajdujących się w strefie schładzania, korzystnie z wykorzystaniem analogicznego układu dźwigni.Preferably, the active element, the longitudinal extension of which has already been used and which is removed from the irradiation zone in the window and introduced into the cooling sphere - is used to crush the piezocrystalline stacks in the cooling zone, preferably by means of an analogous lever arrangement.

Korzystnie, wytworzonym prądem elektrycznym zasila się co najmniej jedno urządzenie uczestniczące w realizacji opisanego sposobu, korzystnie układ dźwigni, ruchomą platformę, względnie urządzenia wykorzystywane do ogrzania aktywnego elementu.Preferably, the generated electric current is supplied to at least one device participating in the implementation of the described method, preferably a lever system, a movable platform or devices used for heating the active element.

Korzystnie, w strefie schładzania, która połączona jest z systemem pompy ciepła, przekazuje się energię słoneczną z wychładzanych elementów aktywnych do systemu ogrzewania.Preferably, in a cooling zone which is connected to the heat pump system, solar energy is transferred from the cooled active elements to the heating system.

Istota urządzenia do generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej przeznaczonego do realizacji sposobu określonego wyżej polega na tym, że ma co najmniej jeden wykonany z materiału o module Younga nie mniejszym niż 100 [kN/mm2] element aktywny umieszczony na ruchomej platformie wewnątrz obudowy, który poddawany jest naświetlaniu promieniowaniem elektromagnetycznym, korzystnie światłem z zakresu bliskiego podczerwieni w oknie obudowy, naciskający - po osiągnięciu przez niego założonej długości - na układ dźwigni, a poprzez ten układ na piezokryształy, najkorzystniej wszystkie piezokrystaliczne stosy.The essence of the device for generating voltage for generating electricity intended to implement the method defined above consists in the fact that it has at least one active element made of a material with Young's modulus not less than 100 [kN / mm 2 ] placed on a movable platform inside the housing, which it is irradiated with electromagnetic radiation, preferably near infrared light in the housing window, pressing - once it has reached a predetermined length - on the lever system, and through it on the piezocrystals, most preferably all piezocrystalline stacks.

Korzystnie, urządzenie to ma dwanaście elementów aktywnych.Preferably, the device has twelve active elements.

Korzystnie, zestaw piezokrystalicznych stosów zbudowany jest z dysków piezokrystalicznych, a ten z piezokryształów, których sumacyjne odkształcenie wymagane do uzyskania efektu piezo jest równe skokowi przełożonemu przez układ dźwigni wywołany rozszerzeniem się elementu aktywnego.Preferably, the set of piezocrystalline stacks is composed of piezocrystalline disks, and that of piezocrystals whose total deformation required to obtain the piezo effect is equal to the pitch translated by the lever system caused by the expansion of the active element.

Korzystnie, liczba piezokrystalicznych dysków jest wystarczająca dla uzyskania efektu piezo w wyniku działania siły wytwarzanej przez element aktywny.Preferably, the number of piezocrystalline disks is sufficient to achieve the piezo effect due to the force generated by the active element.

Korzystnie, ruchomą platformę stanowi platforma obrotowa lub wahadłowa.Preferably, the movable platform is a rotating or swinging platform.

Korzystnie, urządzenie to w górnej części obudowy umieszczone ma zwierciadło skupiające z światłowodem wyprowadzonym w oknie obudowy skierowanym na element aktywny.Preferably, this device has a focusing mirror in the upper part of the housing with the optical fiber led out in the housing window facing the active element.

Korzystnie, element aktywny to bryła o przekroju okrągłym, korzystnie pełen walec albo rura, względnie walec z wzdłużnymi przedrążeniami.Preferably, the active element is a solid with a circular cross section, preferably a solid cylinder or a tube or a cylinder with longitudinal hollows.

Korzystnie, element aktywny jest dodatkowo wyposażony w elementy grzejne umieszczone bezpośrednio w nim lub w jego pobliżu.Preferably, the active element is additionally equipped with heating elements disposed directly therein or near it.

Korzystnie, powierzchnia elementu aktywnego jest czarna, względnie pokryta jest substancją absorbującą światło i ciepło.Preferably, the surface of the active element is black or is covered with a substance that absorbs light and heat.

Korzystnie, w oknie urządzenia usytuowane są lustra skupiające, korzystnie paraboliczne.Preferably, focusing mirrors, preferably parabolic mirrors, are arranged in the window of the device.

Korzystnie, lustra skupiające są ruchome.Preferably, the focusing mirrors are movable.

Korzystnie, lustro skupiające ma długość co najmniej równą długości elementu aktywnego, zaś szerokość, względnie średnicę ma co najmniej dwa razy większą szerokości elementu aktywnego.Preferably, the focusing mirror has a length at least equal to the length of the active element, and the width or diameter is at least twice the width of the active element.

Korzystnie, urządzenie ma co najmniej jedną soczewkę skupiającą, zogniskowaną na elemencie aktywnym.Preferably, the device has at least one focusing lens focused on the active element.

Korzystnie, zwierciadło skupiające skierowane jest w stronę Słońca i zawiera mechanizm ukierunkowujący je w stronę Słońca.Preferably, the focusing mirror is directed toward the sun and includes a mechanism to orient it toward the sun.

Korzystnie, w obudowie, poza oknem wyodrębniona jest sfera schładzania korzystnie z układem dźwigni przenoszącym nacisk kurczącego się elementu aktywnego na piezokrystaliczne stosy.Preferably, a cooling sphere is separated outside the window, preferably with a system of levers transmitting the pressure of the contracting active element to piezocrystalline stacks.

Korzystnie, strefa schładzania połączona jest z systemem dolnego źródła pompy ciepła, w której przekazuje się energię słoneczną do systemu ogrzewania.Preferably, the cooling zone is connected to the heat pump brine system, in which the solar energy is transferred to the heating system.

Korzystnie, urządzenie do generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej połączone jest z przetwornikiem, względnie akumulatorem.Preferably, the device for generating a voltage for generating electricity is connected to the converter or the battery.

PL 232 496 Β1PL 232 496 Β1

Poprawny przebieg opracowanego sposobu i skuteczne działanie opracowanego urządzenia są możliwe niezależnie od tego, czy promienie słoneczne padają na element aktywny bezpośrednio, czy też poprzez warstwę chmur, a także niezależnie od tego w jakim czasie urządzenie to poddaje się działaniu promieniu słonecznych.The correct course of the developed method and the effective operation of the developed device are possible regardless of whether the sun's rays fall on the active element directly or through a layer of clouds, and also regardless of the time in which the device is exposed to the sun's rays.

Doprowadzając do krótkotrwałego, ale powtarzanego nacisku na każdy piezostos doprowadza się do wytworzenia napięcia o wartości milionów woltów [V].By applying a short-term but repeated pressure to each piezostos, a voltage of millions of volts [V] is generated.

Z uwagi na to, że wydłużenie ciała stałego zależy jedynie od jego długości początkowej, współczynnika rozszerzalności liniowej i zmiany temperatury, natomiast nie zależy od temperatury początkowej T- wobec tego urządzenie realizujące opracowany sposób może pracować w każdych warunkach temperaturowych, w każdym klimacie, po wcześniejszym jego dostosowaniu do zmian, jakim będą podlegać elementy aktywne w określonym otoczeniu.Due to the fact that the elongation of a solid depends only on its initial length, the coefficient of linear expansion and temperature change, but it does not depend on the initial temperature T - therefore the device implementing the developed method can work in all temperature conditions, in any climate, after the previous its adaptation to changes that will be subject to active elements in a specific environment.

Opracowane urządzenie nie będzie wymagało szczególnego nadzoru, czy też aktywności, a nawet obecności człowieka. Będzie wobec tego mogło pracować w warunkach trudnodostępnych, na przykład będzie mogło być wykorzystywane do oświetlania wysp, linii brzegowej, czy też istotnych obiektów w miejscach, do których doprowadzenie tradycyjnego zasilania jest trudne, czy też wręcz niemożliwe.The developed device will not require any special supervision or activity, or even the presence of a human being. Therefore, it will be able to work in hard-to-reach conditions, for example, it will be able to be used to illuminate islands, the shoreline, or important objects in places where it is difficult or even impossible to provide a traditional power supply.

Przewidziana dodatkowo możliwość wykorzystania ciepła odbieranego od wychładzanych elementów aktywnych w strefie schładzania oraz wprowadzenia tego ciepła do dolnego źródła pompy ciepła - umożliwia wykorzystanie i tej części energii słonecznej, prowadząc do podwyższenia parametrów pracy pompy ciepła.Additionally, the possibility of using the heat received from the cooled active elements in the cooling zone and introducing this heat to the lower source of the heat pump - enables the use of this part of solar energy, leading to an increase in the heat pump operating parameters.

