RU2137054C1 - Энергетическая гелиоустановка - Google Patents

Энергетическая гелиоустановка Download PDF

Info

Publication number
RU2137054C1
RU2137054C1 RU96118275A RU96118275A RU2137054C1 RU 2137054 C1 RU2137054 C1 RU 2137054C1 RU 96118275 A RU96118275 A RU 96118275A RU 96118275 A RU96118275 A RU 96118275A RU 2137054 C1 RU2137054 C1 RU 2137054C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mirror
solar
plant according
receiver
solar energy
Prior art date
Application number
RU96118275A
Other languages
English (en)
Other versions
RU96118275A (ru
Inventor
Амнон Югев
Владимир Крупкин
Майкл Эпштейн
Original Assignee
Еда Рисерч энд Дивелопмент Ко Лтд.
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 Еда Рисерч энд Дивелопмент Ко Лтд. filed Critical Еда Рисерч энд Дивелопмент Ко Лтд.
Publication of RU96118275A publication Critical patent/RU96118275A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2137054C1 publication Critical patent/RU2137054C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/20—Solar heat collectors for receiving concentrated solar energy, e.g. receivers for solar power plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/79—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with spaced and opposed interacting reflective surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S50/00—Arrangements for controlling solar heat collectors
    • F24S50/20—Arrangements for controlling solar heat collectors for tracking
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S2023/87—Reflectors layout
    • F24S2023/872—Assemblies of spaced reflective elements on common support, e.g. Fresnel reflectors
    • 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
    • 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
    • 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
    • Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
    • 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
    • Y02E10/47—Mountings or tracking

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

Изобретение относится к энергетической гелиоустановке, в которой падающее солнечное излучение концентрируют зеркалом Френеля, образованным полем (6) концентрирующих зеркал (7), и концентрированное излучение фокусируют в приемнике солнечного излучения с помощью добавочного диэлектрического зеркала (12 ), расположенного на соответствующем уровне над солнечным коллектором, предназначенного для отражения концентрированного солнечного излучения в коллектор, причем в промежутке между диэлектрическим зеркалом (12) и приемником может быть множество неформирующих изображения вспомогательных концентраторов, расположенных в концентрических зонах. Приемник солнечного излучения может быть непосредственно присоединен к системе теплового аккумулятора. Использование в качестве добавочного зеркала диэлектрического зеркала упрощает конструкцию и обслуживание. 26 з.п.ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится к энергетическим гелиоустановкам, содержащим концентратор солнечного излучения, соединенный с преемником солнечной энергии высокой мощности.
Гелиотехнология помогает обеспечивать получение конкурентоспособной и экологически чистой энергии для множества случаев промышленного применения. Эффективность преобразования солнечной энергии в полезное тепло или электрическую энергию в значительной степени зависит от яркости излучения, достигаемой на входной поверхности приемника солнечной энергии, а также от отражения, затенения и других потерь и от доступной концентрации солнечной энергии.
Конверсия в космосе и термодинамика устанавливают теоретический предел концентрации солнечного излучения, которого можно достичь с помощью какого-либо оптического устройства (Р.Винстон и др. Approaching the irradiance of the surface of the sun, "Solar Thermal Technology, Proc. 4th Intern. Symposium, Santa Fe, N.M., pp. 579- 587, 1988). Этот предел выражается с помощью уравнения
Figure 00000002

где Cmax - максимально достижимая концентрация, n - показатель преломления поверхности мишени, а α - половина угла падения солнечного излучения. Этот теоретический предел получен при допущении, что площадь мишени достаточно велика, чтобы собрать весе концентрируемого излучения.
Концентрации, которые могут быть практически получены обычными формирующими изображение фотоприемниками, не достигают предела вследствие аберраций. Например, параболическое зеркало позволяет получить совершенное изображение на оси, но вне оси изображение становится нерезким и уширяется.
При освобождении от требований формирования изображения в тех случаях применения, где не требуется формирования изображения, могут быть достигнуты намного более высокие концентрации. Известны не формирующие изображения оптические системы, обеспечивающие возможность концентрации излучения, которая близка к термодинамическому пределу, и по этой причине такие системы часто используют в мощных концентраторах.
В практике получения высоких концентраций солнечного излучения используют, как правило, двухступенчатую оптическую систему, которая содержит (главный), формирующий изображение, концентратор первой ступени, который переориентирует падающее солнечное излучение к фокальной точке, и (вспомогательный), не формирующий изображения концентратор второй ступени, который направляет концентрированное солнечное излучение на поглотитель солнечного излучения приемника солнечного излучения. Вспомогательный концентратор размещен вблизи фокальной точки главного концентратора и обеспечивает прием всей переориентированной солнечной энергии, а также высокую яркость на входе приемника. Общая концентрация для двухступенчатой системы является произведением концентраций, получаемых с помощью главного концентратора и концентратора, не формирующего изображения
Figure 00000003

где C - достижимый коэффициент концентрации, Cp - коэффициент концентрации главного концентратора, а α и β - максимальные углы распределения входящего и выходящего излучения.
На размеры и эффективность системы большое влияние оказывает природа главного концентратора. Этот формирующий изображение концентратор первой ступени часто может быть в виде параболического или сферического зеркала. Концентрация, обеспечиваемая посредством параболоидного гелиоконцентратора, может быть вычислена с помощью следующего уравнения
Figure 00000004

где Cp - коэффициент концентрации для параболоидного гелиоконцентратора, α - максимальный угол распределения входящего излучения, r - радиус параболоидного гелиоконцентратора, h - фокусное расстояние, то есть расстояние от параболоидного гелеоконцентратора до фокальной плоскости. Как правило, концентрация, достигаемая параболоидным гелиоконцентратором, на 25% меньше термодинамического предела.
В стремлении получить величину концентрации входящего солнечного излучения, близкую к термодинамическому пределу, были сделаны попытки использовать в качестве главного концентратора зеркальный (отражательный) телескоп, например, отражательный телескоп Кассегрена (W.Zirtel,"design Studies for Solar Pumpe Lasers", DFVLR-FB 87-39, Stuttgart, 1987). Однако такой телескоп, образованный с помощью параболического основного зеркала и гиперболического вспомогательного зеркала, имеет очень низкие аберрации только для очень узкого (малого) угла восприятия. По этой причине, для обеспечения концентрации высокой мощности такой телескоп должен следить за солнцем (следовать за солнцем), что практически является невозможным для такого вида системы, у которой размер основной отражательной пощади может быть порядка десятков или даже сотен тысяч квадратных метров.
Для стационарных приемников в качестве главного концентратора часто выбирают зеркало Френеля (M.Epstein, "Central receiver facility at tne Weizmann Institute of Science", Solar thermal central receiver systems, Proc.III Intern. Workshop, Springer-Verlag, Berlin, FRG, pp. 187-197, 1986, M. Epstein. "Beam quality and tracking accuracy results of the Weizmann Institute of Science Heliostats", Proc. 4th Intern. Symp. On Research, Development and Applications of Solar Thermal Technology, New York, pp. 108 111, 1990).
Были разработаны различные типы зеркал Френеля. Двумерные (2-D) зеркала Френеля с фокальными линиями были разработаны для использования в промышленных установках, трехмерные (3-D) зеркала Френеля с фокальными точками, называемые, как правило, полем гелиостатов, нашли применение в связи с центральными приемниками солнечной энергии и солнечными башнями, в частности в системах, мощность которых достигает порядка нескольких мегаватт, так как они могут работать при более высоких потоках энергии и температурах, позволяя достигать высоких эффективностей преобразования. Поле гелиостатов состоит из множества программно-управляемых зеркал, которые переориентируют солнечное излучение в направлении к вспомогательному концентратору, расположенному в области фокальных точек, как правило, расположенных на центральной солнечной башне, и с последующим объемным центральным приемником. Коэффициент концентрации поля гелиостатов может быть вычислен с помощью следующего уравнения
Figure 00000005

