RU2013715C1 - Солнечная энергетическая установка - Google Patents
Солнечная энергетическая установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2013715C1 RU2013715C1 SU914933993A SU4933993A RU2013715C1 RU 2013715 C1 RU2013715 C1 RU 2013715C1 SU 914933993 A SU914933993 A SU 914933993A SU 4933993 A SU4933993 A SU 4933993A RU 2013715 C1 RU2013715 C1 RU 2013715C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- solar power
- modules
- solar
- concentrator
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Использование: преобразование солнечной энергии в электрическую в наземных энергетических установках. Цель: более полное использование солнечной энергии. Сущность изобретения: солнечная энергетическая установка содержит установленный в фокусе концентратора теплоприемник с расположенными в нем термоэмиссионными модулями, снабженными электроизолированными тепловыми трубами, испарительные зоны которых являются анодами термоэмиссионных модулей, а конденсационные зоны являются нагревателями двигателя Стирлинга с электрогенератором. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области непосредственного преобразования солнечной энергии в электрическую.
Известны солнечные термоэлектронные энергоустановки наземного применения, в которых используют высокотемпературные термоэмиссионные преобразователи (ТЭП) тепловой энергии. Энергоустановка включает гелиоконцентратор, теплоприемник ТЭП с системой отвода неиспользованного тепла и подсистемы преобразования постоянного тока в переменный.
Недостатком такой установки является неоптимальное использование тепловой энергии солнца.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому устройству является выбранная в качестве прототипа солнечная энергетическая установка, содержащая теплоприемник, установленный в фокусе концентратора, преобразователь энергии в виде термоэмиссионных модулей и тепловые трубы, испарительные зоны которых являются анодами термоэмиссионных модулей.
Недостаток установки состоит в низком КПД преобразования тепловой энергии солнца, а также сбросе тепла с большим температурным потенциалом, оправданном в условиях космоса, но не в наземных условиях, где массогабаритные параметры не являются определяющим критерием солнечной энергетической установки.
Задачей изобретения является повышение КПД солнечной установки, а ее решением - создание двухкаскадной солнечной установки, в которой непреобразованное тепло высокотемпературного термоэмиссионного каскада не сбрасывается, а передается рабочему телу низкотемпературного каскада в виде двигателя Стирлинга с электрогенератором с помощью электрически изолированных от термоэмиссионных модулей тепловых труб, испарительная зона которых является анодами термоэмиссионных модулей и расположена в теплоприемнике, а зона конденсации является нагревателем двигателя Стирлинга.
На фиг. 1 представлен общий вид солнечной установки; на фиг. 2 - двухкаскадный преорбразователь солнечной энергии в электрическую.
Установка содержит концентратор 1 солнечной энергии в виде зеркала, двухкаскадный преобразователь энергии 2 соединенный штангами с концентратором, снабженным приводом с устройством слежения за Солнцем 3.
Двухкаскадный преобразователь включает высокотемпературный каскад в виде установленной в теплоприемник 4 батареи последовательно соединенных преобразователей, коллекторы 5 которых через слой изоляции 6 закреплены на испарительной зоне тепловой трубы 7, зона конденсации которой служит нагревателем 8 рабочего тела двигателя Стирлинга. Тепловая труба 7 электрически изолирована от эмиттера 9 гермовводом 10, обеспечивающим также изолированный вывод тока с коллектора, и от корпуса 11 гермовводом 12.
Двигатель Стирлингла содержит паровую камеру 13, заполненную рабочим телом, например парами натрия, теплообменник 14, заполненный рабочим телом, например гелием, охладитель 15, регенератор 16, свободнопоршневой цилиндр 17, вытеснительный поршень 18, цилиндр линейного электрогенератора 19, рабочий поршень 20, якорь 21 линейного генератора, обмотку 22 линейного генератора, клеммник нагрузки постоянного тока 23 и переменного тока 24.
Работает предложенная энергетическая установка следующим образом. Солнечная энергия концентратором 1 передается эмиттерам 9 термоэмиссионных преобразователей. Часть тепла при переходе с эмиттера 9 на коллектор 5 ТЭП преобразуется в постоянный ток с КПД до 12% , снимаемый с клемм 23. Непреобразованное ТЭП тепло отводится от коллекторов 5 через слой изоляции 6 тепловыми трубами 7 в паровую камеру 13 двигателя Стирлинга. Зона конденсации тепловых труб обеспечивает нагрев рабочего тела (паров натрия), передающего тепло в теплообменнике 14 рабочему газу (гелию), поступающему в свободнопоршневой цилиндр 17 с вытеснительным поршнем 18. Регенератор 16 и охладитель 15 обеспечивают реализацию термодинамического цикла. Полезная нагрузка снимается линейным электрогенератором 19 с помощью приводимого рабочим поршнем 20 двигателя якоря 21, индуцирующего при колебаниях ЭДС переменного тока в обмотках 22. Возможность создания двухкаскадной наземной солнечной энергетической установки обусловлена благоприятным сочетанием температуры на стыке каскадов, когда отводимое от коллекторов ТЭП тепло является оптимальным для двигателя Стирлинга, а потери тепла на тепловой трубе пренебрежимо малы.