Realizując opisany sposób - doprowadza się do wytworzenia napięcia o wartości milionów woltów [V] w urządzeniu o niewielkich gabarytach. Opracowany sposób i urządzenie umożliwiają wytwarzanie energii elektrycznej w wyniku przeprowadzenia bezpiecznego i w pełni kontrolowanego procesu, którego charakter, skalę i rezultaty porównywać można z efektami wyzwalania energii, które osiągane są w groźnych dla środowiska reaktorach jądrowych.By implementing the described method, a voltage of millions of volts [V] is generated in a device of small dimensions. The developed method and device make it possible to generate electricity as a result of a safe and fully controlled process, the nature, scale and results of which can be compared with the effects of energy release, which are achieved in environmentally dangerous nuclear reactors.

Urządzenie stanowiące przedmiot wynalazku zostało przedstawione w przykładzie wykonania na rysunkach, na których fig. 1 - przedstawia widok z boku opracowanego urządzenia z widocznym w jego górnej części zwierciadłem skupiającym światło, koncentrującym i wzmacniającym przepływ strumieni świetlnych w odprowadzonych z tego miejsca światłowodach, fig. 2 - przedstawia przekrój poprzeczny obudowy urządzenia z ruchomą platformą elementów aktywnych oraz z widocznym - uplasowanym między lustrami skupiającymi - uaktywnionym elementem aktywnym pochłaniającym promieniowanie słoneczne, zaś fig. 3 - przedstawia przekrój podłużny obudowy z pokazanym tu jednym, właśnie uaktywnionym elementem aktywnym, ilustrującym zasadę działania dźwigni wywierającej nacisk na piezostos, który to nacisk wywierany jest przez rozszerzający się element aktywny, tutaj w postaci walca.The device constituting the subject of the invention has been presented in the embodiment in the drawings, in which Fig. 1 - shows a side view of the developed device with a mirror focusing the light visible in its upper part, concentrating and amplifying the flow of light fluxes in the optical fibers led from this place, Fig. 2 - shows a cross-section of the device housing with a movable platform of active elements and with visible - placed between the focusing mirrors - an activated active element that absorbs solar radiation, and fig. 3 - shows a longitudinal section of the housing with one, just activated active element shown here, illustrating the principle of the lever operation exerting pressure on the piezo, which pressure is exerted by the expanding active element, here in the form of a cylinder.

Wiadomym jest, że zmiana temperatury powoduje zmianę wymiarów przedmiotu. Zależność tę, którą wykorzystano w opracowanym wynalazku, opisuje przykład, w którym pręt o długości /, o temperaturze Tzostał ogrzany o /17 co spowodowało jego wydłużenie o Al. Końcowa długość pręta w temperaturze T + AT wynosi / + Al. Badania dla materiałów konstrukcyjnych wykazały, że zależność zmiany długości od zmiany temperatury jest liniowa co można zapisać w następujący sposób:It is known that a change in temperature changes the dimensions of an object. This relationship, which was used in the developed invention, is described in the example in which a bar of length /, with a temperature T, was heated by / 17, which caused its elongation by Al. The end length of the bar at T + AT is / + Al. Studies for construction materials have shown that the dependence of the length change on the temperature change is linear, which can be written as follows:

l + ΔΙ - i + ΙαοΔΤ gdzie: / - to początkowa długość pręta, Al - wydłużenie, a0 - współczynnik rozszerzalności liniowej, natomiast /17- zmiana temperatury.l + ΔΙ - i + Ια ο ΔΤ where: / - is the initial length of the bar, Al - elongation, and 0 - linear expansion coefficient, and / 17- temperature change.

Wobec tego, wybierając odpowiedni materiał, z którego wykonany zostanie element aktywny 1 w sposobie i urządzeniu stanowiącym przedmiot wynalazku - można przewidzieć jaka zmiana jego długości nastąpi po poddaniu go działaniu światła, czy wprost po jego ogrzaniu. Wskazanie materiału o optymalnych cechach, względnie skomponowanie stopu o odpowiednich cechach musi odbyć się w ramach etapu wdrażania niniejszego wynalazku i wymaga przeprowadzenia stosowanych badań.Therefore, by selecting the appropriate material from which the active element 1 will be made in the method and device constituting the subject of the invention, it can be predicted what change in its length will occur after exposure to light or directly after heating it. Indication of the material with optimal properties, or composition of the alloy with appropriate properties, must take place during the implementation stage of the present invention and requires the conduct of the research.

Natomiast kolejna zależność, której istnienie wykorzystano w opracowanym wynalazku, wynika z prawa mechaniki, opisującego zależność odkształcenia od naprężenia. Opisują ją prawo Hooke'a i powiązana z nim zasada uttensio sic vis (jakie wydłużenie taka siła). Wyjściowo, odkształcenie ciała pod wpływem działającej na nie siły jest proporcjonalne do tej siły.On the other hand, another dependence, the existence of which was used in the developed invention, results from the law of mechanics, describing the dependence of strain on stress. It is described by Hooke's law and the related principle of uttensio sic vis (what elongation is such a force). Initially, the deformation of the body under the influence of the force acting on it is proportional to this force.

Uwzględnienie powyższych zależności, pozwala przyjąć, że w walcu o wyjściowej wysokości nie przekraczającej 1 metra [m] oraz podobnie nie przekraczającej średnicy 0 0,5 metra [m], który zostanie poddany działaniu promieni słonecznych, wywołane zostaną naprężenia wewnętrzne, w wyniku których walec wydłuży się, zaś jego wydłużenie o nieznaczną nawet wielkość A/ uwolni siłę nacisku wystarczającą, aby jego dolna i góra postawa mogły wywierać nacisk z siłą sięgającą nawet 27 ton [t].Taking into account the above dependencies, it can be assumed that in a cylinder with an initial height not exceeding 1 meter [m] and similarly not exceeding a diameter of 0.5 meter [m], which is exposed to sunlight, internal stresses will be generated, as a result of which the cylinder it will lengthen, while its elongation by even a small amount of A / will release the pressure force sufficient for its lower and upper posture to exert pressure with a force reaching even 27 tons [t].

PL 232 496 B1PL 232 496 B1

Opracowany sposób wytwarzania energii elektrycznej polega na tym, że na wybrany i ustawiony zasadniczo pionowo element aktywny 1 - korzystnie jeden spośród dwunastu elementów aktywnych 1 - kieruje się promieniowanie elektromagnetyczne, korzystnie światło. W przykładzie wykonania opisano proces, w przebiegu którego wykorzystuje się właśnie światło, tj. widzialną część promieniowania elektromagnetycznego inaczej nazywanego promieniowaniem widzialnym, które odbierane jest przez siatkówkę oka ludzkiego, w zakresie długości fal elektromagnetycznych uzależnionym od indywidualnej wrażliwości oka danego człowieka, zazwyczaj 380-780 nanometrów [nm]. Niemniej jednak proces przebiegać będzie podobnie również w przypadku wykorzystania dla uzyskania wydłużenia elementu aktywnego 1 bezpośrednio promieniowania cieplnego (nazywanego termicznym, względnie temperaturowym), tj. promieniowania elektromagnetycznego emitowanego przez cząstki naładowane elektrycznie w wyniku ich ruchu termicznego w materii. Atomy i cząsteczki o temperaturze powyżej zera bezwzględnego mają energię kinetyczną, której wykorzystanie prowadzić może do nieoczekiwanych rezultatów, których skala jest zaskakująco duża. Energia ta zmieniana jest w wyniku wzajemnych oddziaływań atomów i cząsteczek, które to zmiany energii wynikają z przyspieszenia lub dipolowej oscylacji ładunków, prowadzącej do wytwarzania promieniowania elektromagnetycznego.The developed method for generating electricity consists in that an active element 1, preferably one of twelve active elements 1, is selected and arranged substantially vertically - electromagnetic radiation, preferably light, is directed. In an embodiment, a process is described in which light is used, i.e. the visible part of electromagnetic radiation, otherwise known as visible radiation, which is received by the retina of the human eye, in the electromagnetic wavelength range depending on the individual eye sensitivity of a given person, usually 380-780 nanometers [nm]. Nevertheless, the process will be similar also in the case of using direct thermal radiation (called thermal radiation, or temperature radiation) to obtain the elongation of the active element 1, i.e. electromagnetic radiation emitted by electrically charged particles as a result of their thermal movement in matter. Atoms and molecules with a temperature above absolute zero have kinetic energy, the use of which can lead to unexpected results, the scale of which is surprisingly large. This energy is changed as a result of the interaction of atoms and molecules, which changes in energy result from acceleration or dipole oscillation of charges, leading to the production of electromagnetic radiation.