где Cj - коэффициент концентрации полей гелиостатов, Cp - коэффициент концентрации отдельного составляющего параболического или сферического зеркала поля, h - фокусное расстояние поля гелиостата, а r - радиус поля. Вследствие эффектов затенения, даже когда солнце остается в зените, и поскольку площадь переориентированного солнечного излучения меньше отражательной площади гелиостатов, а совокупная площадь гелиостатов меньше общей площади поля гелиостатов, достижимая концентрация поля гелиостатов меньше концентрации параболоидного гелиоконцентратора и как правило не превышает 21%. Из приведенных выше уравнений очевидно, что, чем больше фокусное расстояние концентратора или, чем больше отношение h/r, тем выше достигаемая концентрация. Таким образом, для улучшения общей концентрации фокусное расстояние поля гелиостатов, которое фактически определяет высоту солнечной башни, должно быть как можно больше.
В энергетической гелиоустановке мощностью 100 МВт высота солнечной башни составляет 100 м и более. По этой причине, вспомогательный концентратор и связанный с ним центральный приемник солнечного излучения, а также некоторые компоненты систем преобразования энергии должны быть установлены на верхней части башни. Это требование вызывает необходимость решения трудных и дорогостоящих инженерных проблем, которые отягчаются проблемами затенения, возникающими вследствие того, что солнечное излучение достигает вспомогательного концентратора снизу. Фокусные расстояния гелиостатов часто превышают 300 м для солнечной области при высокой солнечной башне, что ведет к значительным аберрациям и потерям концентрации (L. L. Vant Hull, M.E.Izogon and C>L.Pitman, "Results of a heliostat field: receiver analysis for Solar Two", Proceedings of the ACME International Solar Energy Conference, Washington, D.C. , pp. 2243-2251, May 1993).
Суммируя сказанное выше, энергетические гелиоустановки высокой мощности, имеющие систему концентрации поля гелиостатов и центральный приемник солнечного излучения на верхней части высокой башни, необязательно в связи с вспомогательным концентратором, имеют серьезные проблемы, связанные с конструкцией и эффективностью функционирования главного концентратора.
Эти проблемы в прошлом уже были признаны и была сделана попытка решить их с помощью предложенной так называемой концепции "башенного зеркала" (A. Rabl, "Technical Note. Tower reflector for solar power pkant", Solar Energy, Vol. 18, pp. 269 - 271, 1976). В соответствии с этой концепцией энергетическая гелиоустановка, содержащая приемник солнечного излучения и поле гелиостатов, установленное на основной плоскости и имеющее фокальную точку, расположенную над указанной основной плоскостью, предусмотрена с добавочным плоским зеркалом Френеля, установленным на солнечной башне вблизи от фокальной точки, в соответствии с чем концентрированное излучение, отраженное добавочным зеркалом, переориентируют на приемник солнечного излучения, расположенный вблизи основной плоскости. Для улучшения концентрации излучения, достигаемой этой системой, используют пораболоторический фокон, устанавливаемый в окрестности приемника. Таким образом, из-за использования башенного зеркала приемник солнечного излучения и любое связанное оборудование могут быть установлены вблизи основной плоскости, а не на верхней части высокой башни.
Однако, как признано в работе А.Рабла, в связи с необходимостью избегать перегрева башенного зеркала, которое должно быть подвергнуто воздействию концентрированного солнечного излучения 100 солнц или даже более, существуют серьезные проблемы. При использовании зеркала обычной конструкции, основанной на применении металлических слоев, значительное количество этой энергии будет поглощено зеркалом, требующим интенсивного охлаждения, что очень затруднительно и обременительно при больших высотах башни. Для решения проблемы перегрева Рабл предлагает, чтобы элементы башенного зеркала Френеля были в форме прямоугольных призм с общим внутренним отражением. При такой конструкции башенное зеркало энергетической гелиоустановки будет иметь относительно большие размеры и очень большую массу. Кроме того, при башенном зеркале в форме плоского зеркала Френеля будут иметь место явления затенения и загораживания, вызывающие ухудшение главной концентрации, потери солнечного излучения и, следовательно, более низкую эффективность преобразования гелиоустановки. Наконец, стоимость такого устройства была бы непомерно высока. Все эти недостатки делают конструкцию, предложенную Раблом, не имеющей практического применения, и можно объяснить, почему до настоящего времени концепция башенного зеркала не нашла практического применения.
Целью настоящего изобретения является обеспечение высокоэффективной энергетической гелиоустановки, имеющей башенное зеркало, в которой отсутствуют указанные недостатки.
В описании настоящего изобретения и формуле изобретения термин "диэлектрическое зеркало" означает сложный корпус, имеющий прозрачную подложку, на которую нанесено множество относительно тонких слоев, сформированных из диэлектрических материалов, прозрачных по меньшей мере для части спектра, причем при освещении зеркала излучением ограниченного спектрального распределения, оно обеспечивает эффект интегрального отражения. Как правило, диэлектрическое зеркало функционирует как светоделитель, пропускающий по существу все неотраженное излучение. Требуемое количество неотраженной энергии может быть достигнуто путем правильного выбора индексов преломления материалов, толщин, числа и последовательности нанесения слоев. Для улучшения светоделения приходится существенно ограничивать распределение углов падения излучения.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения обеспечивается энергетическая гелиоустановка для преобразования солнечного излучения в полезную энергию, содержащая зеркало Френеля, состоящее из множества концентрирующих зеркал, установленных на основной плоскости и имеющих фокальную точку над указанной основной плоскостью, удаленную от зеркала Френеля на фокусное расстояние, по меньшей мере один приемник солнечного излучения, размещенный вблизи указанной основной плоскости, и добавочное зеркало, установленное над указанным зеркалом Френеля вблизи фокальной точки, в соответствии с чем концентрированное солнечное излучение, отраженное зеркалом Френеля, переориентируют в указанный по меньшей мере один приемник солнечного излучения, отличающаяся тем, что указанное добавочное зеркало выполнено в виде диэлектрического зеркала, в соответствии с чем избегают проблемы его перегрева.
Светоделительная способность диэлектрического зеркала делает его коэффициент поглощения пренебрежимо малой величиной и, следовательно, исключает необходимость охлаждающего устройства. Как указано выше, для обеспечения возможности применения диэлектрического зеркала пришлось ограничить спектральное распределение излучения. При использовании энергетической гелиоустановки настоящего изобретения это требование удовлетворено благодаря тому, что концентрирующие зеркала Френеля, используемые, как правило, в энергетических гелиоустановках такого типа, к которому относится настоящее изобретение, являются серебряными зеркалами, которые отсекают значительную коротковолновую часть солнечного излучения.
При необходимости может быть изготовлено диэлектрическое зеркало для обеспечения очень высокого по существу полного отражения излучения, причем все потери составляют потери при распространении. В альтернативном варианте диэлектрическое зеркало может быть предусмотрено с металлическим задним покрытием. В этом случае слои диэлектрического зеркала предназначены для обеспечения отражения большей части излучения, которая будет поглощена этим металлическим покрытием.
В предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения диэлектрическое зеркало является неплоским зеркалом, в котором каждый сектор подвержен действию ограниченного диапазона углов. Таким образом, обеспечивается ограниченное распределение углов падения излучения, в соответствии с чем увеличивается эффективность зеркала. Предпочтительно, чтобы зеркало было выпуклым зеркалом, установленным перед фокальной точкой. Однако оно может быть вогнутым так, чтобы быть устанавливаемым за фокальной точкой.
Использование добавочного зеркала в виде диэлектрического зеркала позволяет обеспечить конструкцию, соответствующую специальным потребностям. Таким образом, зеркало может иметь цветное покрытие или цветное покрытие избирательного диапазона, например, полосы пропускания.
Добавочное зеркало может быть сделано как одно целое или собрано из сегментов. Оно может быть также зеркалом типа зеркала Френеля.
В предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения зеркало Френеля энергетической гелиоустановки имеет поле гелиостатов, причем по меньшей мере некоторые из концентрирующих зеркал следят за солнцем.
При необходимости установка, соответствующая настоящему изобретению, может содержать вспомогательный концентратор, расположенный между указанным добавочным зеркалом и указанным по меньшей мере одним приемником солнечного излучения.
Предпочтительно, чтобы вспомогательный концентратор был неформирующим изображения, например, пораболоторическим фоконом или простым концентратором краевых лучей, например, таким, как описан в работе Х.Рейса и Р.Винстона "Tailored edge-ray reflectors for illumination", I. Opt. Soc. Am., May 1993; в работе Дж. М. Гордона и Х.Рейса "Tailored Edge Ray Concentrators as ideal stages for Fresnel reflectors", Applied Optics, Vol. 32, N 13, pp. 2243-2251, May 1993. В альтернативном варианте вспомогательный концентратор может быть формирующим изображение.
Предпочтительно, чтобы основная плоскость, на которой расположено поле гелиостатов, было наклонено относительно горизонтали, в соответствии с чем уменьшается угол, который падающее солнечное излучение образует с нормалью к основной поверхности.
При необходимости приемник может быть расположен на некотором расстоянии от зеркала Френеля, а добавочное зеркало в этом случае должно быть отклонено для переориентации излучения на приемник.