Двухкаскадное устройство, дважды преобразующее тепловую энергию Солнца от одного концентратора, существенно выше по КПД суммы двух устройств - высокотемпературного термоэмиссионного и низкотемпературного - двигателя Стирлинга, каждый из которых должен быть снабжен собственным концентратором с подсистемой ориентации и слежения за Солнцем, а поэтому предложенное устройство компактнее за счет объединения каскадов.
Кроме того, двухкаскадное устройство имеет дополнительные удобства при эксплуатации в том, что генерируемая ТЭП ЭДС при разогреве высокотемпературного каскада используется как источник системы автоматического запуска всей установки, что исключает необходимость использования внешнего источника электроэнергии.
КПД предложенного двухкаскадного устройства составляет 40-50% , что существенно выше КПД прототипа ( ≈10% ).
Claims (1)
- СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, содержащая теплоприемник, установленный в фокусе концентратора, преобразователь энергии в виде термоэмиссионных модулей и тепловые трубы, испарительные зоны которых являются анодами термоэмиссионных модулей, отличающаяся тем, что, с целью более полного использования солнечной энергии, установка содержит дополнительный преобразователь в виде двигателя Стирлинга с электрогенератором, нагревателем двигателя являются конденсационные зоны тепловых труб, электрически изолированных от термоэмиссионных модулей, а последние расположены в теплоприемнике.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914933993A RU2013715C1 (ru) | 1991-05-05 | 1991-05-05 | Солнечная энергетическая установка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914933993A RU2013715C1 (ru) | 1991-05-05 | 1991-05-05 | Солнечная энергетическая установка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013715C1 true RU2013715C1 (ru) | 1994-05-30 |
Family
ID=21573298
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914933993A RU2013715C1 (ru) | 1991-05-05 | 1991-05-05 | Солнечная энергетическая установка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2013715C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD3600G2 (ru) * | 2005-10-28 | 2008-12-31 | Технический университет Молдовы | Солнечная установка с двигателем Стирлинга |
MD3975C2 (ru) * | 2007-11-07 | 2010-06-30 | Технический университет Молдовы | Система для ориентирования солнечной параболоидной установки (варианты) |
-
1991
- 1991-05-05 RU SU914933993A patent/RU2013715C1/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD3600G2 (ru) * | 2005-10-28 | 2008-12-31 | Технический университет Молдовы | Солнечная установка с двигателем Стирлинга |
MD3975C2 (ru) * | 2007-11-07 | 2010-06-30 | Технический университет Молдовы | Система для ориентирования солнечной параболоидной установки (варианты) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5899071A (en) | Adaptive thermal controller for heat engines | |
US6735946B1 (en) | Direct illumination free piston stirling engine solar cavity | |
US4454865A (en) | Liquid metal solar power system | |
US4002031A (en) | Solar energy converter with waste heat engine | |
US5501743A (en) | Fiber optic power-generating system | |
US7964787B2 (en) | Hybrid solar power generator | |
US4292579A (en) | Thermoelectric generator | |
US9705449B2 (en) | Effective and scalable solar energy collection and storage | |
US5518554A (en) | Cascade process heat conversion system | |
RU2122642C1 (ru) | Электростанция с комбинированным паросиловым циклом | |
Deng et al. | Recent advances in direct solar thermal power generation | |
US4388542A (en) | Solar driven liquid metal MHD power generator | |
RU2013715C1 (ru) | Солнечная энергетическая установка | |
US6495749B2 (en) | Hybrid combustion power system | |
Mankbadi et al. | Small-scale solar pumping: the technology | |
RU2111422C1 (ru) | Солнечная комбинированная электростанция | |
US4081967A (en) | Closed cycle solar generator | |
Oman | Deep space travel energy sources | |
RU2000116664A (ru) | Термоэмиссионный электрогенерирующий модуль для активной зоны ядерного реактора с вынесенной термоэмиссионной системой преобразования тепловой энергии в электрическую | |
JP3453159B2 (ja) | 熱電発電装置 | |
SU1726922A1 (ru) | Солнечна комбинированна электрическа станци | |
Laing et al. | Sodium heat pipe solar receiver for a SPS V-160 Stirling engine-Development, laboratory and on-sun test results | |
JPH01190274A (ja) | 宇宙太陽熱発電システム | |
CN109962644B (zh) | 太阳能相变储热热电子发电装置 | |
RU2095881C1 (ru) | Термоэмиссионная электрогенерирующая сборка |