RU2154243C1 - Solar power plant - Google Patents
Solar power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2154243C1 RU2154243C1 RU99100417/06A RU99100417A RU2154243C1 RU 2154243 C1 RU2154243 C1 RU 2154243C1 RU 99100417/06 A RU99100417/06 A RU 99100417/06A RU 99100417 A RU99100417 A RU 99100417A RU 2154243 C1 RU2154243 C1 RU 2154243C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reflector
- additional
- mirror reflector
- plane
- angle
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным фотоэлектрическим модулям с концентраторами для получения тепла, и электроэнергии. The invention relates to solar technology, in particular to solar photovoltaic modules with concentrators for generating heat and electricity.
Известен солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором, выполненным в виде призмы полного внутреннего отражения (D.R. Mils, I.E. Giutronich. Ideal Prisin Solar Concentrators. Solar Energy, vol. 21, 1978, стр. 423). Known solar photovoltaic module with a concentrator made in the form of a prism of total internal reflection (D.R. Mils, I.E. Giutronich. Ideal Prisin Solar Concentrators. Solar Energy, vol. 21, 1978, p. 423).
Недостатком известного фотоэлектрического модуля является низкий коэффициент концентрации. Это связано с тем, что при угле входа излучения но отношению к нормали к поверхности ± 23,5o минимальный угол при вершине призмы αo равен 28o, а коэффициент концентрации K = 1/sin αo = 2,13. Другим недостатком данного конструктивного решения является большая масса, призмы полного внутреннего отражения.A disadvantage of the known photovoltaic module is the low concentration coefficient. This is due to the fact that when the angle of radiation input but with respect to the normal to the surface is ± 23.5 o, the minimum angle at the apex of the prism α o is 28 o , and the concentration coefficient K = 1 / sin α o = 2.13. Another disadvantage of this design solution is the large mass, prisms of total internal reflection.
Наиболее близким но технической сущности к предлагаемому изобретению является конструкция фотоэлектрического модуля с плоским зеркальным отражателем (M. Ronnelid et al.Booster Reflektors for Photovolteuc modules at high altitude. Nortk Sun Int. Conf. Proc. 1997. Finland. P. 555). Зеркальный отражатель усиливает поток солнечного излучения на фотопреобразователь пропорционально коэффициенту концентрации, который равен 1,5-2,0. The closest but technical essence to the present invention is the design of a photovoltaic module with a flat mirror reflector (M. Ronnelid et al. Booster Reflektors for Photovolteuc modules at high altitude. Nortk Sun Int. Conf. Proc. 1997. Finland. P. 555). The mirror reflector enhances the flow of solar radiation to the photoconverter in proportion to the concentration coefficient, which is equal to 1.5-2.0.
Недостатком известного фотоэлектрического модуля является низкий коэффициент концентрации. A disadvantage of the known photovoltaic module is the low concentration coefficient.
Задачей предлагаемого изобретения является увеличение концентрации солнечной энергии, снижение массы модуля и снижение его стоимости. The objective of the invention is to increase the concentration of solar energy, reducing the mass of the module and reducing its cost.
В результате использования предлагаемого изобретения повышается коэффициент концентрации энергии, снижается масса модуля и его стоимость. As a result of using the present invention, the energy concentration coefficient is increased, the mass of the module and its cost are reduced.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в солнечной энергетической установке, содержащей скоммутированные фотопреобразователи и основной плоский зеркальный отражатель, на который падает излучение, установленный под некоторым углом к плоскости фотопреобразователей, со стороны солнечного излучения установлен дополнительный плоский зеркальный отражатель, образующий острый угол с плоскостью основного зеркального отражателя. Над плоскостью дополнительного зеркального отражателя однонаправлено с острым двухгранным углом установлены половинки параболоцилиндрических отражателей таким образом, что ближайший к дополнительному плоскому зеркальному отражателю край каждой половинки параболоцилиндрического отражателя находится по ходу лучей под удаленным от дополнительного плоского зеркального отражателя краем соседней половинки параболоцилиндрического отражателя. The above technical result is achieved by the fact that in a solar power installation comprising switched photoconverters and a main planar reflector, onto which radiation is incident, mounted at an angle to the plane of the photoconverters, an additional planar reflector is installed on the solar side, forming an acute angle with the plane of the main mirror reflector. Halves of parabolic cylindrical reflectors are installed unidirectionally with an acute dihedral angle above the plane of the additional mirror reflector in such a way that the edge of each half of the parabolic cylindrical reflector closest to the additional flat mirror reflector is located along the rays under the edge of the neighboring half of the parabolic cylindrical reflector remote from the additional flat mirror reflector.
