RU201526U1 - Holographic film based on prismacons - Google Patents
Holographic film based on prismacons Download PDFInfo
- Publication number
- RU201526U1 RU201526U1 RU2020132145U RU2020132145U RU201526U1 RU 201526 U1 RU201526 U1 RU 201526U1 RU 2020132145 U RU2020132145 U RU 2020132145U RU 2020132145 U RU2020132145 U RU 2020132145U RU 201526 U1 RU201526 U1 RU 201526U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- film
- holographic
- solar
- concentrators
- prismatic
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
- H01L31/0543—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the refractive type, e.g. lenses
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
Abstract
Полезная модель относится к области солнечной энергетики и касается голографической пленки на основе призматических концентраторов из прозрачного материала. Пленка содержит голографические линзы, выполненные в виде голографической пленки, включающей нанесенный с ее верхней стороны слой напыления редкоземельными металлами. Внутренняя структура пленки состоит из призматических концентраторов с равносторонними гранями, соединенными по сторонам оснований. Угол при вершине грани для материала пленки с коэффициентом преломления от 2,1 до 3,4 находится в пределах от 28,4 до 17,1 градусов. Технический результат заключается в повышении эффективности работы солнечных модулей и фотоэлектрических систем. 4 ил.The utility model relates to the field of solar energy and concerns a holographic film based on prismatic concentrators made of transparent material. The film contains holographic lenses made in the form of a holographic film, including a layer of rare earth metals deposited on its upper side. The internal structure of the film consists of prismatic concentrators with equilateral edges connected at the sides of the bases. The vertex angle for film material with a refractive index of 2.1 to 3.4 is in the range of 28.4 to 17.1 degrees. The technical result consists in increasing the efficiency of solar modules and photovoltaic systems. 4 ill.
Description
Настоящая полезная модель относится к области солнечной энергетики и может найти применение для защиты солнечных модулей от перегрева и повышения ими вырабатываемой электроэнергии на фотоэлектрических станциях в условиях жаркого климата.This utility model relates to the field of solar energy and can be used to protect solar modules from overheating and increase the electricity generated by them at photovoltaic plants in hot climates.
Голографическая технология (ГТ), уже используется в области фотоэлектрических преобразователей (ФП) и солнечных тепловых коллекторов. В частности, она позволяет воспроизводить на пластиковой, например, полиэфирной пленке, голографические линзы, толщина которых может достигать минимального размера в несколько микрометров. Эта пленка может применяться на любых органических и неорганических фотоэлектрических элементах, на фотоэлектрических панелях, солнечных тепловых панелях, на источниках освещения, на светоотражающем материале, используемом на дорожных знаках и др. ГТ позволяет получить большое количество вариантов в направлении световых лучей, которые часто не могут быть получены иным образом. ГТ также дает конструктору и исследователю возможность выполнять и одновременно совмещать несколько конкретных представлений в бесконечном количестве комбинаций, например, для концентрация солнечных лучей в установках солнечной энергетики (СЭ).Holographic technology (HT) is already being used in the field of photovoltaic converters (PV) and solar thermal collectors. In particular, it allows holographic lenses to be reproduced on plastic, for example, polyester film, the thickness of which can reach a minimum size of several micrometers. This film can be used on any organic and inorganic photovoltaic cells, on photovoltaic panels, solar thermal panels, on light sources, on reflective material used on road signs, etc. GT allows you to get a large number of options in the direction of light rays, which often cannot be obtained in a different way. The HT also gives the designer and the researcher the ability to perform and simultaneously combine several specific representations in an infinite number of combinations, for example, for the concentration of sunlight in solar energy (SC) installations.