При необходимости указанный по меньшей мере один приемник солнечного излучения в установке, соответствующей настоящему изобретению, может быть связан с тепловым двигателем и с электрогенератором, в соответствии с чем эта установка становится гелиоэлектрической станцией. В том случае, если требуется аккумулирование энергии, приемник, соответствующий настоящему изобретению, может быть связан с соответствующей аккумулирующей системой, например, с баком теплового аккумулятора. При необходимости приемник солнечного излучения может быть в виде бака теплового аккумулятора. Таким образом, отпадает необходимость в дорогих и энергоемких коммуникационных системах, которые потребовались бы, если бы центральный приемник солнечного излучения был установлен на башне.
В альтернативном варианте указанный по меньшей мере один приемник солнечного излучения может быть связан со средством для отвода полезного тепла; или быть сконструирован как химический реактор, как фотоэлектрическая система, как лазерное устройство с накачкой концентрированным солнечным излучением и так далее.
В предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения отношение расстояния добавочного зеркала от указанной фокальной точки к фокусным расстояниям поля гелиостатов находится в диапазоне от приблизительно 1 : 5 до примерно 1 : 10.
Предпочтительно, чтобы отношение диаметров добавочного зеркала и поля гелиостатов составляло приблизительно 1 : 10.
В установке, соответствующей настоящему изобретению, может быть использовано более одного приемника. Например, добавочный приемник солнечного излучения может быть расположен за указанным добавочным зеркалом в области фокальной точки поля гелиостатов.
Установка, соответствующая настоящему изобретению, при необходимости может содержать по меньшей мере одно дополнительное зеркало, размещенное между указанным добавочным зеркалом и по меньшей мере одним из указанных приемников солнечного излучения. Дополнительное зеркало может быть светоделителем или быть изготовленным так, чтобы быть цветоизбирательным. Дополнительное цветоизбирательное зеркало может обеспечивать различные полосы пропускания для различных приемников солнечного излучения.
По этой причине может быть сделан вывод, что вследствие того, что добавочное зеркало, соответствующее настоящему изобретению, выполнено в виде многослойной структуры, оно может иметь большое множество признаков, обеспечивающих возможность преобразования большей части солнечного излучения, падающего на зеркало, в полезную энергию и в соответствии с этим увеличивать эффективность энергетической гелиоустановки.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения обеспечивается энергетическая гелиоустановка для преобразования солнечного излучения, содержащая рабочую жидкость для отвода поглощенного тепла; зеркало Френеля, состоящее из множества концентрирующих зеркал, установленных на основной плоскости и имеющих фокальную точку над указанной основной плоскостью, удаленную от зеркала Френеля на фокусное расстояние; по меньшей мере один узел приемника солнечного излучения, расположенный вблизи указанной основной плоскости и удерживающий указанную рабочую жидкость и добавочное зеркало, установленное над указанным зеркалом Френеля вблизи указанной фокальной точки, в соответствии с чем концентрированное солнечное излучение, отраженное зеркалом Френеля, переориентируют на указанный по меньшей мере один узел приемника солнечного излучения, отличающаяся тем, что содержит в промежутке между указанным добавочным зеркалом и указанным по меньшей мере одним приемником солнечного излучения множество не формирующих изображения вспомогательных концентраторов, расположенных в концентрических зонах, причем каждый вспомогательный концентратор связан со специальной апертурой в указанном узле приемника, в соответствии с чем внутри приемника образуются концентрические зоны различных температур, и рабочая жидкость постепенно нагревается при прохождении от самой дальней зоны, имеющей наименьшую температуру к самой внутренней зоне, имеющей самую высокую температуру.
В одном варианте воплощения узел приемника содержит множество модулей приемника, причем каждый имеет одну апертуру.
В другом варианте воплощения узел приемника содержит один общий модуль с множеством апертур.
В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения обеспечивается энергетическая гелиоустановка, содержащая зеркало Френеля в виде поля гелиостатов, установленных на основной плоскости и имеющих фокальную точку над указанной плоскостью, удаленную от зеркала Френеля на фокусное расстояние; по меньшей мере один приемник солнечного излучения, расположенный вблизи указанной основной плоскости, и добавочное зеркало, установленное на башне вблизи указанной фокальной точки, в соответствии с чем концентрированное солнечное излучение, отраженное зеркалом Френеля, переориентируется на указанный по меньшей мере один приемник солнечного излучения, отличающаяся тем, что установка содержит средство текущего контроля смещения указанного дополнительного зеркала, которое может быть в виде лазерного сканирующего устройства или телевизионной системы формирования (сигналов) изображения, и средство для динамической регулировки гелиостатов, чтобы следить за смещением зеркала, в соответствии с чем предотвращают любое ухудшение функционирования установки вследствие смещения зеркала.
В соответствии с другим дополнительным вариантом воплощения настоящего изобретения обеспечивается энергетическая гелиоустановка для преобразования солнечного излучения в тепло, содержащая зеркало Френеля, состоящее из множества концентрирующих зеркал, установленных на основной плоскости и имеющих фокальную точку над указанной основной плоскостью, удаленную от зеркала Френеля на фокусное расстояние; по меньшей мере один приемник солнечного излучения, расположенный вблизи указанной основной плоскости, и дополнительное зеркало, установленное над указанным зеркалом Френеля вблизи указанной фокальной точки, в соответствии с чем концентрированное солнечное излучение, отраженное зеркалом Френеля, переориентируют на указанный по меньшей мере один приемник солнечного излучения, отличащаяся тем, что указанный приемник непосредственно присоединен к устройству теплового аккумулятора.
Для более хорошего понимания настоящее изобретение далее будет описано (только с целью пояснения) со ссылкой на сопроводительные чертежи, где
фиг. 1 - схематическая иллюстрация сечения обычной энергетической гелиоустановки с центральным приемником солнечного излучения;
фиг. 2 - схематическая иллюстрация одного варианта воплощения гелиоустановки, соответствующей настоящему изобретению;
фиг. 3 - схематическая иллюстрация другого варианта воплощения гелиоустановки, соответствующей настоящему изобретению;
фиг. 4 - схематическая иллюстрация еще одного варианта воплощения гелиоустановки, соответствующей настоящему изобретению; и
фиг. 5 - схематическая иллюстрация дополнительного варианта воплощения гелиоустановки, соответствующей настоящему изобретению;
На фиг. 1 показан предшествующий уровень техники преобразования солнечного излучения в полезную энергию, в котором центральный приемник солнечного излучения установлен в верхней части солнечной башни.
Как показано, поле 1 гелиостатов, содержащее множество зеркал 2, которые могут быть, например, в виде параболических зеркал, отражает концентрированное солнечное излучение к приемнику 3 солнечного излучения, установленного в фокальной области поля 1 гелиостатов в верней части башни 4. Приемник 3 солнечного излучения, как правило, связан с вспомогательным концентратором и с оборудованием для извлечения полезного тепла, генерируемого в приемнике, или для другого применения концентрированного излучения.
На фиг. 2 показан один вариант воплощения гелиоустановки, соответствующей настоящему изобретению. Как показано, поле 6 гелиостатов, состоящее из множества концентрирующих зеркал 7, например, параболических зеркал, установлено в основной плоскости 8. Фокальная точка поля гелиостатов указана ссылочным номером 9.
Приемник 11 солнечного излучения установлен немного выше основной плоскости 8 ниже фокальной точки 9, так что его ось совпадает с осью симметрии 10 гелиоустановки. Выше приемника 11 и немного ниже фокальной точки 9 установлено добавочное зеркало 12. Предпочтительно, чтобы отношение расстояния добавочного зеркала 12 от фокальной точки 9 к фокусному расстоянию поля гелиостатов составляло от 1:5 до 1:10.
Добавочное зеркало 12 предпочтительно является выпуклым зеркалом, в частности гиперболическим зеркалом, имеющим диаметр, составляющий приблизительно 10%, а площадь - примерно 1% поля гелиостатов. В альтернативном варианте добавочное зеркало 12 может быть установлено за фокальной точкой 9 и может быть вогнутым. Добавочное зеркало может быть выполнено в виде одного элемента или быть собрано из сегментов. Оно может быть также зеркалом Френеля.
Как показано, падающее солнечное излучение 13 концентрируют с помощью поля 6 гелиостатов в направлении фокальной очки 9 и отражают посредством добавочного зеркала 12 так, чтобы переориентировать на приемник 11 солнечного излучения.
Как будет описано подробно далее, добавочное зеркало, соответствующее настоящему изобретению, выполнено в виде диэлектрического зеркала, сконструированного таким образом, чтобы его поглощение излучения было пренебрежимо мало, давая возможность зеркалу подвергаться воздействию высококонцентрированного излучения, отраженного полем гелиостатов.
Вариант воплощения, показанный на фиг. 3, аналогичен варианту воплощения, иллюстрируемому на фиг. 2, и в этом случае содержит поле 14 гелиостатов, установленное на основной плоскости 15 и содержащее множество концентрирующих зеркал 16, например, параболических зеркал.
Поле 14 гелиостатов имеет фокальную точку 17, расположенную на оси симметрии 18.
Немного выше основной плоскости 15 расположен узел 19, содержащий вспомогательный концентратор 20 и приемник 21 солнечного излучения. В промежутке между вспомогательным концентратором 20 и фокальной точкой 17 вблизи последней установлено добавочное зеркало 22, которое переориентирует концентрированное солнечное излучение, приходящее от поля 14 гелиостатов на вспомогательный концентратор 20, который, в свою очередь, направляет дополнительно сконцентрированное солнечное излучение на приемник 21 солнечного излучения. Падающее солнечное излучение указано ссылочным номером 23.