Фокальная область каждой половинки параболоцилиндрического отражателя расположена в плоскости дополнительного плоского зеркального отражателя, причем в месте размещения каждой фокальной области дополнительный плоский зеркальный отражатель имеет окна, прозрачные для излучения, ширина которых соизмерима с размером фокальной области. The focal region of each half of the parabolic cylindrical reflector is located in the plane of the additional flat mirror reflector, and at the location of each focal region the additional flat mirror reflector has windows that are transparent to radiation, the width of which is comparable with the size of the focal region.
Для обеспечения слежения за солнцем в солнечной энергетической установке половинки параболоцилиндрических отражателей имеют оси вращения, совпадающие с фокальными осями и обитую систему поворота. To ensure tracking of the sun in a solar power installation, the halves of the parabolic cylindrical reflectors have rotation axes coinciding with the focal axes and an upholstered rotation system.
Для увеличения КПД солнечной энергетической установки прозрачные окна в дополнительном плоском зеркальном отражателе выполнены в виде воздушных промежутков. To increase the efficiency of the solar power plant, transparent windows in an additional flat mirror reflector are made in the form of air gaps.
Для уменьшения потерь солнечной энергии, которое вызвано выходом солнечных лучей из пространства между основным и дополнительным плоскими зеркальными отражателями через окна в дополнительном зеркальном отражателе, края каждой части дополнительного плоского зеркального отражателя, расположенной между соседними окнами, изогнуты таким образом, что каждый край, удаленный от вершины острого двухгранного угла, отклонен на 1-5o по отношению к плоскости дополнительного плоского зеркального отражателя в сторону основного плоского зеркального отражателя, а каждый край, приближенный к вершине острого двухгранного угла, отклонен на 1-5o по отношению к плоскости дополнительного плоского зеркального отражателя в сторону, противоположную основному зеркальному отражателю.To reduce the loss of solar energy, which is caused by the exit of sunlight from the space between the primary and secondary flat reflectors through the windows in the secondary reflector, the edges of each part of the additional flat reflector located between adjacent windows are bent so that each edge remote from vertex acute dihedral angle, bent at 1-5 o with respect to the plane of the additional flat mirror reflector towards the ground plane mirror of the reflector, and each end, close to the top of the acute dihedral angle rejected at 1-5 o with respect to the plane of the additional flat mirror reflector to the side opposite the main mirror reflector.
Для увеличения коэффициента концентрации солнечной энергетической установки плоскости частей дополнительного зеркального отражателя, располагающихся между соседними прозрачными окнами, повернуты под углом 0,1-4o но отношению к плоскости окон дополнительного плоского зеркального отражателя, таким образом, что каждый край части дополнительного плоского зеркального отражателя, удаленный от вершины острого двухгранного угла, находится ближе к основному плоскому зеркальному отражателю, чем край этой же части, приближенный к вершине острого двухгранного угла.To increase the concentration coefficient of the solar power installation, the planes of the parts of the additional mirror reflector, located between adjacent transparent windows, are turned at an angle of 0.1-4 o but relative to the plane of the windows of the additional flat mirror reflector, so that each edge of the part of the additional flat mirror reflector remote from the top of an acute dihedral angle, is closer to the main flat mirror reflector than the edge of the same part, close to the top of the sharp oh dihedral angle.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг. 1, 2, 3, 4. The essence of the invention is illustrated in FIG. 1, 2, 3, 4.
На фиг. 1 представлен общий вид солнечной энергетической установки (поперечное сечение) и ход лучей в нем. In FIG. 1 shows a general view of a solar power plant (cross section) and the course of rays in it.
На фиг. 2 - солнечная энергетическая установка с направлением солнечных лучей, отличном от нормального. In FIG. 2 - solar power plant with a direction of sunlight different from normal.
На фиг. 3 - солнечная энергетическая установка, в которой края каждой части дополнительного плоского зеркального отражателя, расположенные между соседними окнами, изогнуты таким образом, что каждый край, удаленный от вершины острого двухгранного угла, отклонен на 1-5o по отношению к плоскости дополнительного плоского зеркального отражателя в сторону основного плоского зеркального отражателя, а, каждый край, приближенный к вершине острого двухгранного угла, отклонен на 1-5o по отношению к плоскости дополнительного плоского зеркального отражателя в сторону, противоположную основному зеркальному отражателю.In FIG. 3 - a solar power installation in which the edges of each part of an additional flat mirror reflector located between adjacent windows are bent so that each edge remote from the top of an acute dihedral angle is deflected by 1-5 o relative to the plane of the additional flat mirror reflector in the direction of the main flat mirror reflector, and, each edge close to the top of the acute dihedral angle is deflected by 1-5 o relative to the plane of the additional flat mirror reflector in the direction opposite to the main mirror reflector.