Использование солнечной энергии является альтернативой традиционному ископаемому топливу, поэтому в последнее время значительно увеличилась разработка устройств, которые могут преобразовывать солнечную энергию в электричество, таких как фотоэлектрические элементы (ФЭ). Были разработаны различные типы фотоэлектрических устройств, однако эффективность фотоэлектрического преобразования все еще нуждается в улучшении и поэтому создание методов повышения их эффективности является задачей многих исследователей.The use of solar energy is an alternative to traditional fossil fuels, so there has been a significant increase in the development of devices that can convert solar energy into electricity, such as photovoltaic cells (PVs). Various types of photovoltaic devices have been developed, but the efficiency of photoelectric conversion still needs to be improved, and therefore, the creation of methods for increasing their efficiency is the task of many researchers.
Коммерчески доступные ФЭ могут преобразовывать от 1% до 30% излучаемой солнечной энергии в электрическую энергию. Одним из факторов, которые могут повлиять на их энергетические характеристики и деградацию, может быть повышенная температура воздуха в условиях эксплуатации в жарком климате.Commercially available PV cells can convert from 1% to 30% of the solar energy emitted into electrical energy. One of the factors that can affect their energy performance and degradation may be an increased air temperature under operating conditions in hot climates.
Как правило, все фотоэлектрические модули (ФМ) спроектированы таким образом, что номинальная электрическая мощность достигается при соответствии их характеристик стандартным условиям испытания (STC), то есть при освещенности, равной 1000 Вт/м2 и температуре воздуха +25°С. Однако на открытом воздухе в реальных условиях эксплуатации модуль, как правило, работает при более высокой температуре, и это приводит к следующим негативным последствиям:Typically, all photovoltaic modules (FM) are designed so that the rated electric power is reached when their characteristics under standard test conditions (STC), i.e. at an illumination of 1000 W / m 2 and an air temperature of + 25 ° C. However, in the open air under real operating conditions, the module usually operates at a higher temperature, and this leads to the following negative consequences:
- снижению генерируемой мощности ФМ на 0,45% при повышении температуры на каждый градус относительно +25°С;- a decrease in the generated power of the FM by 0.45% with an increase in temperature for each degree relative to + 25 ° С;
- увеличению вероятной деградации, связанной с перегревом ФМ за счет повышения температуры в жарких климатических условиях, приводящей к сокращению срока их службы.- an increase in the probable degradation associated with FM overheating due to an increase in temperature in hot climatic conditions, leading to a reduction in their service life.
Известна солнечная фотоэлектрическая установка с концентратором, содержащая фотопреобразователи, зеркальный отражатель и прозрачные ограждения из стекла или пластмассы (изобретения к патенту RU 2135909 C1 публикация 27.08.1999 г.), задачей которой является увеличение концентрации солнечной энергии и уменьшение массы и стоимости солнечного модуля. Недостатком данной конструкции является то, что для повышения концентрации видимых лучей между преобразователем и отражателем из пластмассы дополнительно установлены концентраторы из фоклинов или линз, и в условиях повышенной температуры отражатель из пластмассы начинает изгибаться за счет тепла, появляющегося при пропускании инфракрасных лучей и их увеличению за счет дополнительных концентраторов из линз, что приводит к перегреву модуля. Другим недостатком данной конструкции является то, что дополнительные линзы для увеличения концентрации видимых лучей также повышают инфракрасную составляющую, которая поступает на фотоэлектрический модуль, тем самим снижая его КПД. Также известна солнечная фотоэлектрическая батарея, содержащая, по крайней мере, одну мультиплексную голографическую пленку (ГП), располагающуюся на поверхности батареи и состоящую из множества дифракционных решеток, которые имеют угловые мультиплексированные зоны работы и защитное стекло (полезная модель к патенту RU 118123 U1, публикация 10.07.2012 г.), техническая задача которой состоит в увеличении эффективности работы классической фотоэлектрической батареи и в повышении КПД преобразования солнечной энергии в электрическую. Недостаток такой установки заключается в неэффективности работы ФП в условиях жаркого климата, за счет отражения основных видимых лучей