Необходимо отметить, что поле гелиостатов может быть установлено на основной плоскости, наклоненной в направлении к падающему солнечному излучению так, чтобы уменьшить угол, который последнее образует с нормалью к основной плоскости. Кроме того, в случае наклонной основной плоскости сами отдельные гелиостаты могут быть уменьшены, в соответствии с чем уменьшают затенение и абберации.
В вариантах воплощения, показанных на фиг. 2 и фиг. 3, добавочное зеркало и приемник солнечного излучения, а в случае варианта воплощения, показанного на фиг. 3, также вспомогательный концентратор установлен симметрично относительно поля гелиостатов. На фиг. 4 схематически иллюстрируется другой вариант воплощения, в котором добавочное зеркало и приемник установлены асимметрично. Как показано, поле 25 гелиостатов, содержащее множество концентрирующих зеркал 26, например, параболических зеркал, установлено на основной плоскости 27, причем конструкция поля гелиостатов такова, что фокальная точка 28 расположена не в центре, а так, как показано, и, следовательно, приемник 31 солнечного излучения также расположен не в центре. Добавочное зеркало 30, например, в виде сегмента гиперболоида со смещенной осью, установлено так, как показано, смещенным от вертикали, которая ведет от фокальной точки 28 к вспомогательнмоу концентратору 29 и соответствующему приемнику 31 солнечного излучения.
Асимметричное устройство, показанное на фиг. 4, имеет то преимущество, что оно дает возможность устанавливать зеркала 26 поля 25 гелиостатов так, чтобы оси зеркал были ориентированы в направлении к солнцу, и солнечное излучение падало на эти зеркала по существу перпендикулярно к поверхности. Размеры конструкции, на которой установлены вспомогательный концентратор 29 и приемник 31 солнечного излучения, в этом случае увеличены по сравнению с размерами вариантов воплощения, показанными на фиг. 2 и 3, вследствие увеличения фокусных расстояний. Ниже в качестве примера приведены возможные размеры устройства.
Радиус поля гелиостатов - 100 м
Фокусные расстояния - приблизительно 100м
Радиус зеркала 30 - 10 м
Расстояние зеркала 30 от фокальной точки 28 - 9 м
Расстояние между зеркалом 30 и основной плоскостью 27 - 66 м
Расстояние вспомогательного концентратора 29 от основной плоскости - 25 м
Максимальный размер изображения солнца, которое будет сформировано вокруг фокальной точки 28 полем 25 гелиостатов при отсутствии добавочного зеркала 30, составит 2,5 м, в то время как размер изображения, фактически получаемого с помощью добавочного зеркала 30, составляет 5,2 м, то есть более чем в два раза больше. С помощью вспомогательного концентратора 29 это изображение затем уменьшают до размера приблизительно 1 м.
При необходимости соответствующая настоящему изобретению энергетическая гелиоустановка может иметь размеры, которые больше размеров указанных в приведенном выше примере. Таким образом, радиус добавочного зеркала может составлять даже приблизительно 25 м. Однако, если такое большое зеркало устанавливают на высокой солнечной башне (100 м и более), оно без сомнения будет подвержено воздействию олень больших ветровых нагрузок, которые могут вызвать сильное раскачивание башни, приводящее к значительным смещениям зеркала относительно поля гелиостатов. Чтобы избежать ухудшения концентрации и потерь излучения, энергетическую гелиоустановку предусматривают со средствами для текущего контроля и измерения этих смещений и для динамической регулировки точки визирования гелиостатов так, чтобы достигнуть существенной компенсации этих смещений. Средство текущего контроля может быть в виде лазерного сканера или телевизионной системы формирования (сигналов) изображения.
В варианте воплощения, показанном на фиг. 5, приемник 32 солнечного излучения находится на значительном расстоянии от поля 33 гелиостатов, а добавочное зеркало 34 отклонено так, чтобы переориентировать излучение к указанному удаленному приемнику 32. Этот вариант воплощения может быть особенно полезным в том случае, если гелиоустановка, связанная с приемником 32, должна быть расположена в удаленном месте, где используют эту энергию.
Как уже было указано в отношении добавочного зеркала, например, зеркала 12, показанного на фиг. 2, зеркала 22, показанного на фиг. 3, зеркала 30, показанного на фиг. 4, и зеркала 34, показанного на фиг. 5, что в соответствии с настоящим изобретением его используют в виде диэлектрического зеркала. Это зеркало, как правило, имеет такую конструкцию, чтобы излучение, которое не отражается зеркалом, проходило через него. Правильным выбором материала, толщины, числа и последовательности нанесения слоев, который, как правило, делают с помощью компьютера, зеркало может быть обеспечено требуемой степенью отражения и множеством характерных свойств. Таким образом, зеркало предпочтительно выполняют в виде подложки, изготовленной из прозрачного материала (например, стекла или кварца), покрытой множеством прозрачных тонких слоев, составляющих покрытие, обладающее высокой отражательной способностью. В этом случае зеркало функционирует как светоделитель. Тепло излучения, прошедшего через добавочное зеркало может быть отведено и использовано для нагрева рабочей жидкости. В этом случае часть уловленного излучения, которая проходит через дополнительное зеркало, может быть использована для технологических процессов, в которых используют излучение низкой концентрации. В альтернативном варианте добавочное зеркало может быть по существу отражательным, так что все потери будут потерями при распространении или оно может содержать заднее металлическое покрытие с отражательной способностью, усиленной сочетанием диэлектрических слоев, причем в этом случае избегают необходимости принудительного охлаждения и естественной конвекции воздуха может оказаться достаточно.
Диэлектрическому зеркалу может быть придано несколько характерных признаков с тем, чтобы оно одновременно могло служить для нескольких целей. При необходимости зеркало может быть сделано избирательным и предназначенным для отражения, например, только коротковолнового или в другом варианте длинноволнового излучения. Коротковолновое излучение может быть использовано в процессах квантовой конверсии, а длинноволновое излучение может быть использовано в процессах тепловой конверсии. В случаях, если излучение преобразуют непосредственно в полезную энергию, то предпочтительно использовать для такого преобразования только ту фракцию солнечного спектра, которая эффективна для указанной конверсии, и удалить или лучше использовать остальное излучение для других целей. Типовыми примерами такого прямого преобразования являются фотоэлектрические системы для прямого производства электричества, лазеры с солнечной накачкой для прямого формирования лазерного луча, фотохимические реакторы и так далее.
Для оптимизации эффективности преобразования во многих случаях применения предпочтительно использовать цветоизбирательное добавочное зеркало полосно-пропускающего типа, то есть способное отбирать специфические спектральные полосы концентрированного солнечного излучения, которые могут быть выбраны так, чтобы увеличить эффективность преобразования солнечного излучения. Например, в фотоэлектрических системах эффективность преобразования более 30% может быть достигнута отбором концентрированного солнечного излучения полосы пропускания 0,4 - 0,9 мкм. В другом примере, где концентрированное солнечное излучение используют для оптической накачки лазерных устройство, предпочтительно отбирать полосу пропускания солнечного спектра, которая соответствует длине волны поглощения, которая в случае лазера на иттрий-алюминиевом гранате с неодимом составляет 0,7-0,9 мкм.
При необходимости в гелиоустановке, соответствующей настоящему изобретению, может быть использовано более одного приемника. В случае добавочного зеркала, являющегося зеркалом типа светоделителя, в области фокальной точки для гелиостатов за светоделителем, имеющем средства для преобразования пропускаемой части концентрированного излучения в полезное тепло, электричество, системы теплового аккумулятора и так далее, может быть установлен добавочный вспомогательный концентратор и/или приемник.
Дополнительные зеркала могут быть расположены между добавочным зеркалом и любым из приемников так, чтобы обеспечить многоступенчатое светоделение, выбор спектральных полос и так далее, что может быть особенно полезно при большом поле гелиостатов.
Необходимо отметить, что световое распределение изображения, полученного в фокальной точке системы, не является гомогенным, имеющим максимум в центре изображения и медленно уменьшающимся к краям. Это явление может быть использовано в термодинамических циклах, где рабочую жидкость постепенно нагревают от низкой температуры до максимальной температуры. В этом случае вспомогательный концентратор, например, концентратор 20, показанный на фиг. 3, и концентратор 29, показанный на фиг. 4, может содержать множество неформирующих изображения концентраторов, расположенных в концентрических зонах. В этом случае приемник 11, 21 или 31 имеет множество апертур или лучше сформирован как узел, состоящий из множества приемников, причем каждый приемник имеет одну апертуру. Каждый концентратор соединен с соответствующей апертурой. Рабочая жидкость постепенно нагревается благодаря прохождению от наружных зон, имеющих наименьшую температуру, к внутренним зонам, имеющим наибольшую температуру.
Настоящее изобретение может быть использовано для эффективной передачи потоков высокой мощности (отдельно или одновременно) различными приемникам, например, лазерам, фотоэлектрическим системам, полупроводниковым устройствам, флюоресцирующим устройствам, химическим реакторам, теплообменникам, тепловым двигателям и так далее.
Настоящее изобретение особенно предпочтительно использовать с системами теплового аккумулятора, которые по своей природе должны быть установлены на уровне грунта. В этом случае, приемник энергетической гелиоустановки непосредственно соединен с системой теплового аккумулятора, исключая какую-либо потребность в устройствах для теплопередачи.