На фиг. 4 - солнечная энергетическая установка, в которой плоскости частей дополнительного плоского зеркального отражателя, расположенные между соседними окнами, установлены под углом 0,1-4o по отношению к плоскости окон дополнительного плоского зеркального отражателя.In FIG. 4 - solar power installation, in which the plane of the parts of the additional flat mirror reflector, located between adjacent windows, are installed at an angle of 0.1-4 o relative to the plane of the windows of the additional flat mirror reflector.
Условные обозначения:
1 - основной плоский зеркальный отражатель;
2 - половинки параболоцилиндрических отражателей;
3 - система поворота половинок параболоцилиндрических отражателей для ориентации за солнцем;
4 - прозрачные окна в дополнительном плоском зеркальном отражателе, расположенные в зоне фокальных областей половинок параболоцилиндрических отражателей;
5 - дополнительный плоский зеркальный отражатель;
6 - фотоэлектрические преобразователи.Legend:
1 - the main flat mirror reflector;
2 - halves of parabolic cylindrical reflectors;
3 - a system for rotating halves of parabolic cylindrical reflectors for orientation behind the sun;
4 - transparent windows in an additional flat mirror reflector located in the zone of focal areas of the halves of parabolic cylindrical reflectors;
5 - additional flat mirror reflector;
6 - photoelectric converters.
Вершина двухгранного угла φ - это прямая, образованная пересечением плоскостей основного плоского зеркального отражателя 1 и дополнительного зеркального отражателя 5, образующих двухгранный угол φ. Края половинок 2 параболоцилиндрических отражателей, которые удалены от дополнительного плоского зеркального отражателя 5, и края, которые являются ближайшими к поверхности дополнительного зеркального отражателя, являются прямыми линиями, которые параллельны фокальной области 4 и вершине острого двухгранного угла φ.
Установка, работает следующим образом (фиг. 1 и 2):
Солнечное излучение (луч 1), отражаясь от половинки параболического отражателя 2, попадает на фотопреобразователи 6 через фокус 4.The vertex of the dihedral angle φ is a straight line formed by the intersection of the planes of the main
Installation, works as follows (Fig. 1 and 2):
Solar radiation (beam 1), reflected from the half of the
Луч 2 попадает на фотопреобразователи 6 после отражения от половинки параболоцилиндрического отражателя 2 и основного плоского зеркального отражателя 1.
Луч 3 поступает на фотопреобразователи после отражения от половинки параболоцилиндрического отражателя 2 основного плоского зеркального отражателя 1 и дополнительного плоского зеркального отражателя 5. Beam 3 arrives at the photoconverters after reflection from the half of the parabolic-
При многократном отражении лучей от стенок плоских зеркальных отражателей 1 и 5 происходит изменение угла падения этих лучей в соответствии с формулой. When multiple rays are reflected from the walls of
βk= βo+kφ,
где βk - угол падения при к-ом отражении;
βo - угол входа лучей (угол между нормалью к плоскости отражателя 5 и направлением луча);
φ - острый двухгранный угол между плоскими зеркальными отражателями 1 и 5.β k = β o + kφ,
where β k is the angle of incidence at the kth reflection;
β o - the angle of entry of the rays (the angle between the normal to the plane of the
φ is an acute dihedral angle between
Таким образом, все лучи, попавшие во внутреннее пространство между зеркальными отражателями 1 и 5, выпрямляются и приходят к фотопреобразователю 6 под углом близким к 90o.Thus, all the rays that fell into the inner space between the
В фиг. 3 луч 1, отражаясь от основного плоского зеркального отражателя 1, не уходит через прозрачные окна 4, сделанные в зоне фокальных областей половинок параболоцилиндрических отражателей 2, из пространства между зеркальными отражателями 1 и 5 за счет того, что края каждой части дополнительного плоского зеркального отражателя 5, расположенные между соседними окнами 4, изогнуты таким образом, что каждый край, удаленный от вершины острого двухгранного угла, отклонен на 1-5o по отношению к плоскости дополнительного плоского зеркального отражателя 5 в сторону основного плоского зеркального отражателя 1, а каждый край, приближенный к вершине острого двухгранного угла, отклонен на 1-5o по отношению к плоскости дополнительного плоского зеркального отражателя 5 в сторону, противоположную основному зеркальному отражателю 1.In FIG. 3,
В фиг. 4 луч 1, отражаясь от основного отражателя 1, не уходит через прозрачные окна 4 из пространства между зеркальными отражателями 1 и 5 за счет поворота плоскости частей дополнительного зеркального отражателя 5, расположенных между соседними окнами 4 на 0,1-4o но отношению к плоскости прозрачных окон 4, таким образом, что край каждой части дополнительного плоского зеркального отражателя 5, удаленный от вершины острого двухгранного угла, находится ближе к основному плоскому зеркальному отражателю 1, чем край этой же части, приближенный к вершине острого двухгранного угла.In FIG. 4
При солнечной ориентации установки для слежения за склонением Солнца необходимо поворачивать половинки параболоцилиндрических отражателей 2 на 1o через 3,5 дня.With the solar orientation of the installation for tracking the declination of the Sun, it is necessary to rotate the halves of the parabolic
Пример конструктивного выполнения солнечной энергетической установки. An example of the design of a solar power plant.