от поверхности модуля спектральным фильтром, который пропускает часть инфракрасных лучей солнечного света на поверхность ФП, тем самим уменьшая эффективность выработки энергии ФП.Known solar photovoltaic installation with a concentrator, containing photoconverters, a mirror reflector and transparent enclosures made of glass or plastic (inventions to patent RU 2135909 C1 published 27.08.1999), the task of which is to increase the concentration of solar energy and reduce the mass and cost of the solar module. The disadvantage of this design is that in order to increase the concentration of visible rays between the transducer and the plastic reflector, concentrators made of focklines or lenses are additionally installed, and under conditions of elevated temperature, the plastic reflector begins to bend due to the heat generated by the transmission of infrared rays and their increase due to additional concentrators from lenses, which leads to overheating of the module. Another disadvantage of this design is that additional lenses to increase the concentration of visible rays also increase the infrared component that enters the photovoltaic module, thereby reducing its efficiency. Also known is a solar photovoltaic battery containing at least one multiplex holographic film (HF) located on the surface of the battery and consisting of a plurality of diffraction gratings that have angular multiplexed zones of operation and a protective glass (utility model for patent RU 118123 U1, publication July 10, 2012), the technical task of which is to increase the efficiency of the classical photovoltaic battery and to increase the efficiency of converting solar energy into electrical energy. The disadvantage of such an installation is the inefficiency of the FP operation in hot climates, due to the reflection of the main visible rays from the module surface with a spectral filter, which transmits part of the infrared rays of sunlight to the FP surface, thereby reducing the efficiency of the FP energy generation.
Известен голографический концентратор солнечной энергии (изобретения к патенту RU 2403510 C1, публикация 10.11.2010 г.), состоящий из плоской прозрачной пластины с прилегающим к ее входной грани голографическим элементом, образованным двумя примыкающими голографическими решетками и набором селективных цилиндрических линз Френеля, оптически связанных с блоком селективных линейных фотопреобразователей, техническая задача которого состоит в повышение эффективности концентрации падающего солнечного излучения за счет многократного полного внутреннего отражения излучения в светопроводящей пластине после преобразования его пространственных характеристик на пропускающих фазовых голограммах. Основным недостаткам данной конструкции является то, что селективные цилиндрические линзы Френеля способны пропускать высокий уровень паразитной засветки разного рода, в том числе инфракрасные лучи солнечного спектра из-за наличия переходных краевых участков между зонами, что приводит к увеличению температуры и перегреву фотоэлектрических преобразователей. Другой недостаток предложенной конструкции заключается в увеличении толщины фотоэлектрического модуля за счет плоской прозрачной пластины и набора селективных цилиндрических линз Френеля, которые прикреплены к фотоэлектрическим преобразователям и увеличивают стоимость установки.Known holographic concentrator of solar energy (inventions to patent RU 2403510 C1, publication 10.11.2010), consisting of a flat transparent plate with a holographic element adjacent to its entrance facet, formed by two adjacent holographic gratings and a set of selective cylindrical Fresnel lenses, optically connected to a block of selective linear photoconverters, the technical task of which is to increase the efficiency of the concentration of incident solar radiation due to multiple total internal reflection of radiation in the light-guiding plate after transforming its spatial characteristics on the transmission phase holograms. The main disadvantages of this design is that selective cylindrical Fresnel lenses are capable of transmitting a high level of parasitic illumination of various kinds, including infrared rays of the solar spectrum due to the presence of transitional edge sections between zones, which leads to an increase in temperature and overheating of photovoltaic converters. Another drawback of the proposed design consists in increasing the thickness of the photovoltaic module due to the flat transparent plate and a set of selective cylindrical Fresnel lenses, which are attached to the photovoltaic converters and increase the installation cost.