Claims (27)

1. Энергетическая гелиоустановка для преобразования солнечного излучения в полезную энергию, содержащая зеркало Френеля, состоящее из множества концентрирующих зеркал, установленных на основной плоскости, причем указанное зеркало Френеля является полем гелиостатов, в котором указанные концентрирующие зеркала следят за солнцем и имеют фокальную точку, удаленную от поля гелиостатов на фокусное расстояние, по меньшей мере один приемник солнечного излучения, расположенный вблизи указанной основной плоскости, и добавочное зеркало, установленное над указанным полем гелиостатов вблизи указанной фокальной точки, в соответствии с чем концентрированное солнечное излучение, отражаемое полем гелиостатов, переориентируют на указанный по меньшей мере один приемник солнечного излучения, отличающаяся тем, что указанное добавочное зеркало выполнено в виде диэлектрического зеркала, в соответствии с чем избегают перегрева добавочного зеркала.
2. Энергетическая гелиоустановка по п.1, отличающаяся тем, что добавочное зеркало имеет изогнутую форму с тем, чтобы гарантировать то, что распределение углов падения излучения существенно ограничено.
3. Энергетическая установка по п.2, отличающаяся тем, что добавочное зеркало является выпуклым зеркалом, установленным перед фокальной точкой.
4. Энергетическая гелиоустановка по п.2, отличающаяся тем, что добавочное зеркало является вогнутым зеркалом, устанавливаемым за фокальной точкой.
5. Энергетическая гелиоустановка по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что диэлектрическое зеркало является светоделителем, так что пропускается все неотраженное излучение.
6. Энергетическая гелиоустановка по любому из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что диэлектрическое зеркало обладает высокой отражательной способностью, так что все потери зеркала являются потерями при распространении.
7. Энергетическая гелиоустановка по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что диэлектрическое зеркало предусмотрено с задним металлическим покрытием, обладающим высокой отражательной способностью, и приспособлено увеличивать отражательную способность указанного покрытия.
8. Энергетическая гелиоустановка по любому из пп.1 - 7, отличающаяся тем, что диэлектрическое зеркало изготовлено цветоизбирательным.
9. Энергетическая гелиоустановка по п.8, отличающаяся тем, что цветоизбирательное диэлектрическое зеркало является зеркалом полосно-пропускающего типа.
10. Энергетическая гелиоустановка по любому из пп.1 - 9, отличающаяся тем, что диэлектрическое зеркало состоит из сегментов.
11. Энергетическая гелиоустановка по любому из пп.1 - 10, отличающаяся тем, что диэлектрическое зеркало является зеркалом типа зеркала Френеля.
12. Энергетическая гелиоустановка по любому из пп.1 - 11, содержащая вспомогательный концентратор, расположенный между указанным добавочным зеркалом и указанным по меньшей мере одним приемником солнечного излучения.
13. Энергетическая гелиоустановка по любому из пп.1 - 12, отличающаяся тем, что зеркало Френеля расположено в основной плоскости, которая наклонена относительно горизонтали, чтобы уменьшить угол между падающим солнечным излучением и нормалью к основной плоскости.
14. Энергетическая гелиоустановка по любому из пп.1 - 13, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один приемник дистанцирован от указанного зеркала Френеля, а указанное добавочное зеркало наклонено так, чтобы переориентировать излучение на указанный приемник.
15. Энергетическая гелиоустановка по любому из пп.1 - 14, содержащая средство для извлечения полезной энергии из указанного добавочного зеркала.
16. Энергетическая гелиоустановка по любому из пп.1 - 15, в которой указанный по меньшей мере один приемник солнечного излучения связан с тепловым двигателем и с электрогенератором или со средством для извлечения полезного тепла.
17. Энергетическая гелиоустановка по любому из пп.1 - 15, в которой указанный по меньшей мере один приемник солнечного излучения является лазером с солнечной накачкой, или химическим реактором, или фотоэлектрической системой.
18. Энергетическая гелиоустановка по любому из пп.1 - 15, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один приемник солнечного излучения связан с системой аккумулятора энергии.
19. Энергетическая гелиоустановка по любому из пп.1 - 15, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один приемник солнечного излучения является баком теплового аккумулятора.
20. Энергетическая гелиоустановка по любому из пп.1 - 19, отличающаяся тем, что отношение расстояния добавочного зеркала от указанной фокальной точки к фокусному расстоянию поля гелиостатов находится в диапазоне от приблизительно 1 : 5 до примерно 1 : 10.
21. Энергетическая гелиоустановка по любому из пп.1 - 20, отличающаяся тем, что содержит по меньшей мере два приемника солнечного излучения.
22. Энергетическая гелиоустановка по п. 21, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из указанных приемников солнечного излучения расположен в фокальной области указанного поля гелиостатов.
23. Энергетическая гелиоустановка по п.21 или 22, содержащая по меньшей мере одно дополнительное зеркало, размещенное между указанным добавочным зеркалом и по меньшей мере одним из указанных приемников солнечного излучения.
24. Энергетическая гелиоустановка по любому из пп.1 - 23, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один приемник содержит рабочую жидкость для отвода поглощенного тепла, а гелиоустановка - в промежутке между указанным добавочным зеркалом и указанным приемником множество неформирующих изображения вспомогательных концентраторов, расположенных в концентрических зонах, причем каждый вспомогательный концентратор связан со специальной апертурой в указанном приемнике, в соответствии с чем внутри приемника образуют концентрические зоны разных температур, и рабочая жидкость постепенно нагревается при прохождении от самой дальней, имеющей самую низкую температуру, к самой внутренней зоне, имеющей самую высокую температуру.
25. Энергетическая гелиоустановка по п.24, отличающаяся тем, что приемник содержит множество модулей приемника, причем каждый имеет одну апертуру.
26. Энергетическая гелиоустановка по п.24, отличающаяся тем, что приемник содержит один общий модуль с множеством апертур.
27. Энергетическая гелиоустановка по любому из пп.1 - 26, отличающаяся тем, что содержит средство для текущего контроля смещения указанного добавочного зеркала и средство для динамической регулировки гелиостатов с тем, чтобы следить за смещением зеркала, в соответствии с чем предотвращают любое ухудшение функционирования установки вследствие смещения зеркал.
RU96118275A 1994-02-01 1995-02-01 Энергетическая гелиоустановка RU2137054C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IL108506 1994-02-01
IL108506A IL108506A (en) 1994-02-01 1994-02-01 Solar energy plant
PCT/US1995/001217 WO1995021358A1 (en) 1994-02-01 1995-02-01 A solar energy plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96118275A RU96118275A (ru) 1998-12-10
RU2137054C1 true RU2137054C1 (ru) 1999-09-10