Длина солнечной энергетической установки - 2,4 м, ширина - 1,2 м, размеры половинок параболоцилиндрических отражателей 2 - 0,5 х 1,2 м, параметрический угол - ± 24o, угол между плоскими зеркальными отражателями 1 и 5 -φ = 8o, размеры фокальной области 4 - 0,05 х 1,2 м, расстояние между фокальными осями - 0,225 м, размеры скоммутированных фотопреобразователей - 0,4 х 1 м, геометрическая концентрация:
Kгеом = arcctg φ = arcctg 8o = 7,1
Угол отклонения половинок параболических отражателей - 48o, угол наклона плоскости дополнительного зеркального отражателя 5 при солнечной ориентации к поверхности горизонта равен широте местности минус 10o. Для условий Москвы этот угол составляет 46o.The length of the solar power plant is 2.4 m, the width is 1.2 m, the sizes of the halves of parabolic
Geom K = arcctg φ = arcctg 8 o = 7,1
The deflection angle of the halves of the parabolic reflectors is 48 o , the angle of inclination of the plane of the
Электрическая мощность солнечной энергетической установки при общем оптическом КПД отражателей 0,8 и КПД фотопреобразователей 12% составляет 280 Вт. The electric power of the solar power plant with a total optical efficiency of reflectors of 0.8 and a photoconverter efficiency of 12% is 280 watts.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99100417/06A RU2154243C1 (en) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | Solar power plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99100417/06A RU2154243C1 (en) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | Solar power plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2154243C1 true RU2154243C1 (en) | 2000-08-10 |
Family
ID=20214470
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99100417/06A RU2154243C1 (en) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | Solar power plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2154243C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001098718A1 (en) * | 2000-06-23 | 2001-12-27 | Alexei Valerevich Karnaukhov | Solar power plant |
RU2446363C2 (en) * | 2009-10-19 | 2012-03-27 | Магомедриза Салихович Гамидов | Method and device for creation of high-efficiency solar battery (versions) |
RU2468305C1 (en) * | 2011-05-27 | 2012-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Аккорд" | Solar module |
-
1999
- 1999-01-11 RU RU99100417/06A patent/RU2154243C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
M.Ronnelid et al. Booster Reflektors for Photovolteuc modules at high altitude. Nork Sum Jnt Conf. Proc. 1997. Finland. (P. 555). * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001098718A1 (en) * | 2000-06-23 | 2001-12-27 | Alexei Valerevich Karnaukhov | Solar power plant |
RU2446363C2 (en) * | 2009-10-19 | 2012-03-27 | Магомедриза Салихович Гамидов | Method and device for creation of high-efficiency solar battery (versions) |
RU2468305C1 (en) * | 2011-05-27 | 2012-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Аккорд" | Solar module |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6818818B2 (en) | Concentrating solar energy receiver | |
RU2137054C1 (en) | Solar power plant | |
US4148299A (en) | Hemitoroidal collector of direct dispersed and reflected waves | |
US20100218807A1 (en) | 1-dimensional concentrated photovoltaic systems | |
US20060249143A1 (en) | Reflecting photonic concentrator | |
US20100206302A1 (en) | Rotational Trough Reflector Array For Solar-Electricity Generation | |
US20160079461A1 (en) | Solar generator with focusing optics including toroidal arc lenses | |
RU2303205C1 (en) | Solar power plant | |
US20110259397A1 (en) | Rotational Trough Reflector Array For Solar-Electricity Generation | |
Friedman et al. | New high-flux two-stage optical designs for parabolic solar concentrators | |
RU2154243C1 (en) | Solar power plant | |
RU2576752C2 (en) | Solar module with concentrator | |
US4444176A (en) | Solar energy collector | |
RU2204769C2 (en) | Solar module with concentrator | |
KR100822926B1 (en) | Collector-emitter device with a polished perimetrical concave reflecting surface oriented in a oblique direction | |
RU2154778C1 (en) | Solar photoelectric module with concentrator | |
US4495938A (en) | Solar energy collector | |
RU2135909C1 (en) | Solar photoelectric module with concentrator | |
AU712237B2 (en) | Photovoltaic cell system and an optical structure therefore | |
CN110325801B (en) | Solar energy condenser | |
RU2406043C1 (en) | Solar power installation with solar energy concentrator made from flat reflecting plates | |
US4297988A (en) | Solar energy collector | |
RU2044226C1 (en) | Solar-energy plant | |
EP0807230A1 (en) | Solar flux enhancer | |
RU2700655C1 (en) | Solar module with concentrator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050112 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20080910 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090112 |