RU2014124257A

RU2014124257A - Солнечный модуль с концентратором и способ его изготовления

Info

Publication number: RU2014124257A
Application number: RU2014124257/06A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Семенович Стребков
Original assignee: Дмитрий Семенович Стребков
Priority date: 2014-06-17
Filing date: 2014-06-17
Publication date: 2015-12-27
Also published as: RU2576072C2

Abstract

1. Солнечный модуль с концентратором, содержащий фокусирующую призму с острым углом Ψ, и коэффициентом преломления nс эффектом полного внутреннего отражения на рабочей поверхности, на которую падает излучение, с углом входа лучей βи с устройством переотражения в виде зеркального отражающего покрытия на стороне, противоположной рабочей поверхности, и приемник излучения, отличающийся тем, что между приемником и фокусирующей призмой в оптическом контакте с ними установлена дополнительная прямоугольная призма с коэффициентом преломления nи с поперечным сечением, по ширине и высоте равным ширине и высоте приемника, и с зеркальным отражающим покрытием на стороне, противоположной рабочей поверхности, над дополнительной прямоугольной призмой и над частью рабочей поверхности фокусирующей призмы установлена отклоняющая оптическая система с поверхностями входа и выхода лучей, выполненная из множества миниатюрных призм с коэффициентом преломления nи с острыми углами Ψ, установленными однонаправленно с острым углом Ψфокусирующей призмы, поверхность входа лучей оптической отклоняющей системы параллельна рабочей поверхности фокусирующей призмы, общая длина солнечного модуля составляет:где l- длина фокусирующей призмы с острым углом Ψ,Δ - длина оптической отклоняющей системы с острым углом ΨΔ- часть длины фокусирующей призмы, имеющей над рабочей поверхностью отклоняющую оптическую систему,d - высота приемника излучения,β- угол преломления лучей на входе внутри фокусирующей призмы,- угол преломления лучей на поверхности входа внутри дополнительной прямоугольной призмы, где все углы отсчитываются от вертикали к

Claims

1. Солнечный модуль с концентратором, содержащий фокусирующую призму с острым углом Ψ₀, и коэффициентом преломления n₀ с эффектом полного внутреннего отражения на рабочей поверхности, на которую падает излучение, с углом входа лучей β₀ и с устройством переотражения в виде зеркального отражающего покрытия на стороне, противоположной рабочей поверхности, и приемник излучения, отличающийся тем, что между приемником и фокусирующей призмой в оптическом контакте с ними установлена дополнительная прямоугольная призма с коэффициентом преломления n₀ и с поперечным сечением, по ширине и высоте равным ширине и высоте приемника, и с зеркальным отражающим покрытием на стороне, противоположной рабочей поверхности, над дополнительной прямоугольной призмой и над частью рабочей поверхности фокусирующей призмы установлена отклоняющая оптическая система с поверхностями входа и выхода лучей, выполненная из множества миниатюрных призм с коэффициентом преломления n₁ и с острыми углами Ψ₁, установленными однонаправленно с острым углом Ψ₀ фокусирующей призмы, поверхность входа лучей оптической отклоняющей системы параллельна рабочей поверхности фокусирующей призмы, общая длина солнечного модуля составляет:

где l₁ - длина фокусирующей призмы с острым углом Ψ₀,

Δ - длина оптической отклоняющей системы с острым углом Ψ_1,

Δ₁ - часть длины фокусирующей призмы, имеющей над рабочей поверхностью отклоняющую оптическую систему,

d - высота приемника излучения,

β₁ - угол преломления лучей на входе внутри фокусирующей призмы,

- угол преломления лучей на поверхности входа внутри дополнительной прямоугольной призмы, где все углы отсчитываются от вертикали к поверхности, угол входа лучей β₀ связан с углом входа лучей

следующим соотношением:

2. Солнечный модуль с концентратором по п. 1, отличающийся тем, что модуль выстроен в кровельную солнечную панель.

3. Солнечный модуль с концентратором по п. 1, отличающийся тем, что в качестве приемника излучения установлен гибридный фотоэлектрический модуль с когенерацией электрической и тепловой энергии.

4. Солнечный модуль с концентратором по п. 1, отличающийся тем, что в качестве приемника излучения использован тепловой абсорбер для получения горячей воды и отопления.

5. Способ изготовления солнечного модуля с концентратором путем изготовления фокусирующей призмы из оптически прозрачного материала, установки приемника излучения, устройства переотражения излучения с зеркальными отражателями, отличающийся тем, что из закаленного листового стекла или другого прозрачного листового материала изготавливают и герметизируют стенки полости фокусирующей призмы с острым двухгранным углом при вершине 5-25° и дополнительной прямоугольной призмы и затем заполняют полученную полость оптически прозрачной средой, устанавливают герметично приемник излучения и проводят сборку оптической отклоняющей системы на части рабочей поверхности фокусирующей призмы и над всей поверхностью дополнительной прямоугольной призмы.

6. Способ изготовления солнечного модуля с концентратором по п. 5, отличающийся тем, что в качестве оптически прозрачной среды используют дистиллированную воду с добавками для предотвращения цветения и замерзания воды.

7. Способ изготовления солнечного модуля с концентратором по п. 5, отличающийся тем, что в качестве оптически прозрачной среды используют силиконовые теплоносители, например на основе полиметилсилоксановых композиций.

8. Способ изготовления солнечного модуля с концентратором по п. 5, отличающийся тем, что в качестве оптически прозрачной среды используют структурированные полисилоксановые гели.

9. Способ изготовления солнечного модуля с концентратором по п. 5 или 8, отличающийся тем, что полости фокусирующей призмы и дополнительной прямоугольной призмы с приемником и отклоняющей оптической системой встраивают в кровельную солнечную панель.