Family

ID=11065763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96118275A RU2137054C1 (ru) 1994-02-01 1995-02-01 Энергетическая гелиоустановка

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5578140A (ru)
EP (1) EP0742885A4 (ru)
CN (1) CN1147296A (ru)
AU (1) AU682255B2 (ru)
BR (1) BR9506671A (ru)
IL (1) IL108506A (ru)
NZ (1) NZ281054A (ru)
RU (1) RU2137054C1 (ru)
WO (1) WO1995021358A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2522376C2 (ru) * 2012-04-28 2014-07-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Солнечный модуль с параболоторическим концентратором в составе с двигателем стирлинга
RU2779610C1 (ru) * 2021-11-17 2022-09-12 Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Гелиоустановка для испытания материалов

Families Citing this family (117)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6674562B1 (en) 1994-05-05 2004-01-06 Iridigm Display Corporation Interferometric modulation of radiation
US5934271A (en) * 1994-07-19 1999-08-10 Anutech Pty Limited Large aperture solar collectors with improved stability
US7907319B2 (en) * 1995-11-06 2011-03-15 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and device for modulating light with optical compensation
AUPO429396A0 (en) * 1996-12-20 1997-01-23 Solsearch Pty Ltd Solar energy collector system
DE69723823T2 (de) * 1997-06-30 2004-05-27 European Atomic Energy Community (Euratom) Vorrichtung zur Projektion eines definierten Lichtbündels auf eine photoempfindliche Oberfläche
JP2951297B2 (ja) * 1997-10-15 1999-09-20 三鷹光器株式会社 太陽光集光システム
US8928967B2 (en) 1998-04-08 2015-01-06 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and device for modulating light
WO1999052006A2 (en) 1998-04-08 1999-10-14 Etalon, Inc. Interferometric modulation of radiation
US6178707B1 (en) 1998-08-13 2001-01-30 Daniel Emilio Bengtson Small skylight with non-tracking solar collector
US6510695B1 (en) * 1999-06-21 2003-01-28 Ormat Industries Ltd. Method of and apparatus for producing power
US6118067A (en) * 1998-11-20 2000-09-12 Swales Aerospace Method and apparatus for improved solar concentration arrays
IL127323A0 (en) 1998-11-30 1999-09-22 Yeda Res & Dev Solar energy plant
US6313391B1 (en) 1999-04-02 2001-11-06 Russell M. Abbott Solar power system using thermal storage and cascaded thermal electric converters
WO2003007049A1 (en) 1999-10-05 2003-01-23 Iridigm Display Corporation Photonic mems and structures
WO2001096791A1 (en) 2000-06-13 2001-12-20 Rotem Industries Ltd. High temperature solar radiation heat converter
US6620995B2 (en) * 2001-03-30 2003-09-16 Sergiy Victorovich Vasylyev Non-imaging system for radiant energy flux transformation
US6708687B2 (en) * 2001-06-12 2004-03-23 James B. Blackmon, Jr. Thermally controlled solar reflector facet with heat recovery
US6668820B2 (en) * 2001-08-24 2003-12-30 Solargenix Energy Llc Multiple reflector solar concentrators and systems
US6532953B1 (en) 2001-08-30 2003-03-18 The Boeing Company Geometric dome stowable tower reflector
US7607429B2 (en) * 2001-12-17 2009-10-27 Svv Technology Innovations, Inc. Multistage system for radiant energy flux transformation comprising an array of slat-like reflectors
US20030137754A1 (en) * 2001-12-17 2003-07-24 Vasylyev Sergiy Victorovich Multistage system for radiant energy flux transformation
US6686533B2 (en) 2002-01-29 2004-02-03 Israel Aircraft Industries Ltd. System and method for converting solar energy to electricity
US7388146B2 (en) * 2002-04-24 2008-06-17 Jx Crystals Inc. Planar solar concentrator power module
US7485799B2 (en) 2002-05-07 2009-02-03 John Michael Guerra Stress-induced bandgap-shifted semiconductor photoelectrolytic/photocatalytic/photovoltaic surface and method for making same
US8673399B2 (en) * 2002-05-07 2014-03-18 Nanoptek Corporation Bandgap-shifted semiconductor surface and method for making same, and apparatus for using same
US20080283121A1 (en) * 2002-05-07 2008-11-20 Nanoptek Corporation Bandgap-shifted semiconductor surface and method for making same, and apparatus for using same
JP3701264B2 (ja) * 2002-07-05 2005-09-28 三鷹光器株式会社 太陽光集光システム用のヘリオスタットおよびその制御方法
AU2002950395A0 (en) * 2002-07-26 2002-09-12 Juliette Harrington Solar magnetohydrodynamic power generation
CN100370194C (zh) * 2003-10-31 2008-02-20 赵小峰 太阳能汇聚利用装置
WO2005060009A1 (en) * 2003-12-18 2005-06-30 The University Of Sydney A beam splitter
EA008117B1 (ru) * 2003-12-31 2007-04-27 Зао Международная Гелиоэнергетическая Компания "Интергелиоэкогалактика" Устройство термопреобразования солнечной энергии
EP1816412A1 (en) * 2004-04-14 2007-08-08 Closed Joint-Stock Company "Mgk" "Intergelioecogalaxy" Method for solar energy thermal conversion
US7614397B1 (en) 2004-08-09 2009-11-10 Foi Group, Llc Solar energy storage system
US8359861B2 (en) * 2004-08-31 2013-01-29 Tokyo Institute Of Technology Solar heat collector, sunlight collecting reflector, sunlight collecting system and solar energy utilization system
US7710636B2 (en) * 2004-09-27 2010-05-04 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Systems and methods using interferometric optical modulators and diffusers
EP1851488A1 (en) * 2004-11-26 2007-11-07 The University Of Sydney A reflector and a receiver for a solar energy collection system
WO2007036937A2 (en) * 2005-09-27 2007-04-05 Ortal Alpert Directional light transmitter and receiver
CA2630309A1 (en) * 2005-11-17 2007-05-24 Verilite Ltd. Multiple heliostats concentrator
US7916980B2 (en) 2006-01-13 2011-03-29 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Interconnect structure for MEMS device
US7612285B2 (en) * 2007-01-08 2009-11-03 Edtek, Inc. Conversion of solar energy to electrical and/or heat energy
WO2008128237A1 (en) * 2007-04-15 2008-10-23 Brightsource Energy Heliostat and system
GB0707818D0 (en) * 2007-04-24 2007-05-30 Virk Kuldip Solar Collector
US8378280B2 (en) 2007-06-06 2013-02-19 Areva Solar, Inc. Integrated solar energy receiver-storage unit
EP2331792A2 (en) 2007-06-06 2011-06-15 Areva Solar, Inc Combined cycle power plant
US8544272B2 (en) 2007-06-11 2013-10-01 Brightsource Industries (Israel) Ltd. Solar receiver
WO2009023063A2 (en) * 2007-06-13 2009-02-19 Ausra, Inc. Solar energy receiver having optically inclined aperture
WO2009015219A1 (en) * 2007-07-23 2009-01-29 Brightsource Energy, Inc. Solar energy systems with reflecting and photovoltaic conversion means
US8490618B2 (en) 2007-07-26 2013-07-23 Brightsource Industries (Israel) Ltd. Solar receiver
US8365719B2 (en) * 2007-08-07 2013-02-05 Angeles Technologies, Inc. Multi-receiver heliostat system architecture
US20090056703A1 (en) 2007-08-27 2009-03-05 Ausra, Inc. Linear fresnel solar arrays and components therefor
US9022020B2 (en) 2007-08-27 2015-05-05 Areva Solar, Inc. Linear Fresnel solar arrays and drives therefor
CN101828145B (zh) 2007-10-19 2012-03-21 高通Mems科技公司 具有集成光伏元件的显示器
US8058549B2 (en) 2007-10-19 2011-11-15 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Photovoltaic devices with integrated color interferometric film stacks
