RU2158045C1 - Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором лучистой энергии (варианты) - Google Patents
Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором лучистой энергии (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2158045C1 RU2158045C1 RU99100921/28A RU99100921A RU2158045C1 RU 2158045 C1 RU2158045 C1 RU 2158045C1 RU 99100921/28 A RU99100921/28 A RU 99100921/28A RU 99100921 A RU99100921 A RU 99100921A RU 2158045 C1 RU2158045 C1 RU 2158045C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solar
- solar module
- photoconverter
- output
- photovoltaic module
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным фотоэлектрическим модулям с концентраторами излучения для получения электричества. Техническим результатом изобретения является повышение удельной мощности солнечного фотоэлектрического модуля, упрощение технологии изготовления оптического элемента фотоэлектрического модуля и снижение его себестоимости. Сущность: в солнечном фотоэлектрическом модуле с концентратором лучистой энергии, имеющем оптически прозрачный элемент с входной и выходной гранями и фотопреобразователь, выходная грань оптического элемента выполнена в форме круга, а входная грань - в форме шестиугольника. Фотоэлектрический модуль может содержать два идентичных оптически прозрачных элемента, а фотопреобразователь с двусторонней чувствительностью при этом установлен на выходных гранях оптических элементов, направленных в противоположные стороны. 2 c.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным фотоэлектрическим модулям с концентратором излучения для получения электричества.
Известен фотоэлектрический модуль, содержащий концентратор солнечной энергии, выполненный в виде оптически прозрачной призмы полного внутреннего отражения, имеющей форму усеченной четырехугольной пирамиды (а.с. СССР N1620784, МКИ6 F 24 J 2/08, БИ N2, 1991 г.).
Разновеликие прямоугольные основания служат гранями входа и выхода излучения. Фотопреобразователь установлен в контакте с гранью выхода излучения, т.е. в контакте с меньшим основанием. Отношение площадей входной и выходной граней призмы, содержащих рабочую поверхность и солнечные элементы, определяет теоретический коэффициент концентрации солнечного излучения на рабочей поверхности фотоэлектрического модуля.
Недостатком данного конструктивного решения является необходимость обрезать круглые пластины кремния, что приводит к увеличению себестоимости модуля, а также низкий коэффициент концентрации солнечного излучения на единицу площади рабочей поверхности фотопреобразователя.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является фотоэлектрический модуль, содержащий оптический элемент с трапециевидным поперечным сечением, боковые грани которого выполнены отражающими солнечное излучение, а разновеликие основания служат гранями входа и выхода излучения, имеющий форму усеченного конуса (а.с. СССР N1048260, МКИ6 F 24 J 3/02, БИ N38, 1983 г.).
Недостатком данного конструктивного решения является низкий коэффициент использования рабочей поверхности при формировании больших солнечных батарей из отдельных фотоэлектрических модулей, следовательно, значительная часть солнечного излучения, попадающего на входную поверхность солнечной батареи, не попадает на рабочую поверхность фотопреобразователей, что приводит к существенному снижению выходной мощности фотоэлектрического модуля, а следовательно, и всей солнечной батареи в целом.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение коэффициента концентрации солнечного излучения в отдельном солнечном фотоэлектрическом модуле, снижение себестоимости солнечной батареи, состоящей из таких модулей, за счет более рационального использования площади рабочей поверхности каждого концентратора.