Element aktywny 1, który rozszerza się, korzystnie wykonany jest ze stali, ewentualnie miedzi [Cu] lub stopów wybranych metali, względnie z innego materiału o wysokim współczynniku modułu Younga [E] wynoszącym co najmniej 100 [kN/mm2] - modułu odkształcalności liniowej nazywanego też modułem (współczynnikiem) sprężystości podłużnej. Przy czym element aktywny 1 może stanowić dowolna bryła, na przykład o przekroju okrągłym, korzystnie pełen walec albo rura, względnie walec z wzdłużnymi przedrążeniami, które minimalizować będą odkształcenia boczne elementu aktywnego 1. Element aktywny 1 może zostać dodatkowo wyposażony w elementy grzejne umieszczone bezpośrednio w nim względnie w jego pobliżu. Powierzchnia elementu aktywnego 1 jest czarna, względnie pokryta jest substancją absorbującą światło i ciepło, której obecność wzmacnia efekt rozciągania wzdłużnego elementu aktywnego 1.The expanding active element 1 is preferably made of steel, possibly copper [Cu] or alloys of selected metals, or of another material with a high Young's modulus [E] of at least 100 [kN / mm 2 ] - modulus of linear deformation also known as the modulus (coefficient) of longitudinal elasticity. The active element 1 can be any solid, for example circular in cross-section, preferably a solid cylinder or a tube, or a cylinder with longitudinal hollows that will minimize lateral deformations of the active element 1. The active element 1 can be additionally equipped with heating elements located directly in it or in its vicinity. The surface of the active element 1 is black or covered with a light and heat absorbing substance, the presence of which enhances the longitudinal stretching effect of the active element 1.

Równomierne nagrzewanie całej powierzchni elementu aktywnego 1, także w tylnej, zacienianej części przestrzeni naświetlanej, zapewnia się dzięki zamontowaniu tu końcówek światłowodu 2.Uniform heating of the entire surface of the active element 1, also in the rear, shaded part of the exposed space, is ensured by mounting the ends of the optical fiber 2 here.

Elementy aktywne 1 - których korzystnie jest dwanaście, a może być dowolna ilość w zależności od tego jak dużą energię chcemy uzyskać oraz jaki będzie czas nagrzewania i chłodzenia do uzyskania pełnego cyklu powrotnego - są ułożone na ruchomej platformie 3, którą po osiągnięciu przez rozgrzewany element aktywny 1 założonej długości poddaje się obrotowi, i tak następny element aktywny 1 wystawia się na działanie promieniowania.Active elements 1 - which are preferably twelve, and can be any number depending on how much energy we want to obtain and what will be the heating and cooling time to obtain a full return cycle - are placed on a movable platform 3, which, when the heated active element reaches 1 of a predetermined length is rotated, and thus the next active element 1 is exposed to the radiation.

Na wybrany aktywny element 1 oddziałuje się tak długo, jak jest to konieczne dla uzyskania jego wydłużenia o zakładany przyrost długości Al, który wynosi laoAT i stanowi iloczyn długości wyjściowej I, współczynnika rozszerzalności liniowej ao materiału, z którego został wykonany aktywny element 1 oraz przyrostu temperatury, o jaką musi on zostać ogrzany AT.The selected active element 1 is influenced for as long as it is necessary to obtain its elongation by the assumed increase in length Al, which is laoAT and is the product of the initial length I, the linear expansion coefficient a o of the material from which the active element 1 was made and the temperature increase by which it must be heated AT.

Czas konieczny dla uzyskania zakładanego przyrostu temperatury AT i w wyniku tego przyrostu długości Al jest oczywiście zależny także od innych czynników, w tym od natężenia promieniowania (na przykład słonecznego), którego intensywność przekłada się bezpośrednio na przebieg procesu. I tak, czas ten ustalić można kilkoma metodami. Korzystnie czujnikami monitoruje się moment uzyskania oczekiwanych gabarytów przez element aktywny 1. Zasadniczo jednak zakłada się, że element aktywny 1 po osiągnięciu powiększonych rozmiarów straci równowagę i z uwagi na działanie mechanizmu zapadkowego oraz sił grawitacji wysunie się z okna 4, w którym został uaktywniony, zaś na jego miejsce samoczynnie - z wykorzystaniem pochylni - wsunie się kolejny element aktywny 1.The time necessary to obtain the assumed temperature increase AT, and as a result of this increase in the length of Al, of course also depends on other factors, including the intensity of radiation (e.g. solar), the intensity of which is directly reflected in the course of the process. And yes, this time can be determined by several methods. Preferably, sensors are used to monitor the moment when the active element 1 obtains the expected dimensions. In principle, however, it is assumed that the active element 1 will lose its equilibrium after achieving its enlarged dimensions and due to the action of the ratchet mechanism and gravity forces it will slide out of the window 4 in which it was activated, and on its place automatically - with the use of a ramp - another active element will slide in 1.

Światło, którego działaniu poddaje się dany element aktywny 1 - kieruje się bezpośrednio i/albo światłowodami 2 na ten spośród kilku, względnie kilkunastu elementów aktywnych 1 w obrębie zorganizowanej grupy analogicznych elementów aktywnych 1 ustawionych na obrotowej - korzystnie ustawionej skoście - platformie 3, który wystawia się okresowo na działanie światła w oknie 4, i który wprowadza się i plasuje między lustrami skupiającymi 5, korzystnie rozsuwając i otwierając, a następnie zamykając boki lustra skupiającego 5.The light to which a given active element 1 is exposed - is directed directly and / or optical fibers 2 onto this one of several or a dozen or so active elements 1 within an organized group of analogous active elements 1 positioned on a rotating - preferably inclined - platform 3 which it projects periodically to the action of the light in the window 4, and which is inserted and placed between the focusing mirrors 5, preferably sliding apart and opening and then closing the sides of the focusing mirror 5.

Lustro skupiające 5 ma najkorzystniej długość elementu aktywnego 1, zaś jego szerokość, względnie średnica jest co najmniej dwa razy większa od niego i korzystnie jest ono lustrem parabolicznym. Jego zadanie polega na skupianiu w jeden punkt promieni słonecznych, przy czym zadanie to może także zostać zrealizowane przez soczewkę, czy też soczewki skupiające.The focusing mirror 5 preferably has the length of the active element 1 and its width or diameter is at least twice as large as it, and is preferably a parabolic mirror. Its task is to focus the sun's rays into one point, a task that can also be accomplished by a lens or converging lenses.

Cechą prowadzonego procesu jest powtarzalność w cyklach, które zamyka tzw. punkt powtarzalności. Kolejny, oczekujący wśród ustawionych na obwodzie korzystnie obrotowej, ruchomej platformy 3A feature of the conducted process is repeatability in cycles closed by the so-called repeat point. Another one, waiting among the peripherally arranged, preferably rotatable, mobile platform 3

PL 232 496 Β1 element aktywny 1 eksponuje się w oknie 4 stosując dowolny znany mechanizm, na przykład wykorzystując ruch ruchomej platformy 3, sterowanej zespołem czujników, w tym czujników światłoczułych. Jak wyjaśniono wyżej, element aktywny 1 uaktywnia się zasadniczo w całej jego masie, ponieważ poddaje się go działaniu bezpośrednio skierowanego na ten element światła, koncentrowanego dodatkowo przez lustra skupiające 5 w oknie 4, a dodatkowo dzięki temu, że w strefie cienia poddaje się go działaniu światła dostarczonego tu światłowodami 2 zasilonymi przez zwierciadło skupiające 7.PL 232 496 Β1 active element 1 is displayed in the window 4 by any known mechanism, for example by the movement of the moving platform 3, controlled by a set of sensors, including photosensitive sensors. As explained above, the active element 1 is activated substantially throughout its entire mass, because it is subjected to the direct light directed at it, additionally concentrated by the focusing mirrors 5 in the window 4, and additionally due to the fact that in the shadow zone it is exposed to light provided here by optical fibers 2 powered by a focusing mirror 7.