US8104893B2 (en) * 2007-10-24 2012-01-31 Esolar, Inc. Calibration and tracking control of heliostats in a central tower receiver solar power plant
JP4612036B2 (ja) * 2007-10-31 2011-01-12 三井造船株式会社 ビームダウン方式太陽光採光装置
US8360051B2 (en) * 2007-11-12 2013-01-29 Brightsource Industries (Israel) Ltd. Solar receiver with energy flux measurement and control
US8001960B2 (en) 2007-11-12 2011-08-23 Brightsource Industries (Israel) Ltd. Method and control system for operating a solar power tower system
US20090126792A1 (en) * 2007-11-16 2009-05-21 Qualcomm Incorporated Thin film solar concentrator/collector
JP2011507306A (ja) 2007-12-17 2011-03-03 クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド 干渉裏側マスクを有する光起電力装置
JP4477057B2 (ja) * 2007-12-21 2010-06-09 三井造船株式会社 ビームダウン方式太陽熱発電装置
US20090194097A1 (en) * 2008-02-03 2009-08-06 Biogensys Methods and Mechanisms to Increase Efficiencies of Energy or Particle Beam Collectors
AU2009213563B2 (en) * 2008-02-14 2014-04-10 Brightsource Industries (Israel) Ltd. Devices, methods, and systems for control of heliostats
US20090205636A1 (en) * 2008-02-15 2009-08-20 Ron Gangemi Solar power collectors
JP4463308B2 (ja) * 2008-02-22 2010-05-19 三井造船株式会社 ハイブリッド太陽熱発電装置
US8033110B2 (en) * 2008-03-16 2011-10-11 Brightsource Industries (Israel) Ltd. Solar power generation with multiple energy conversion modes
US7845345B2 (en) * 2008-04-10 2010-12-07 Cheryl Glazer Solar-powered system and method for providing utilities
EP2289108B1 (en) * 2008-06-10 2017-05-10 Nanoptek Corporation Bandgap-shifted semiconductor surface and apparatus
US8345255B2 (en) * 2008-07-03 2013-01-01 Mh Solar Co., Ltd. Solar concentrator testing
US8931475B2 (en) * 2008-07-10 2015-01-13 Brightsource Industries (Israel) Ltd. Systems and methods for control of a solar power tower using infrared thermography
JP5229075B2 (ja) * 2008-07-28 2013-07-03 日本電気硝子株式会社 広帯域反射鏡
JP2010038370A (ja) * 2008-07-31 2010-02-18 Cosmo Oil Co Ltd マルチタワービームダウン式集光システムにおける太陽光の集光方法
US20110197877A1 (en) * 2008-10-15 2011-08-18 Kuldip Singh Virk Solar panels
US20100139644A1 (en) * 2008-10-29 2010-06-10 Brightsource Industries (Israel), Ltd. Heliostat calibration
TWI382551B (zh) * 2008-11-06 2013-01-11 Ind Tech Res Inst 太陽能集光模組
WO2010067370A2 (en) * 2008-12-12 2010-06-17 Heliofocus Ltd. Solar concentrator systems
US9758881B2 (en) * 2009-02-12 2017-09-12 The George Washington University Process for electrosynthesis of energetic molecules
GB0903287D0 (en) * 2009-02-26 2009-04-08 Boyle David H Apparatus for the utilisation of thermal radiation
US20100275967A1 (en) * 2009-04-29 2010-11-04 Ferdinand Seemann Methods, facilities and simulations for a solar power plant
US20100283258A1 (en) * 2009-05-06 2010-11-11 William Sheridan Fielder Uninterruptible solar power
CN102667656A (zh) * 2009-07-01 2012-09-12 勒文德拉·帕特沃尔翰 一种使用定日镜用的普通定位装置的太阳能中央接收系统
US8308111B2 (en) * 2009-07-30 2012-11-13 Hamilton Sundstrand Space Systems International, Inc. Panel assembly for a space-based power generation system
EP2475884A2 (en) * 2009-09-10 2012-07-18 Yeda Research and Development Co. Ltd. Solar power plant
MX2012003353A (es) * 2009-09-23 2013-02-15 Eagle Eye Res Inc Sistema concentrador solar con reflectores primarios fijos y espejo secundario de articulacion.
US8627664B2 (en) * 2009-10-15 2014-01-14 Brightsource Industries (Israel), Ltd. Method and system for operating a solar steam system
US20110088684A1 (en) * 2009-10-16 2011-04-21 Raja Singh Tuli Solar Energy Concentrator
US9234681B2 (en) * 2009-10-16 2016-01-12 Raja Singh Tuli Method for designing and building reflectors for a solar concentrator array
CN102959241B (zh) 2009-11-24 2017-03-15 亮源工业（以色列）有限公司 运行太阳能蒸汽系统的方法及设备
US9360235B2 (en) 2009-12-29 2016-06-07 OAS Design Group, Inc. Wave generated energy focusing lens and reflector for solar concentration, collection, and harnessing
US9170033B2 (en) * 2010-01-20 2015-10-27 Brightsource Industries (Israel) Ltd. Method and apparatus for operating a solar energy system to account for cloud shading
US20110220094A1 (en) * 2010-03-12 2011-09-15 Ausra, Inc. Secondary reflector for linear fresnel reflector system
US9644865B2 (en) * 2010-03-23 2017-05-09 Solarreserve Technology, Llc Thermal shield for solar receiver
MD20100079A2 (ru) * 2010-06-30 2011-12-31 Штефан КОЧЕБАН Солнечная энергетическая установка
WO2012006757A1 (zh) * 2010-07-12 2012-01-19 Liu Wenxiang 低碳光化学系统
JP2012038954A (ja) * 2010-08-09 2012-02-23 Mitaka Koki Co Ltd 集光型太陽光発電システム
CN101943765B (zh) * 2010-08-27 2011-11-16 成都钟顺科技发展有限公司 聚光透镜、复眼式透镜聚光器及复眼式聚光太阳电池组件
US9893223B2 (en) 2010-11-16 2018-02-13 Suncore Photovoltaics, Inc. Solar electricity generation system
US9222702B2 (en) 2011-12-01 2015-12-29 Brightsource Industries (Israel) Ltd. Systems and methods for control and calibration of a solar power tower system
CN102434978B (zh) * 2011-12-27 2013-08-14 浙江中控太阳能技术有限公司 一种用于太阳能热发电系统的非等高定日镜场
KR101767362B1 (ko) * 2011-12-29 2017-08-10 퀸트릴 에스테이트 인크 에너지를 집중시키는 장치
US9377217B2 (en) 2012-01-22 2016-06-28 Heliofocus Ltd Solar concentrating systems
US9249785B2 (en) 2012-01-31 2016-02-02 Brightsource Industries (Isreal) Ltd. Method and system for operating a solar steam system during reduced-insolation events
CN102748875B (zh) * 2012-07-17 2014-01-15 国家电网公司 桥式大容量高聚光比复合菲涅尔线聚光反射装置
KR101418049B1 (ko) * 2012-10-04 2014-07-16 포스코에너지 주식회사 타워형 태양에너지 발전장치
CA2888217C (en) * 2012-10-18 2017-01-03 Thermolift, Inc. Combination solar and combustion heater
US10077920B2 (en) * 2013-04-22 2018-09-18 e-Cube Energy Technologies, Ltd. Apparatus and method for high efficiency fixed target solar thermal concentrator power plants
WO2014193891A2 (en) 2013-05-29 2014-12-04 Saudi Arabian Oil Company High efficiency solar power generator for offshore applications
CN105723086B (zh) * 2013-08-07 2022-07-08 瑞吉恩资源有限公司 太阳能的储存
US9866170B2 (en) 2014-06-19 2018-01-09 Mh Gopower Company Limited Utility-friendly hybrid energy conversion system for apportioning concentrated solar radiation in real time upon selective demand between a plurality of solar energy conversion devices, including a photovoltaic receiver
US10418932B2 (en) * 2014-07-09 2019-09-17 Eustratios N. Carabateas Mirror system for considerably increasing the productivity of photovoltaic power plants
CN105573346A (zh) * 2014-10-15 2016-05-11 光之源工业(以色列)有限公司 用于定日镜的反射镜
CA2986794A1 (en) * 2014-10-31 2016-04-30 Solar Wind Reliance Initiatives (Swri) Ltd. Combined wind and solar power generating system
WO2016092580A2 (en) * 2014-12-09 2016-06-16 Vito Lavanga Method for capturing thermal and specific radiative spectrum visible, and device for implementing said method
JP7085838B2 (ja) 2015-02-26 2022-06-17 シーツーシーエヌティー エルエルシー カーボンナノファイバー製造のための方法及びシステム
CN104764221B (zh) * 2015-03-04 2016-08-24 中国科学院工程热物理研究所 一种光伏驱动线性菲涅尔式太阳能集热器
WO2017066295A1 (en) 2015-10-13 2017-04-20 Clarion Energy Llc Methods and systems for carbon nanofiber production
CN106288440B (zh) * 2016-09-13 2019-01-08 苏州热工研究院有限公司 一种太阳能聚光结构
US10989443B1 (en) * 2020-01-16 2021-04-27 Trans Astronautica Corporation Systems and methods for obtaining energy in shadowed regions