Известно устройство теплозащитной пленки с голограммой (изобретения к патенту JP 2013171098 A Япония, опубликовано 02.09.2013 г.) и голографические устройство для контроля яркости и повышения энергоэффективности зданий (изобретения к патенту WO 2016125008 A1, WIPO (PCT), опубликовано 11.08.2016 г.), задача первого является предотвратить чрезмерное повышение температуры в помещении из-за солнечного света, с использованием теплозащитной пленки с голограммой, которая состоит из прозрачной пленки, теплопоглощающей инфракрасные лучи слоя, голограммы, прозрачного отражательного слоя и клеевого слоя, нанесенной на стекло здания. Задачей второго изобретения, представляющего собой голографическое устройство, является повышение энергоэффективности зданий, то есть экономия энергии за счет снижения потребления кондиционирования воздуха летом и отопления зимой, и регулировка яркости путем регулировки входящего видимого света в соответствии с его углом падения при его применении в окнах здания. Согласно первого аспекта настоящей полезной модели, преимуществом указанных устройств является то, что голографические пленки, поглощая инфракрасные лучи, способны играть роль теплозащиты на зданиях, но недостаток заключается в том, что они технологически построены таким образом, что не могут пропускать основные солнечные излучения, которые концентрируется для получения электрической энергии в ФП.Known is a device for a heat-protective film with a hologram (inventions to the patent JP 2013171098 A Japan, published 09/02/2013) and a holographic device for controlling the brightness and improving the energy efficiency of buildings (inventions to the patent WO 2016125008 A1, WIPO (PCT), published on 11.08.2016 .), the purpose of the former is to prevent excessive temperature rise in the room due to sunlight, by using a hologram thermal protective film, which consists of a transparent film, an infrared heat absorbing layer, a hologram, a transparent reflective layer and an adhesive layer applied to the glass of the building. The object of the second invention, which is a holographic device, is to increase the energy efficiency of buildings, that is, to save energy by reducing the consumption of air conditioning in summer and heating in winter, and to adjust the brightness by adjusting the incoming visible light in accordance with its angle of incidence when applied to the windows of a building. According to the first aspect of the present invention, the advantage of these devices is that holographic films, by absorbing infrared rays, are capable of playing the role of thermal protection on buildings, but the disadvantage is that they are technologically constructed in such a way that they cannot transmit the main solar radiation, which concentrated to generate electrical energy in the FP.
Наиболее близким по технической сути (прототипом) является голографическая пленка (ГП) особого применения в фотоэлектрических панелях, солнечных тепловых панелях и солнечных светорассеивающих панелях. Голографическая пленка изготовлена из прозрачного материала, такого как полиэфирный материал, и отличается тем, что внутри нее размещены одна или несколько голографических линз, каждая из которых состоит из множества голографических микролинз бесконечно малых размеров, порядка нескольких микрон, каждая микролинза приспособлена для сведения преломленных, таким образом, световых лучей одной и той же длины волны в заранее определенном фокусе, общем для всех микролинз (патент на изобретения WO 2017178989 A1, WIPO (PCT), опубликовано 19.10.2017). Задачей настоящего прототипа является реализация голографических пленок, применяемых в области фотоэлектрических панелей, солнечных тепловых панелей и солнечных светорассеивающих панелей для повышения генерации солнечной энергии с улучшенными характеристиками в отношении габаритных размеров.The closest in technical essence (prototype) is a holographic film (HF) for special applications in photovoltaic panels, solar thermal panels and solar light-scattering panels. A holographic film is made of a transparent material, such as a polyester material, and differs in that one or more holographic lenses are placed inside it, each of which consists of a plurality of holographic microlenses of infinitesimal sizes, on the order of several microns, each microlens is adapted to converge refracted, such way of light rays of the same wavelength in a predetermined focus, common to all microlenses (patent for invention WO 2017178989 A1, WIPO (PCT), published on 19.10.2017). The object of the present prototype is to realize holographic films used in the field of photovoltaic panels, solar thermal panels and solar light-scattering panels to increase the generation of solar energy with improved characteristics in terms of overall dimensions.