Obrotową, ruchomą platformę 3 z umieszczonymi na niej elementami aktywnymi 1 umieszcza się w izolującej obudowie 6, na szczycie której umieszczone zostało zwierciadło skupiające 7, którym koncentruje się promienie słoneczne zasilające światłowody 2, które wyprowadza się następnie w strefie cienia elementu aktywnego 1.The rotating, mobile platform 3 with active elements 1 placed thereon is placed in an insulating casing 6, at the top of which a focusing mirror 7 is placed, which concentrates the sun's rays supplying optical fibers 2, which are then output in the shadow zone of the active element 1.

Dzięki działaniu znanych czujników sterujących, czy też na przykład siłowników gazowych, zwierciadło skupiające 7 podąża za Słońcem w tym sensie, że automatycznie kieruje się w stronę Słońca, zaś samo zwierciadło skupiające 7 pochyla się, względnie podnosi tak, aby jego powierzchni była ustawiona optymalnie, najkorzystniej pod kątem prostym w stosunku do promieni słonecznych padających na jego powierzchnię, aby zawsze pobierało ono maksymalną dawkę promieniowania.Thanks to the operation of known control sensors, or, for example, gas actuators, the focusing mirror 7 follows the sun in the sense that it automatically goes towards the sun, and the focusing mirror 7 itself tilts or raises so that its surface is optimally aligned, most preferably at right angles to the sun rays incident on its surface, such that it always draws the maximum dose of radiation.

W ten sposób rozgrzewa się element aktywny 1 i doprowadza się do osiągnięcia przez niego założonej długości, natomiast w wyniku jego wydłużenia uruchamia się układ dźwigni 8 przenoszących nacisk elementu aktywnego 1 na wszystkie piezokryształy 9, a ściślej najkorzystniej na wszystkie zasadniczo składające się z dziesięciu piezokryształów 9 każdy - stosy piezokrystaliczne 10 i ewentualnie zwielokrotniających dodatkowo ten efekt.In this way, the active element 1 is heated and brought to its predetermined length, and as a result of its elongation, a system of levers 8 is activated to transfer the pressure of the active element 1 to all piezocrystals 9, and more preferably to all essentially consisting of ten piezocrystals 9 each piezocrystalline stacks 10 and possibly additionally multiplying this effect.

W układzie dźwigni 8 wykorzystana zostaje także zasada, iż ramiona dźwigni dwustronnej (dwuramiennej) są również ramionami odpowiednich sił (są do nich prostopadłe) skąd wynika wzór na tzw. przekładnię dźwigni:The lever 8 system also uses the principle that the arms of the two-armed (two-arm) lever are also arms of appropriate forces (they are perpendicular to them) from which the formula for the so-called lever gear:

Ρί = £i Pl T~2 , a siła przyłożona do dźwigni jest odwrotnie proporcjonalna do długości jej ramienia. Stąd ustalając przekładnię dźwigni 8, czyli stosunek długości ramion dźwigni 8, wybiera się, jaki zysk siły, czyli ile razy większą siłę wynikającą z rozszerzenia elementu aktywnego 1 chcemy osiągnąć, aby oddziaływać na stosy piezokrystaliczne 10.Ρί = £ and Pl T ~ 2, and the force applied to the lever is inversely proportional to the length of its arm. Hence, by setting the gear of the lever 8, i.e. the ratio of the lengths of the arms of the lever 8, it is selected what force gain, i.e. how many times greater force resulting from the expansion of the active element 1, we want to achieve in order to influence the piezocrystalline stacks 10.

Zatem wzdłużne rozszerzenie elementu aktywnego 1 przekłada się poprzez układ dźwigni 8 na piezokryształy 9, korzystnie ułożonych w stosy 10, w których pod wpływem naprężeń mechanicznych wywołuje się powstawanie różnicy potencjałów pomiędzy przeciwległymi ściankami kryształu. Tym samym naciśnięciem na piezokrystaliczne stosy 10 wywołuje się krótkotrwałą różnicę potencjałów, a wytworzone napięcie można przetransformować na energię elektryczną.Thus, the longitudinal expansion of the active element 1 is translated, via a system of levers 8, into piezocrystals 9, preferably stacked 10, in which a potential difference between the opposite walls of the crystal is caused by mechanical stress. By the same pressing on the piezocrystalline stacks 10, a short-term potential difference is induced and the generated voltage can be transformed into electrical energy.

Jak ustalono, naciśnięcie z siłą 2 kiloniutonów [kN] na sześcian kwarcu o bokach 0,01 metra [m] powoduje na przeciwległych jego bokach wytworzenia się napięcia 12 500 woltów [V],As it was established, pressing with a force of 2 kilonewtons [kN] on a quartz cube with sides of 0.01 meter [m] causes a voltage of 12 500 volts [V] on its opposite sides,

Zestaw piezokrystalicznych stosów 10 (piezostosów) buduje się z dysków piezokrystalicznych tak dobranych, aby sumacyjne odkształcenie wymagane do uzyskania efektu piezo, wyrażające składową koniecznych odkształceń poszczególnych piezokryształów 9 i piezokrystalicznych stosów 10, odpowiadało odpowiednio przełożonemu i dostosowanemu skokowi układu dźwigni 8 wywołanemu rozszerzeniem się elementu aktywnego 1. Liczbę dysków dostosowuje się do siły wytwarzanej przez elementy aktywne 1 oraz sumacyjnej kompresji jakiej będą poddawane.A set of piezocrystalline stacks 10 (piezocrystalline stacks) is constructed of piezocrystalline disks selected so that the summative deformation required to obtain the piezo effect, expressing the component of the necessary deformations of individual piezocrystals 9 and piezocrystalline stacks 10, corresponds to the correspondingly translated and adapted pitch of the lever system 8 caused by the expansion of the active element 1. The number of disks is adjusted to the force generated by the active elements 1 and the sum compression they will undergo.

Uaktywniony element aktywny 1, którego wzdłużne rozszerzenie zostało już wykorzystane, po usunięciu go ze strefy naświetlania w oknie 4 wprowadza się w sferę schładzania 11 gdzie schładza się go do temperatury początkowej. Następujące tutaj kurczenie się elementu aktywnego 1, które wykorzystuje się - podobnie z wykorzystaniem analogicznego układu dźwigni 8 - do zgniatania kolejnych piezokrystalicznych stosów 10. Tym samym wykorzystuje się zarówno energię rozszerzania, jak i energię skurczu poszczególnych elementów aktywnych 1.The activated active element 1, the longitudinal expansion of which has already been used, after its removal from the irradiation zone in window 4, is introduced into the cooling sphere 11 where it is cooled down to the initial temperature. The following shrinkage of the active element 1, which is used - similarly with an analogous arrangement of the levers 8 - to crush successive piezo-crystalline stacks 10. Thus, both the expansion energy and the contraction energy of the individual active elements 1 are used.

Strefa schładzania 11 połączona jest z systemem dolnego źródła pompy ciepła, w której przekazuje się energię słoneczną do systemu ogrzewania, podwyższając parametry działania pracy pompy ciepła.The cooling zone 11 is connected to the heat pump's ground source system, in which solar energy is transferred to the heating system, increasing the operating parameters of the heat pump.

Za każdym razem naciskając na każdy dysk i piezokrystaliczny stos 10 doprowadza się do wytworzenia napięcie o wartości milionów woltów [V],Each time pressing on each disk and piezocrystalline stack 10 is produced a voltage of millions of volts [V],

PL 232 496 B1PL 232 496 B1

Wytworzoną energię elektryczną o wysokim napięciu - ewentualnie po jej odpowiednim przetworzeniu - magazynuje się, na przykład w akumulatorach. Względnie jest ona przesyłana dalej, na przykład dostarczana do sieci energetycznej lub też wykorzystuje się ją do bezpośredniego zasilania odbiorników energii elektrycznej, na przykład opisanych wyżej urządzeń: układu dźwigni 8, czy też ruchomej platformy 3, o ile ich działanie wymaga zasilania. Łatwo skumulowaną energię elektryczną, którą uzyskuje się w wyniku realizacji opracowanego sposobu - wykorzystuje się wówczas w jej niewielkiej części do ogrzania elementu aktywnego 1 w miejscach zacienionych, czy też okresie niesłonecznym, na przykład w nocy, w czasie, gdy nie poddaje się go działaniu światła.The high voltage electricity generated - possibly after appropriate conversion - is stored, for example in batteries. Or it is forwarded, for example supplied to the power grid, or it is used to directly supply electricity consumers, for example the devices described above: the lever system 8 or the mobile platform 3, if their operation requires power. Easily accumulated electric energy, which is obtained as a result of the implementation of the developed method - is then used in its small part to heat the active element 1 in shaded places or in a non-sunny period, for example at night, when it is not exposed to light .