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3645601A (en) * 1970-11-03 1972-02-29 Bausch & Lomb Reflector for specularly reflecting visible radiation and diffusely reflecting heat radiation
US4337990A (en) * 1974-08-16 1982-07-06 Massachusetts Institute Of Technology Transparent heat-mirror
US3972183A (en) * 1975-04-17 1976-08-03 Chubb Talbot A Gas dissociation thermal power system
US4025783A (en) * 1976-04-28 1977-05-24 Nasa Gregorian all-reflective optical system
US4158356A (en) * 1977-02-22 1979-06-19 Wininger David V Self-powered tracking solar collector
US4154219A (en) * 1977-03-11 1979-05-15 E-Systems, Inc. Prismatic solar reflector apparatus and method of solar tracking
DE2855553A1 (de) * 1978-12-22 1980-07-31 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Sonnenenergie-umwandlungsanlage
US4395582A (en) * 1979-03-28 1983-07-26 Gibbs & Hill, Inc. Combined solar conversion
US4281294A (en) * 1979-04-16 1981-07-28 Volkin Howard C Direct solar pumped laser
US4273103A (en) * 1979-06-25 1981-06-16 Alpha Solarco Inc. Solar energy receivers
US4350412A (en) * 1980-04-07 1982-09-21 Georgia Tech Research Institute Fresnel spiral reflector and method for making same
US4301321A (en) * 1980-08-11 1981-11-17 Spectrolab Two-axis focusing energy concentrator
US4347834A (en) * 1980-11-28 1982-09-07 York Bernard H Variable entropy solar energy harvester
US4349245A (en) * 1981-01-29 1982-09-14 Baird Corporation Modular natural lighting system
US4536847A (en) * 1982-12-30 1985-08-20 Atlantic Richfield Company Heliostat control employing direct current motor
US4553531A (en) * 1983-05-10 1985-11-19 Rosende Francisco J B Solar radiation collector
US4841946A (en) * 1984-02-17 1989-06-27 Marks Alvin M Solar collector, transmitter and heater
US4700013A (en) * 1985-08-19 1987-10-13 Soule David E Hybrid solar energy generating system
JPS62254105A (ja) * 1986-04-26 1987-11-05 Komatsu Ltd 反射鏡
US4784700A (en) * 1987-05-26 1988-11-15 General Dynamics Corp./Space Systems Div. Point focus solar concentrator using reflector strips of various geometries to form primary and secondary reflectors
US5005958A (en) * 1988-03-04 1991-04-09 Arch Development Corporation High flux solar energy transformation
US5022726A (en) * 1989-12-20 1991-06-11 Viratec Thin Films, Inc. Magnesium film reflectors
US5374317A (en) * 1990-09-26 1994-12-20 Energy Systems Solar, Incorporated Multiple reflector concentrator solar electric power system
US5294075A (en) * 1991-08-28 1994-03-15 The Boeing Company High accuracy optical position sensing system
DE4128645A1 (de) * 1991-08-29 1993-03-11 Flachglas Ag Solarspiegel, verfahren zu dessen herstellung und seine verwendung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A.Rabl, Technical Note. Tower reffector for solar power plant, "Solar Energy", Vol.18, p.p.269-271, 1976. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2522376C2 (ru) * 2012-04-28 2014-07-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Солнечный модуль с параболоторическим концентратором в составе с двигателем стирлинга
RU2779610C1 (ru) * 2021-11-17 2022-09-12 Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Гелиоустановка для испытания материалов

Also Published As

Publication number Publication date
NZ281054A (en) 1998-03-25
IL108506A (en) 1997-06-10
WO1995021358A1 (en) 1995-08-10
US5578140A (en) 1996-11-26
MX9603118A (es) 1998-03-31
IL108506A0 (en) 1994-05-30
BR9506671A (pt) 1998-06-30
AU1737095A (en) 1995-08-21
AU682255B2 (en) 1997-09-25
CN1147296A (zh) 1997-04-09
EP0742885A4 (en) 1998-07-08
EP0742885A1 (en) 1996-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2137054C1 (ru) Энергетическая гелиоустановка
US6717045B2 (en) Photovoltaic array module design for solar electric power generation systems
AU2003259804C1 (en) Concentrating solar energy receiver
EP2169728B1 (en) Method and system for light collection and light energy converting apparatus
Ries et al. High-flux photovoltaic solar concentrators with kaleidoscope-based optical designs
US20020139414A1 (en) Non-imaging system for radiant energy flux transformation
Brunotte et al. Two-stage concentrator permitting concentration factors up to 300X with one-axis tracking
RU96118275A (ru) Энергетические гелеоустановки
WO2009008996A2 (en) Design and fabrication of a local concentrator system
US10608134B2 (en) Solar power system using hybrid trough and photovoltaic two-stage light concentration
MX2012001032A (es) Configuracion de concentrador solar con manufacturabilidad y eficiencia mejoradas.
WO2008039509A2 (en) Optical concentrators having one or more line foci and related methods
Friedman et al. New high-flux two-stage optical designs for parabolic solar concentrators
US20140326293A1 (en) Methods and apparatus for solar energy concentration and conversion
Mauk et al. Optical and thermal analysis of a Cassegrainian solar concentrator
CN110325801B (zh) 太阳能聚光器
RU2044226C1 (ru) Солнечная установка
Benítez et al. DSMTS: a novel linear PV concentrator
RU2763117C1 (ru) Солнечный модуль с концентратором
Eads et al. Optical design for a fly’s eye CPV system with large, on-axis dish solar concentrator
RU2154243C1 (ru) Солнечная энергетическая установка
RU2740738C1 (ru) Мощный концентраторный фотоэлектрический модуль
MXPA96003118A (en) Power plant so
TWI232594B (en) Stationary photovoltaic array module design for solar electric power generation systems
Leutz et al. Lenses and Mirrors for Solar Energy