Недостаток прототипа заключается в следующем:The disadvantage of the prototype is as follows:
- использование ГП, изготовленной из прозрачного материала (полиэфирного), внутри которого размещены одна или несколько голографических линз, преломляющих световые лучи на фотоэлектрических модулях, за счет пропускания всех солнечных лучей, особенно в условиях жаркой погоды приводит к перегреву фотоэлектрического модуля, что снижает выработку им электроэнергии.- the use of a GPU made of a transparent material (polyester), inside which one or several holographic lenses are placed, refracting light rays on photovoltaic modules, due to the transmission of all sunlight, especially in hot weather, leads to overheating of the photovoltaic module, which reduces the generation of electricity.
- сложность использования предложенной голографической пленки, заключающейся в том, что пленка размещена внутри между прозрачным защитным стеклом и фотоэлектрическим элементом, что технически и конструктивно является сложным и неэкономичным решением.- the complexity of using the proposed holographic film, which consists in the fact that the film is placed inside between a transparent protective glass and a photovoltaic cell, which is technically and structurally a complex and uneconomical solution.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности работы фотоэлектрических систем в условиях жаркого климата за счет защиты солнечных модулей от перегрева и повышения вырабатываемой ими энергии при помощи увеличения концентрации солнечных лучей за счет использования голографической пленки.The technical task of the proposed utility model is to improve the efficiency of photovoltaic systems in hot climates by protecting solar modules from overheating and increasing the energy they generate by increasing the concentration of sunlight through the use of a holographic film.
Технический результат достигается за счет того, что голографическая пленка на основе призматических концентраторов из прозрачного материала, содержит голографические линзы бесконечно малых размеров, согласно полезной модели, линзы выполнены в виде голографической пленки, включающей нанесенный с ее верхней стороны слой напыления редкоземельными металлами, внутренняя структура пленки состоит из призматических концентраторов с равносторонними гранями, соединенными по сторонам оснований, а угол α при вершине грани для материала пленки с коэффициентом преломления n от 2,1 до 3,4 находится в пределах от 28,4 до 17,1 градусов.The technical result is achieved due to the fact that the holographic film based on prismatic concentrators made of transparent material contains holographic lenses of infinitely small dimensions, according to the utility model, the lenses are made in the form of a holographic film, including a layer of rare-earth metals deposited on its upper side, the internal structure of the film consists of prismatic concentrators with equilateral edges connected on the sides of the bases, and the angle α at the vertex of the edge for a film material with a refractive index n from 2.1 to 3.4 is in the range from 28.4 to 17.1 degrees.
Голографическая пленка покрыта ультратонким слоем напыления, расположенным с ее верхней стороны состоящим из редкоземельных металлов, отражающих инфракрасное излучение и пропускающих видимое излучение. Внутренняя структура голографической пленки выполнена в виде миниатюрных пирамид - призматических концентраторов (призмаконов), способных эффективно улавливать световые лучи и за счет многократного отражения их внутри призм, концентрировать на поверхности солнечного модуля, увеличивая тем самым эффективность солнечных модулей даже при пасмурной погоде.The holographic film is covered with an ultra-thin sputtering layer located on its upper side consisting of rare earth metals that reflect infrared radiation and transmit visible radiation. The internal structure of the holographic film is made in the form of miniature pyramids - prismatic concentrators (prismacons), capable of effectively capturing light rays and, due to their multiple reflection inside the prisms, concentrating on the surface of the solar module, thereby increasing the efficiency of solar modules even in cloudy weather.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется с помощью схем на фигурах 1-4, где изображено следующее:The essence of the proposed utility model is illustrated using the diagrams in Figures 1-4, which shows the following:
- на фиг. 1 схематично показана внутренняя структура голографической пленки с геометрическими параметрами призмаконов;- in Fig. 1 schematically shows the internal structure of a holographic film with geometric parameters of prismacons;
- на фиг. 2 показаны параметры одной из граней призмаконов;- in Fig. 2 shows the parameters of one of the prismacon faces;
- на фиг. 3 - вид сверху на поверхность пленки со стороны призмаконов;- in Fig. 3 is a top view of the film surface from the side of prismacons;
- на фиг. 4 изображена схема установки пленки на фотоэлектрическом преобразователе.- in Fig. 4 shows a diagram of the installation of a film on a photoelectric converter.