Możliwość taka powstaje z powodu dużej różnicy pomiędzy ilością energii, jaka potrzebna jest do podgrzania elementu aktywnego 1, a ilością energii uzyskanej w wyniku nasłonecznienia i wydłużenia aktywnego elementu 1.This possibility arises because of the large difference between the amount of energy needed to heat the active element 1 and the amount of energy obtained by insolation and elongation of the active element 1.

P r z y k ł a d r e a l i z a c j i I:P r z y k ł a d r e a l i z a c j i I:

Na obrotowej, ruchomej platformie 3 umieszcza się dziesięć wykonanych ze stali elementów aktywnych 1 o wysokości 0,5 metra [m] i średnicy 0 0,1 metra [m] 0 każdy z nich. Wyjściowo, elementy aktywne 1 mają temperaturę otoczenia, która wynosi 20°C.Ten active elements 1 made of steel, 0.5 meters [m] high and 0.1 meters [m] in diameter 0, are placed on the rotating, mobile platform 3. Initially, active elements 1 have an ambient temperature of 20 ° C.

Rozchylając boki lustra skupiającego 5 wprowadza się wybrany z elementów aktywnych 1 do okna 4 i uaktywnia się go tutaj wystawiając na działanie światła słonecznego. Dodatkowo, koncentruje się na nim lustra skupiające 5, zaś w strefie zacienionej doświetla się go światłowodami 2 zasilanymi przez zwierciadło skupiające 7 osadzone w górnej części obudowy 6, rozgrzewając element aktywny 1 w całej jego masie. Proces ten prowadzi się do czasu podniesienia się temperatury elementu aktywnego 1 o jeden stopień Celsjusza [°C]. Czas, jaki jest konieczny dla oczekiwanego rozgrzania elementu aktywnego 1 jest zależny indywidualnie od zmiennych warunków otoczenia (w tym stopnia nasłonecznienia), a także charakterystyki elementu aktywnego 1 (w tym wypadku współczynnika rozszerzalności liniowej stali a0). Uzyskanie wydłużenia elementu aktywnego 1 o oczekiwanego przyrost długości Λί wynoszący 0,001 metra [m] odnotowuje się czujnikiem nadzorującym przebieg procesu.By spreading the sides of the focusing mirror 5, a selected one of the active elements 1 is introduced into the window 4 and activated here by exposing it to sunlight. In addition, focusing mirrors 5 are focused on it, and in the shaded zone it is illuminated with optical fibers 2 powered by the focusing mirror 7 embedded in the upper part of the housing 6, heating the active element 1 in its entire mass. This process is carried out until the temperature of the active element 1 rises by one degree Celsius [° C]. The time necessary for the expected heating of the active element 1 depends individually on the changing environmental conditions (including the degree of insolation) and the characteristics of the active element 1 (in this case the linear expansion coefficient of steel a0). Obtaining the elongation of the active element 1 with the expected increase in length Λί amounting to 0.001 meters [m] is recorded with a sensor supervising the course of the process.

W uaktywnionym, ogrzanym i rozszerzającym się walcu elementu aktywnego 1 wywołane zostają naprężenia wewnętrzne, w wyniku których jego dolna i górna postawa wywierają nacisk z siłą około 20 ton [t]. Tym sposobem wywiera się nacisk na układ dźwigni 8, które przenoszą ten nacisk w przełożeniu 44:1 na piezokryształy 9 ułożone w stosy 10.Internal stresses are induced in the activated, heated and expanding cylinder of the active element 1, as a result of which its lower and upper positions exert a force of about 20 tons [t]. In this way, pressure is exerted on the arrangement of the levers 8, which transfer the pressure in a ratio of 44: 1 to the piezocrystals 9 stacked in the stacks 10.

Przy czym zestawy piezokrystalicznych stosów 10 (piezostosów), zestawia się wcześniej z dysków piezokrystalicznych tak dobranych, że ich sumacyjne odkształcenie odpowiadało ruchowi dźwigni aktywowanych przez element aktywny 1.The sets of piezocrystalline stacks 10 (piezostos) are previously assembled from piezocrystalline disks so selected that their summation deformation corresponds to the movement of the levers activated by the active element 1.

Natomiast same zastosowane w tym przypadku piezokryształy 9, dla wywołania w nich zjawiska piezoelektrycznego, polegającego na pojawieniu się ładunków elektrycznych na ich powierzchni pod wpływem naprężeń mechanicznych wymagają uciśnięcia, tak aby ich powierzchnia chwilowo odkształciła się o kilka mikronów.On the other hand, the piezocrystals 9 used in this case, in order to induce the piezoelectric effect in them, consisting in the appearance of electric charges on their surface under the influence of mechanical stress, require compression so that their surface temporarily deforms by a few microns.

Tym samym, naciśnięciem na piezokrystaliczne stosy 10 wywołuje się krótkotrwałą różnicę potencjałów, wystarczającą do wytworzenia energii elektrycznej, ponieważ pod wpływem naprężeń mechanicznych wywołuje się powstawanie różnicy potencjałów pomiędzy przeciwległymi ściankami piezokryształów 9. W momencie krytycznym, gdy pod wpływem naprężenia polaryzacja elektryczna jest największa, pojawiający się na krawędziach kryształu ładunek elektryczny odprowadza się. Przy czym opisanym, jednorazowym, krótkotrwałym naciśnięciem układu dźwigni 8 doprowadza się do wytworzenia w opisanym układzie napięcie o wartości około 2 milionów woltów [V].Thereby, pressing on the piezocrystalline stacks 10 produces a short-term potential difference, sufficient to generate electricity, since the mechanical stress induces a potential difference between the opposing walls of the piezocrystals 9. At the critical moment, when the electrical polarization is at its greatest under stress, the electric charge at the edges of the crystal is discharged. With the described, single, short-term operation of the lever system 8, a voltage of about 2 million volts [V] is generated in the described system.

Uaktywniony element aktywny 1 - którego wzdłużne rozszerzenie zostało już wykorzystane - po usunięciu go ze strefy naświetlania w oknie 4 wprowadza się w sferę schładzania 11, gdzie schładza się go do temperatury początkowej.The activated active element 1 - the longitudinal extension of which has already been used - after its removal from the irradiation zone in window 4, is introduced into the cooling sphere 11, where it is cooled down to the initial temperature.

Kolejny, oczekujący wśród ustawionych na obwodzie obrotowej, ruchomej platformy 3 element aktywny 1 eksponuje się w oknie 4 stosując mechanizm pochylni i wykorzystując ruch obrotowej, ruchomej platformy 3 sterowanej zespołem czujników, w tym czujników światłoczułych.Another active element 1, waiting among the perimeter rotating, movable platform 3, is displayed in the window 4 using the ramp mechanism and using the movement of the rotating, movable platform 3 controlled by a set of sensors, including photosensitive sensors.

Natomiast wytworzoną energię elektryczną o wysokim napięciu - magazynuje się w akumulatorach, skąd przesyła się ją do sieci energetycznej.On the other hand, the generated high-voltage electricity is stored in batteries, from where it is sent to the power grid.

P r z y k ł a d r e a l i z a c j i II:P r z y k ł a d r e a l i z a c j i II:

Na obrotowej, ruchomej platformie 3 umieszcza się dwanaście wykonanych z wolframu elementów aktywnych 1 o wysokości 0,3 metra [m] i średnicy 0 0,1 metra [m] 0 każdy z nich. Wyjściowo, elementy aktywne 1 mają temperaturę otoczenia, która wynosi 15°C.Twelve active elements 1 made of tungsten 1, 0.3 meters [m] high and 0.1 meters [m] in diameter 0 are placed on the rotating, mobile platform 3. Initially, active elements 1 have an ambient temperature of 15 ° C.