В результате использования предлагаемого изобретения повышается удельная мощность солнечного фотоэлектрического модуля и снижается его себестоимость.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в солнечном фотоэлектрическом модуле с концентратором лучистой энергии, содержащим оптически прозрачный элемент с входной и выходной гранями и фотопреобразователь, входная грань оптического элемента выполнена в форме шестиугольника. При выполнении входной грани оптического элемента солнечного фотоэлектрического модуля в форме шестиугольника достигается наиболее компактная упаковка из оптических элементов при сборке солнечных фотоэлектрических модулей в единую батарею. При этом полностью исключаются потери солнечной энергии на межэлементных соединениях из-за отсутствия пустот между отдельными фотоэлектрическими модулями. Тем самым достигается максимально возможная концентрация солнечного излучения на единице поверхности фотопреобразователя, следовательно, удешевление себестоимости всей солнечной батареи. В целях повышения концентрации солнечного излучения на рабочей поверхности, а также увеличения среднесуточной освещенности рабочей поверхности солнечного фотоэлектрического модуля используется фотопреобразователь с двухсторонней чувствительностью. Фотопреобразователь с двухсторонней чувствительностью устанавливается на круглых выходных гранях двух идентичных оптических элементов солнечных фотоэлектрических модулей, направленных в противоположные стороны.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг. 1, фиг.2, фиг. 3.
На фиг.1 изображен общий вид солнечного фотоэлектрического модуля.
На фиг. 2 представлена схема солнечного фотоэлектрического модуля с концентратором лучистой энергии с изображением хода лучей в нем.
На фиг. 3 представлен сдвоенный солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором лучистой энергии.
Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором лучистой энергии содержит оптически прозрачный элемент 1, коническую отражающую поверхность 2, входную грань 3, выполненную в форме шестиугольника, и выходную грань 4, на которой установлен фотопреобразователь 5. Причем входная грань 3 выполнена большего размера по отношению к выходной грани 4 и выполнена в форме шестиугольника.
Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором лучистой энергии работает следующим образом:
Солнечное излучение попадает на шестиугольную входную грань 3 концентратора, проникает вовнутрь, достигая коническую отражающую поверхность 2, на которую наносится отражающее покрытие, отражается к грани 3 входа излучения, после чего отражается под углом полного внутреннего отражения к грани выхода оптического излучения из концентратора 4, где устанавливается фотопреобразователь 5, который преобразует падающее солнечное излучение в электрический ток. В сдвоенном фотоэлектрическом модуле с концентратором лучистой энергии фотопреобразователь 5 с двухсторонней чувствительностью устанавливается на выходных гранях 4 двух оптически прозрачных элементов, направленных в противоположные стороны. Работает сдвоенный солнечный фотоэлектрический модуль аналогичным образом.
Солнечное излучение попадает на шестиугольную входную грань 3 концентратора, проникает вовнутрь, достигая коническую отражающую поверхность 2, на которую наносится отражающее покрытие, отражается к грани 3 входа излучения, после чего отражается под углом полного внутреннего отражения к грани выхода оптического излучения из концентратора 4, где устанавливается фотопреобразователь 5, который преобразует падающее солнечное излучение в электрический ток. В сдвоенном фотоэлектрическом модуле с концентратором лучистой энергии фотопреобразователь 5 с двухсторонней чувствительностью устанавливается на выходных гранях 4 двух оптически прозрачных элементов, направленных в противоположные стороны. Работает сдвоенный солнечный фотоэлектрический модуль аналогичным образом.
Угол α между конической отражающей поверхностью и поверхностью входа солнечного излучения подбирается из следующего соотношения:
φ = 2•α,
где φ - угол полного внутреннего отражения для материала концентратора.
φ = 2•α,
где φ - угол полного внутреннего отражения для материала концентратора.
Причем φ =arcsin1/n,
где n - показатель преломления оптического элемента.
где n - показатель преломления оптического элемента.
При этом максимальная концентрация солнечного излучения будет достигнута при выполнении следующего соотношения:
d=2h•tg2 α,
где h - высота поперечного сечения оптического элемента;
d - диаметр меньшего основания оптического элемента.
d=2h•tg2 α,
где h - высота поперечного сечения оптического элемента;
d - диаметр меньшего основания оптического элемента.
Claims (2)
1. Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором лучистой энергии, содержащий оптически прозрачный элемент, имеющий коническую отражающую поверхность, входную грань и выходную грань меньшего размера с установленным на ней фотопреобразователем, отличающийся тем, что входная грань выполнена в форме шестиугольника.
2. Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором лучистой энергии, содержащий два идентичных оптически прозрачных элемента, имеющих коническую отражающую поверхность, входную грань и выходную грань меньшего размера и фотопреобразователь с двусторонней чувствительностью, отличающийся тем, что фотопреобразователь с двусторонней чувствительностью установлен на выходных гранях оптических элементов, направленных в противоположные стороны.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99100921/28A RU2158045C1 (ru) | 1999-01-15 | 1999-01-15 | Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором лучистой энергии (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99100921/28A RU2158045C1 (ru) | 1999-01-15 | 1999-01-15 | Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором лучистой энергии (варианты) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99100921A RU99100921A (ru) | 2000-10-20 |
RU2158045C1 true RU2158045C1 (ru) | 2000-10-20 |
Family
ID=20214777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99100921/28A RU2158045C1 (ru) | 1999-01-15 | 1999-01-15 | Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором лучистой энергии (варианты) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2158045C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2445553C2 (ru) * | 2010-03-16 | 2012-03-20 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Солнечный концентраторный модуль и способ его изготовления (варианты) |
RU2488915C2 (ru) * | 2011-06-07 | 2013-07-27 | Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Солнечный концентраторный модуль (варианты) |
RU2536648C2 (ru) * | 2009-07-29 | 2014-12-27 | Анатолий Евгеньевич Волков | Способ и устройство системы волкова для производства энергии методом "парусного захвата" воздушных потоков и солнечных лучей |
-
1999
- 1999-01-15 RU RU99100921/28A patent/RU2158045C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2536648C2 (ru) * | 2009-07-29 | 2014-12-27 | Анатолий Евгеньевич Волков | Способ и устройство системы волкова для производства энергии методом "парусного захвата" воздушных потоков и солнечных лучей |
RU2445553C2 (ru) * | 2010-03-16 | 2012-03-20 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Солнечный концентраторный модуль и способ его изготовления (варианты) |
RU2488915C2 (ru) * | 2011-06-07 | 2013-07-27 | Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Солнечный концентраторный модуль (варианты) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10020413B2 (en) | Fabrication of a local concentrator system | |
US5409550A (en) | Solar cell module | |
US5288337A (en) | Photovoltaic module with specular reflector | |
US4143234A (en) | Solar collector using total internal reflectance | |
US20120145222A1 (en) | Enhanced flat plate concentration PV panel | |
US9263605B1 (en) | Pulsed stimulated emission luminescent photovoltaic solar concentrator | |
EP2418694B1 (en) | Solar energy harvesting system using luminescent solar concentrator with distributed outcoupling structures and microoptical elements | |
NL1040088C2 (en) | Concentrating solar panel with diffuse light conversion. | |
KR20100090245A (ko) | 광전지 디바이스 | |
US4199376A (en) | Luminescent solar collector | |
EP2418693A2 (en) | Luminescent solar concentrator with distributed outcoupling structures and microoptical elements | |
TWI400812B (zh) | 太陽能電池模組及其電磁波收集裝置 | |
CN201029095Y (zh) | 集光型光伏电池组件 | |
RU2133415C1 (ru) | Солнечный фотоэлектрический модуль (варианты) | |
RU2158045C1 (ru) | Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором лучистой энергии (варианты) | |
RU2154778C1 (ru) | Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором | |
JP2005340583A (ja) | 光発電体の受光面構造 | |
RU2133414C1 (ru) | Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором энергии (варианты) | |
CN111725342A (zh) | 高吸收率的光伏组件 | |
RU2154244C1 (ru) | Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором | |
US20150287842A1 (en) | Photovoltaic system including light trapping filtered optical module | |
RU2154777C1 (ru) | Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором | |
RU2130669C1 (ru) | Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором и способ его изготовления | |
KR20200067554A (ko) | 음영제거를 위한 프리즘렌즈를 갖는 태양전지 어레이 | |
RU2134849C1 (ru) | Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050116 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20080320 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100116 |