Геометрия призмаконов рассчитана таким образом, что все стороны пирамиды имеют равносторонние грани l, соединенные между собой по сторонам оснований d. (фиг. 1) Эффект концентрации достигается за счет того, что угол при вершине грани призмы α всегда больше минимального значения αmin при коэффициенте преломления материала призмы n и угле β между лучом и перпендикуляром к поверхности воспринимающей грани призмы (фиг. 2) Для коэффициентов преломления материала пленки n от 2,1 до 3,4, угол α находится в пределах 28,4 до 17,1 градусов. Такая геометрия призмаконов обеспечивает полное внутреннее отражение в призме, пропуская через одну (воспринимающую) грань 1 солнечные лучи и не допуская выхода преломленных лучей наружу за отражающие грани 2 и концентрации их на выходной грани 3 (фиг. 2).The geometry of the prismacons is calculated in such a way that all sides of the pyramid have equilateral faces l connected to each other along the sides of the bases d. (Fig. 1) The effect of concentration is achieved due to the fact that the angle at the vertex of the prism face α is always greater than the minimum value α min at the refractive index of the prism material n and the angle β between the beam and the perpendicular to the surface of the receiving face of the prism (Fig. 2) For the coefficients refraction of the film material n from 2.1 to 3.4, the angle α is in the range of 28.4 to 17.1 degrees. This geometry of prismacons provides full internal reflection in the prism, passing through one (receiving)
Голографический рисунок пленки в виде призмаконов получают при изготовлении пленки с помощью электронно-лучевой или лазерной технологии высокого разрешения.The holographic pattern of the film in the form of prismacons is obtained during the production of the film using high-resolution electron-beam or laser technology.
Такое техническое решение позволяет:This technical solution allows:
- снизить влияние инфракрасной составляющей спектра на поверхность солнечного модуля, защищая его тем самым от перегрева;- to reduce the influence of the infrared component of the spectrum on the surface of the solar module, thereby protecting it from overheating;
- повысить эффективность преобразования солнечных лучей за счет концентрации видимой части спектра призмаконами и увеличить выработку энергии;- to increase the efficiency of conversion of solar rays by concentrating the visible part of the spectrum with prisms and to increase energy production;
- поддерживать энергетические характеристики солнечного модуля в процессе эксплуатации, соответствующие характеристикам производителя;- maintain the energy characteristics of the solar module during operation, corresponding to the manufacturer's specifications;
- снизить вероятность деградации солнечного модуля при его эксплуатации в условиях повышенных температур.- to reduce the likelihood of degradation of the solar module during its operation at high temperatures.
Достоверность предлагаемых технических решений подтвердилась экспериментальными исследованиями работы солнечных модулей с использованием термозащитной пленки в условиях повышенных температур.The reliability of the proposed technical solutions was confirmed by experimental studies of the operation of solar modules using a thermal protective film at high temperatures.
Солнечный фотоэлектрический модуль с голографической пленкой, внутренняя структура которой выполнена в виде миниатюрных пирамид - призматических концентраторов (призмаконов), работает следующим образом (фиг 4).A solar photovoltaic module with a holographic film, the internal structure of which is made in the form of miniature pyramids - prismatic concentrators (prismacons), operates as follows (Fig. 4).