PL 232 496 B1PL 232 496 B1

Rozchylając boki lustra skupiającego 5 wprowadza się wybrany z elementów aktywnych 1 do okna 4 i uaktywnia się go. Tutaj element aktywny 1 wystawia się na działanie światła słonecznego oraz koncentruje na nim soczewki oraz lustra skupiające 5, a dodatkowo w strefie zacienionej doświetla się go światłowodami 2 zasilanymi przez zwierciadło skupiające 7 osadzone w górnej części obudowy 6, rozgrzewając element aktywny 1 w całej jego masie po upływie pewnego czasu o 5 stopni Celsjusza [°C]. Czas, jaki jest konieczny dla oczekiwanego rozgrzania elementu aktywnego 1 jest zależny od zmiennych warunków otoczenia (w tym stopnia nasłonecznienia), a także charakterystyki elementu aktywnego 1 (w tym współczynnika rozszerzalności liniowej stali aj). Uzyskanie oczekiwanego wydłużenia elementu aktywnego 1 o przyrost długości Al wynoszący 0,004 metra [m] powoduje automatyczne wysunięcie się elementu aktywnego 1 ze strefy naświetlania ponieważ po powiększeniu, tracąc równowagę zsuwa się z miejsca, w którym został powiększony, zaś na jego miejsce wsuwa się samoczynnie kolejny.By spreading the sides of the focusing mirror 5, a selected one of the active elements 1 is introduced into the window 4 and it is activated. Here, the active element 1 is exposed to sunlight and the lenses and focusing mirrors 5 are focused on it, and additionally, in the shaded zone, it is illuminated by optical fibers 2 powered by the focusing mirror 7 embedded in the upper part of the housing 6, heating the active element 1 in its entire mass after some time by 5 degrees Celsius [° C]. The time required for the expected heating of the active element 1 depends on the changing environmental conditions (including the degree of insolation) as well as the characteristics of the active element 1 (including the linear expansion coefficient of steel aj). Obtaining the expected extension of the active element 1 by an increase in length Al of 0.004 meters [m] causes the active element 1 to automatically slide out of the irradiation zone because when enlarged, losing its balance, it slides out of the place where it was enlarged, and the next one automatically slides in its place. .

W uaktywnionym, ogrzanym elemencie aktywnym 1 wywołane zostają naprężenia wewnętrzne, w wyniku których wydłuża się on, a jego dolna i górna postawa wywierają nacisk z siłą około 15 ton [t] na układ dźwigni 8, które przenoszą ten nacisk w przełożeniu 20:1 na piezokryształy 9 ułożone w stosy 10, w których pod wpływem naprężeń mechanicznych wywołuje się powstawanie różnicy potencjałów pomiędzy przeciwległymi ściankami kryształu.In the activated, heated active element 1, internal stresses are created, as a result of which it elongates, and its lower and upper positions exert a pressure of about 15 tons [t] on the system of levers 8, which transfer this pressure in a ratio of 20: 1 to piezocrystals 9 arranged in piles 10, in which, under the influence of mechanical stress, the formation of a potential difference between the opposite walls of the crystal is caused.

Przy czym zestawy piezokrystalicznych stosów 10 (piezostosów) zbudowane są z dysków piezokrystalicznych tak dobranych, że ich sumacyjne odkształcenie jakie jest konieczne dla osiągnięcia efektu piezo jest dostosowane do koniecznego nacisku, wyliczonego wcześniej i przekładanego układem dźwigni 8 wywołanym rozszerzeniem się elementu aktywnego 1, które wynosi 0,004 metra [m].The sets of piezocrystalline stacks 10 (piezostos) are made of piezocrystalline disks selected in such a way that their total deformation necessary to achieve the piezo effect is adjusted to the necessary pressure, calculated earlier and shifted by the arrangement of the levers 8 caused by the expansion of the active element 1, which is 0.004 meters [m].

Tym samym, naciśnięciem na piezokrystaliczne stosy 10 wywołuje się krótkotrwałą różnicę potencjałów, wystarczającą do wytworzenia energii elektrycznej.Thereby, pressing on the piezocrystalline stacks 10 induces a short-term potential difference sufficient to generate electricity.

Opisanym, jednorazowym, krótkotrwałym naciśnięciem układu dźwigni 8 doprowadza się do wytworzenia napięcia o wartości około 3 milionów woltów [V].By actuating the lever system 8 briefly as described above, a voltage of approximately 3 million volts [V] is generated.

Uaktywniony element aktywny 1 - którego wzdłużne rozszerzenie zostało już wykorzystane - po usunięciu go ze strefy naświetlania w oknie 4 wprowadza się w sferę schładzania 11 gdzie schładza się go do temperatury początkowej. Natomiast następujące tutaj kurczenie się elementu aktywnego 1, wykorzystuje się - podobnie z wykorzystaniem przekładni i analogicznego układu dźwigni 8 - do zgniatania kolejnych piezokrystalicznych stosów 10. Tym samym wykorzystuje się zarówno energię rozszerzania, jak i energię skurczu poszczególnych elementów aktywnych 1.The activated active element 1 - the longitudinal expansion of which has already been used - after its removal from the irradiation zone in window 4, is introduced into the cooling sphere 11 where it is cooled down to the initial temperature. On the other hand, the following shrinkage of the active element 1 is used - similarly by means of a gear and an analogous arrangement of the levers 8 - to crush successive piezo-crystalline stacks 10. Thus, both the expansion energy and the contraction energy of the individual active elements 1 are used.

Strefa schładzania 11 połączona jest z systemem dolnego źródła pompy ciepła, w której przekazuje się energię słoneczną do systemu ogrzewania, podwyższając parametry działania pracy pompy ciepła.The cooling zone 11 is connected to the heat pump's ground source system, in which solar energy is transferred to the heating system, increasing the operating parameters of the heat pump.

Kolejny, oczekujący wśród ustawionych na obwodzie obrotowej, ruchomej platformy 3 element aktywny 1 eksponuje się w oknie 4 stosując dowolny znany mechanizm oraz wykorzystując ruch obrotowej, ruchomej platformy 3 sterowanej zespołem czujników, w tym czujników światłoczułych.Another active element 1, waiting among the peripherally arranged rotatable mobile platform 3, is displayed in the window 4 using any known mechanism and using the movement of the rotating mobile platform 3 controlled by a set of sensors, including photosensitive sensors.

Natomiast wytworzoną energię elektryczną o wysokim napięciu - po jej odpowiednim przetworzeniu - magazynuje się w akumulatorach skąd w części wykorzystuje się ją do bezpośredniego zasilania odbiorników energii elektrycznej: układu dźwigni 8 oraz ruchomej platformy 3, w części zaś przesyła się ją do sieci energetycznej.On the other hand, the generated high-voltage electricity - after its appropriate processing - is stored in batteries, from where it is partly used to directly supply electric energy receivers: the lever system 8 and the mobile platform 3, and partly it is sent to the power grid.