Солнечные лучи электромагнитного спектра солнечного излучения, попадают на поверхность модуля 4, при этом часть спектра (инфракрасные лучи) 1, отражается от металлизированного верхнего слоя пленки, предотвращая перегрев модуля. Видимая часть спектра солнечного излучения 2, соответствующая спектральным характеристикам фотоэлемента, попадает на пирамидальную структуру концентраторов (призмаконов) 3, и, неоднократно преломляясь в них, благодаря внутреннему отражению, концентрируется на солнечном элементе 4, в независимости от угла падения лучей на солнечный модуль.The sun's rays of the electromagnetic spectrum of solar radiation hit the surface of the module 4, while part of the spectrum (infrared rays) 1 is reflected from the metallized upper layer of the film, preventing the module from overheating. The visible part of the
Это простое и экономичное решение позволяет увеличить выработку электроэнергии солнечным модулем, не допускает его перегрева и, как следствие, деградацию, в целом способствует повышению эффективности его работы.This simple and economical solution allows you to increase the generation of electricity by the solar module, prevents it from overheating and, as a result, degradation, and generally contributes to an increase in the efficiency of its operation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020132145U RU201526U1 (en) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | Holographic film based on prismacons |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020132145U RU201526U1 (en) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | Holographic film based on prismacons |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU201526U1 true RU201526U1 (en) | 2020-12-21 |
Family
ID=74062680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020132145U RU201526U1 (en) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | Holographic film based on prismacons |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU201526U1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2130669C1 (en) * | 1998-01-23 | 1999-05-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства | Solar photoelectric module with concentrator and its manufacturing process |
| RU2403510C1 (en) * | 2009-07-06 | 2010-11-10 | Государственное Научное Учреждение "Институт Физики Имени Б.И. Степанова Национальной Академии Наук Беларуси" | Holographic solar concentrator |
| WO2017178989A1 (en) * | 2016-04-13 | 2017-10-19 | Goal S.R.L. | Holographic film of particular application in photovoltaic panels, in solar thermal panels and in solar light diffusion panels |
-
2020
- 2020-09-30 RU RU2020132145U patent/RU201526U1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2130669C1 (en) * | 1998-01-23 | 1999-05-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства | Solar photoelectric module with concentrator and its manufacturing process |
| RU2403510C1 (en) * | 2009-07-06 | 2010-11-10 | Государственное Научное Учреждение "Институт Физики Имени Б.И. Степанова Национальной Академии Наук Беларуси" | Holographic solar concentrator |
| WO2017178989A1 (en) * | 2016-04-13 | 2017-10-19 | Goal S.R.L. | Holographic film of particular application in photovoltaic panels, in solar thermal panels and in solar light diffusion panels |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6600919B2 (en) | Condensing mechanism, solar power generation device and window structure | |
| US8338693B2 (en) | Solar arrays and other photovoltaic (PV) devices using PV enhancement films for trapping light | |
| US8921681B2 (en) | Photovoltaic (PV) enhancement films or protective covers for enhancing solar cell efficiences | |
| US8101850B2 (en) | Asymmetric parabolic compound concentrator with photovoltaic cells | |
| US20160155873A1 (en) | Flexible photovoltaic module | |
| EP3029744B1 (en) | Solar module comprising holographic reflecting concentrating optics | |
| CA2738647A1 (en) | Solar collector panel | |
| JP3818651B2 (en) | Solar power system | |
| CN201029095Y (en) | Light-collecting type photovoltaic battery component | |
| KR20110087615A (en) | Concentrated solar cell module | |
| US20100275902A1 (en) | Photovoltaic and thermal energy system | |
| RU201526U1 (en) | Holographic film based on prismacons | |
| Hebrink | Durable polymeric films for increasing the performance of concentrators | |
| CN101771368A (en) | Grading-utilization solar condensing power generation device | |
| CN102201477B (en) | Solar concentrating method and device based on periodic microstructure | |
| JP2010169981A (en) | Solar lens and solar light utilizing device | |
| KR101217247B1 (en) | condensing type solar cell | |
| RU2555197C1 (en) | Device for converting solar energy | |
| CN219576993U (en) | Double-sided photovoltaic power generation system | |
| EP4354523A1 (en) | Semi-transparent bifacial photovoltaic module with rear irradiance concentrators | |
| CN201570996U (en) | Solar sun-tracking device | |
| TWI583124B (en) | Light collecting module | |
| CA3205662A1 (en) | Photovoltaic solar module | |
| US20140247498A1 (en) | Compact concentrator assembly | |
| WO2013095120A1 (en) | Solar concentrator system |