Claims (27)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Sposób generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej, gdzie na elementy aktywne skierowuje się promieniowanie elektromagnetyczne, korzystnie światło z zakresu bliskiej podczerwieni w wyniku czego następuje wydłużenie elementu aktywnego o zakładany przyrost długości Al przez co element aktywny naciska na piezokryształy, najkorzystniej na wszystkie stosy piezokrystaliczne, zaś ten element aktywny, którego wzdłużne rozszerzenie zostało już wykorzystane usuwa się ze strefy naświetlania w oknie i wprowadza się w sferę schładzania, znamienny tym, że elementy aktywne (1) wykonane z materiału o module Younga nie mniejszym niż 100 [kN/mm2] umieszcza się w obudowie (6) na ruchomej platformie, przy czym kolejno każdy z nich ustawia się w oknie (4) i następnie element aktywny (1) po jego wydłużeniu o zakładany przyrost długości Al naciska na układ dźwigni (8), następnie wprowadza się do okna (4) kolejny element aktywny (1).1. A method of generating voltage for generating electricity, where electromagnetic radiation, preferably light in the near infrared range, is directed to the active elements, as a result of which the active element is elongated by an assumed increase in the length of Al, thus the active element presses on the piezocrystals, preferably all piezocrystalline stacks and the active element, the longitudinal extension of which has already been used, is removed from the irradiation zone in the window and introduced into the cooling sphere, characterized in that the active elements (1) made of a material with Young's modulus not lower than 100 [kN / mm 2 ] is placed in the housing (6) on the mobile platform, each of them in turn is positioned in the window (4) and then the active element (1), after its extension by the assumed length increase Al, presses the lever system (8), then introduces another active element (1) appears in the window (4). PL 232 496 B1PL 232 496 B1 2. Sposób generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej według zastrz. 1, znamienny tym, że wytworzoną energię elektryczną - ewentualnie po jej odpowiednim przetworzeniu - magazynuje się na przykład w akumulatorach, względnie przesyła się, na przykład dostarczając do sieci energetycznej lub też wykorzystuje się do bezpośredniego zasilania odbiorników energii elektrycznej.2. A method of generating a voltage for generating electricity according to claim 1. A method as claimed in claim 1, characterized in that the generated electricity - possibly after appropriate conversion - is stored, for example, in batteries, or is transferred, for example, by supplying it to a power grid, or is used to directly supply electricity consumers. 3. Sposób generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że co najmniej jednym czujnikiem monitoruje się moment uzyskania zakładanego przyrostu długości Al przez element aktywny (1) i czas, przez który poddaje się go działaniu promieniowania elektro-magnetycznego.3. A method of generating a voltage for generating electricity according to claim 1. The method according to claim 1 or 2, characterized in that at least one sensor monitors the moment of obtaining the assumed increase in length Al by the active element (1) and the time during which it is subjected to electro-magnetic radiation. 4. Sposób generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że platformę, którą stanowi ruchoma platforma (3) po osiągnięciu przez rozgrzewany element aktywny (1) założonej długości poddaje się obrotowi, i tak następny element aktywny (1) wystawia się na działanie promieniowania i kolejny, spośród ustawionych na obwodzie ruchomej platformy (3) element aktywny (1) eksponuje się w oknie (4), korzystnie wykorzystując zespół czujników, w tym czujników światłoczułych.4. A method of generating a voltage for generating electricity according to claim 1; A method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the platform, which is a mobile platform (3), is rotated after the heated active element (1) has reached a predetermined length, and thus the next active element (1) is exposed to radiation and another, among the peripherally arranged movable platform (3), the active element (1) is exposed in the window (4), preferably using a set of sensors, including photosensitive sensors. 5. Sposób generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej według jednego z zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że element aktywny (1) umieszczony w oknie (4) między lustrami skupiającymi (5) doświetla się promieniami światła odbijanego przez lustra skupiające (5).5. A method for generating a voltage for generating electricity according to one of the claims 1 to 5. A method as claimed in 1 to 4, characterized in that the active element (1) placed in the window (4) between the focusing mirrors (5) is illuminated by rays of light reflected by the focusing mirrors (5). 6. Sposób generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej według jednego z zastrz. od 1 do 5, znamienny tym, że zwierciadłem skupiającym (7) umieszczonym na szczycie obudowy (6) odbijającym promienie słoneczne zasilające światłowody (2) doświetla się strefę cienia elementu aktywnego (1).A method for generating a voltage for generating electricity according to one of the claims from 1 to 5, characterized in that the focusing mirror (7) placed on the top of the housing (6) reflecting the sun rays feeding the optical fibers (2) illuminates the shadow zone of the active element (1). 7. Sposób generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej według jednego z zastrz. od 1 do 6, znamienny tym, że zwierciadło skupiające (7) pochyla się, względnie podnosi tak, aby jego powierzchnia była ustawiona pod kątem, jak najbardziej zbliżonym do 90°, najkorzystniej pod kątem prostym w stosunku do promieni słonecznych padających na jego powierzchnię.A method of generating a voltage for generating electricity according to one of the claims A method according to any of the claims 1 to 6, characterized in that the focusing mirror (7) tilts or raises its surface so that its surface is at an angle as close as possible to 90 °, most preferably at right angles to the sun rays incident on its surface. 8. Sposób generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej według jednego z zastrz. od 1 do 7, znamienny tym, że element aktywny (1), którego wzdłużne rozszerzenie zostało już wykorzystane i który usuwa się ze strefy naświetlania w oknie (4) oraz wprowadza się w sferę schładzania (11) - wykorzystuje się do zgniatania piezokrystalicznych stosów (10) znajdujących się w strefie schładzania (11), korzystnie z wykorzystaniem analogicznego układu dźwigni (8).A method for generating a voltage for generating electricity according to one of the claims from 1 to 7, characterized in that the active element (1), the longitudinal expansion of which has already been used and which is removed from the irradiation zone in the window (4) and introduced into the cooling sphere (11) - is used to crush piezocrystalline stacks ( 10) located in the cooling zone (11), preferably by means of an analogous arrangement of the lever (8). 9. Sposób generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej według jednego z zastrz. od 1 do 8, znamienny tym, że wytworzonym prądem elektrycznym zasila się co najmniej jedno urządzenie uczestniczące w realizacji opisanego sposobu, korzystnie układ dźwigni (8), ruchomą platformę (3), względnie urządzenia wykorzystywane do ogrzania aktywnego elementu (1).A method for generating a voltage for generating electricity according to one of the claims 1 to 9. A method according to any of the claims 1 to 8, characterized in that the generated electric current is supplied to at least one device involved in the implementation of the described method, preferably a lever system (8), a movable platform (3) or devices used to heat the active element (1). 10. Sposób generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej według jednego z zastrz. od 1 do 9, znamienny tym, że w strefie schładzania (11), która połączona jest z systemem pompy ciepła, przekazuje się energię słoneczną z wychładzanych elementów aktywnych (1) do systemu ogrzewania.A method for generating a voltage for generating electricity according to one of the claims 1 to 10. A method according to any of the claims 1 to 9, characterized in that in a cooling zone (11) that is connected to the heat pump system, solar energy is transmitted from the cooled active elements (1) to the heating system. 11. Urządzenie do generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej przeznaczone do realizacji sposobu określonego w jednym z zastrz. od 1 do 10, znamienne tym, że ma co najmniej jeden wykonany z materiału o module Younga nie mniejszym niż 100 [kN/mm2] element aktywny (1) umieszczony na ruchomej platformie (3) wewnątrz obudowy (6), który poddawany jest naświetlaniu promieniowaniem elektromagnetycznym, korzystnie światłem z zakresu bliskiego podczerwieni, w oknie (4) obudowy (6), naciskający - po osiągnięciu przez niego założonej długości - na układ dźwigni (8), a poprzez ten układ na piezokryształy (9), najkorzystniej wszystkie piezokrystaliczne stosy (10).Device for generating a voltage for generating electricity for carrying out the method as defined in one of the claims from 1 to 10, characterized in that it has at least one active element (1) made of a material with Young's modulus not lower than 100 [kN / mm 2 ] placed on the mobile platform (3) inside the housing (6), which is subjected to irradiation with electromagnetic radiation, preferably with light in the near infrared range, in the window (4) of the housing (6), pressing - after it reaches the assumed length - on the lever system (8), and through this system on the piezocrystals (9), preferably all piezocrystalline stacks (10). 12. Urządzenie do generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej, według zastrz. 11, znamienne tym, że ma dwanaście elementów aktywnych (1).12. A voltage generator for generating electricity as claimed in claim 1. 11. The device of claim 11, characterized in that it has twelve active elements (1). 13. Urządzenie do generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej, według zastrz. 11 albo 12, znamienne tym, że zestaw piezokrystalicznych stosów (10) zbudowany jest z dys1013. Device for generating a voltage for generating electricity as in claim 1. The method according to claim 11 or 12, characterized in that the set of piezocrystalline stacks (10) consists of dys10 PL 232 496 B1 ków piezokrystalicznych, a ten z piezokryształów (9), których sumacyjne odkształcenie wymagane do uzyskania efektu piezo jest równe skokowi przełożonemu przez układ dźwigni (8) wywołany rozszerzeniem się elementu aktywnego (1).This is the piezocrystalline one from the piezocrystals (9), the total deformation of which required to obtain the piezo effect is equal to the pitch translated by the lever system (8) caused by the expansion of the active element (1). 14. Urządzenie do generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej, według zastrz. 11 albo 12 albo 13, znamienne tym, że liczba piezokrystalicznych dysków (10) jest wystarczająca dla uzyskania efektu piezo w wyniku działania siły wytwarzanej przez element aktywny (1).14. Device for generating a voltage for generating electricity as in claim 1, The method according to claim 11, 12 or 13, characterized in that the number of piezocrystalline disks (10) is sufficient to obtain the piezo effect as a result of the force generated by the active element (1). 15. Urządzenie do generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej, według jednego z zastrz. od 11 do 14, znamienne tym, że ruchomą platformę (3) stanowi platforma obrotowa lub wahadłowa.15. Device for generating a voltage for generating electricity according to one of the claims 1 to 5. 11 to 14, characterized in that the movable platform (3) is a rotating or a swinging platform. 16. Urządzenie do generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej, według jednego z zastrz. od 11 do 15, znamienne tym, że w górnej części obudowy (6) umieszczone ma zwierciadło skupiające (7) z światłowodem wyprowadzonym w oknie (4) obudowy (6) skierowanym na element aktywny (1).A device for generating a voltage for generating electricity according to one of the claims 1 to 16. A focusing mirror (7) with an optical fiber led out in the window (4) of the housing (6) directed towards the active element (1), is arranged in the upper part of the housing (6). 17. Urządzenie do generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej, według jednego z zastrz. od 11 do 16, znamienne tym, że element aktywny (1) to bryła o przekroju okrągłym, korzystnie pełen walec albo rura, względnie walec z wzdłużnymi przedrążeniami.17. Device for generating a voltage for generating electricity according to one of the claims 1 to 6. according to 11 to 16, characterized in that the active element (1) is a solid with a circular cross-section, preferably a solid cylinder or a tube, or a cylinder with longitudinal cavities. 18. Urządzenie do generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej, według jednego z zastrz. od 11 do 17, znamienne tym, że element aktywny (1) jest dodatkowo wyposażony w elementy grzejne umieszczone bezpośrednio w nim lub w jego pobliżu.The device for generating a voltage for generating electricity according to one of the claims 11 to 17, characterized in that the active element (1) is additionally equipped with heating elements arranged directly therein or near it. 19. Urządzenie do generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej, według jednego z zastrz. od 11 do 18, znamienne tym, że powierzchnia elementu aktywnego (1) jest czarna, względnie pokryta jest substancją absorbującą światło i ciepło.19. Device for generating a voltage for generating electricity according to one of the claims according to 11 to 18, characterized in that the surface of the active element (1) is black or is covered with a substance that absorbs light and heat. 20. Urządzenie do generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej, według jednego z zastrz. od 11 do 19, znamienne tym, że w oknie (4) usytuowane są lustra skupiające (5), korzystnie paraboliczne.20. Device for generating a voltage for generating electricity according to one of the claims 1 to 20. 11 to 19, characterized in that converging mirrors (5), preferably parabolic, are arranged in the window (4). 21. Urządzenie do generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej, według jednego z zastrz. od 11 do 20, znamienne tym, że jego lustra skupiające (5) są ruchome.21. Device for generating a voltage for generating electricity according to one of the claims 1 to 2. 11 to 20, characterized in that its focusing mirrors (5) are movable. 22. Urządzenie do generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej, według jednego z zastrz. od 11 do 21, znamienne tym, że jego lustro skupiające (5) ma długość co najmniej równą długości elementu aktywnego (1), zaś szerokość, względnie średnicę ma co najmniej dwa razy większą szerokości elementu aktywnego (1).22. Device for generating a voltage for generating electricity according to one of the claims 1 to 22. 11 to 21, characterized in that its focusing mirror (5) has a length at least equal to the length of the active element (1), and its width or diameter is at least twice the width of the active element (1). 23. Urządzenie do generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej, według jednego z zastrz. od 11 do 22, znamienne tym, że ma co najmniej jedną soczewkę skupiającą zogniskowaną na elemencie aktywnym (1).23. Device for generating a voltage for generating electricity according to one of the claims 1 to 23. A device according to 11 to 22, characterized in that it has at least one focusing lens focused on the active element (1). 24. Urządzenie do generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej, według jednego z zastrz. od 11 do 23, znamienne tym, że zwierciadło skupiające (7) skierowane jest w stronę Słońca i zawiera mechanizm ukierunkowujący je w stronę Słońca.24. Device for generating a voltage for generating electricity according to one of the claims 1 to 24. 11 to 23, characterized in that the focusing mirror (7) is directed towards the sun and contains a mechanism for directing it towards the sun. 25. Urządzenie do generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej, według jednego z zastrz. od 11 do 24, znamienne tym, że w obudowie (6) poza oknem (4) wyodrębniona jest sfera schładzania (11) korzystnie z układem dźwigni (8) przenoszącym nacisk kurczącego się elementu aktywnego (1) na piezokrystaliczne stosy (10).25. Device for generating a voltage for generating electricity according to one of the claims 1 to 5. 11 to 24, characterized in that a cooling sphere (11) is separated in the housing (6) apart from the window (4), preferably with a lever arrangement (8) that transfers the pressure of the contracting active element (1) to the piezocrystalline stacks (10). 26. Urządzenie do generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej, według jednego z zastrz. od 11 do 25, znamienne tym, że strefa schładzania (11) połączona jest z systemem dolnego źródła pompy ciepła, w której przekazuje się energię słoneczną do systemu ogrzewania.A device for generating a voltage for generating electricity according to one of the claims 1 to 26. from 11 to 25, characterized in that the cooling zone (11) is connected to the heat pump heat source system, in which solar energy is transferred to the heating system. 27. Urządzenie do generowania napięcia do wytwarzania energii elektrycznej, według jednego z zastrz. od 11 do 26, znamienne tym, że połączone jest z przetwornikiem, względnie akumulatorem.27. Device for generating a voltage for generating electricity according to one of the claims 1 to 27. from 11 to 26, characterized in that it is connected to a converter or a battery.
PL415789A 2016-01-13 2016-01-13 Method for generation of voltage to produce electrical energy and the device for generation of voltage to produce electrical energy PL232496B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL415789A PL232496B1 (en) 2016-01-13 2016-01-13 Method for generation of voltage to produce electrical energy and the device for generation of voltage to produce electrical energy
PCT/PL2016/000084 WO2017123105A1 (en) 2016-01-13 2016-07-28 The method of generating voltage for electricity generation and the device for generating voltage for electricity generation
EP16766099.2A EP3402984A1 (en) 2016-01-13 2016-07-28 The method of generating voltage for electricity generation and the device for generating voltage for electricity generation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL415789A PL232496B1 (en) 2016-01-13 2016-01-13 Method for generation of voltage to produce electrical energy and the device for generation of voltage to produce electrical energy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL415789A1 PL415789A1 (en) 2017-07-17
PL232496B1 true PL232496B1 (en) 2019-06-28

Family

ID=56926249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL415789A PL232496B1 (en) 2016-01-13 2016-01-13 Method for generation of voltage to produce electrical energy and the device for generation of voltage to produce electrical energy

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3402984A1 (en)
PL (1) PL232496B1 (en)
WO (1) WO2017123105A1 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4236377A (en) 1978-04-03 1980-12-02 Friedrich Weinert Heat expansion machine
NL7811933A (en) * 1978-12-07 1980-06-10 Gerrit Jan Kuiper Converting solar heat and radiation into mechanical motion - by utilising the forces generated by expansion and contraction
WO1991009227A1 (en) * 1989-12-09 1991-06-27 David Hugo Boyle A method of producing electrical power from solar radiation
US7900633B2 (en) 2007-04-12 2011-03-08 Sinha Shailendra K Breathing circuit
US8112996B2 (en) * 2007-09-17 2012-02-14 Pulsar Energy, Inc. Systems and methods for collecting solar energy for conversion to electrical energy with multiple thermodynamic engines and piezoelectric generators

Also Published As

Publication number Publication date
EP3402984A1 (en) 2018-11-21
WO2017123105A1 (en) 2017-07-20
PL415789A1 (en) 2017-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8210165B2 (en) Light concentrator structures and methods
CN102077035B (en) Method and apparatus for correcting heliostat
AU2010282232B2 (en) Thermal energy storage apparatus, arrangement and method
Garcia et al. A three-dimensional ring-array concentrator solar furnace
WO2016145381A2 (en) Concentrated sunlight spacecraft architecture
CN103454185A (en) Single particle fuel micro-combustion, gasification suspension, ignition, imaging and detection system
PL232496B1 (en) Method for generation of voltage to produce electrical energy and the device for generation of voltage to produce electrical energy
Menghani et al. Low pressure steam generation by solar energy withfresnel lens: a review
Sanchez Vega Modeling and experimental evaluation of a small-scale fresnel solar concentrator system
EP1884724A1 (en) Shape-memory actuator device for driving a sun-tracking movement
Chaichan et al. Practical investigation for measurement of concentrating solar power prototype for several target cases at Iraqi summertime weathers
Rossiter et al. Design of a deployable structure with shape memory polymers
KR101182834B1 (en) Ray of sun generator
Mande et al. Window design for a small particle solar receiver
Kang et al. Flux Density Distribution of the Dish Solar Concentrator (KIERDISH II)
RU2806787C1 (en) Thermomechanical drive for deploying panels of thermal control system of spacecraft
CN109791941A (en) Non-tracking formula solar collector
US9581357B1 (en) Dynamic asymmetric solar concentrator
JPS59229503A (en) Solar light collector provided with automatic tracking function
EP2944894A2 (en) Method and apparatus for tracking and concentrating electromagnetic waves coming from a moving source to a fixed focal point
Weng et al. Adaptive diffraction grating based on intermetallic alloys with shape memory effect
Talebzadeh et al. The effect of optical cavities on thermophotovoltaic systems
Cameron High heat flux engineering in solar energy applications
Jaworske et al. Design for On-Sun Evaluation of Evaporator Receivers
Tarazona-Romero et al. Design and construction of a solar tracking system for parabolic-trough collector prototype.