RU2165662C1 - Photoelectric power unit - Google Patents

Photoelectric power unit Download PDF

Info

Publication number
RU2165662C1
RU2165662C1 RU99122513/28A RU99122513A RU2165662C1 RU 2165662 C1 RU2165662 C1 RU 2165662C1 RU 99122513/28 A RU99122513/28 A RU 99122513/28A RU 99122513 A RU99122513 A RU 99122513A RU 2165662 C1 RU2165662 C1 RU 2165662C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plates
emitter
elements
photoconverting
axis
Prior art date
Application number
RU99122513/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
О.Б. Антонюк
Original Assignee
Антонюк Олег Борисович
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 Антонюк Олег Борисович filed Critical Антонюк Олег Борисович
Priority to RU99122513/28A priority Critical patent/RU2165662C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2165662C1 publication Critical patent/RU2165662C1/en

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
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

FIELD: off-line power supplies. SUBSTANCE: photoconverter components of proposed power unit mounted on base and connected to outgoing current buses are placed in enclosed case with reflecting inner surface together with electromagnetic energy reflector such as cylinder-shaped one, for reflecting with its side surface; photoconverter components have their photosensitive surfaces arranged in parallel with direction of radiant flux coming from radiator. Photoconverter components may be made in the form of plates with single- or double-sided photosensitive surface and may be mounted in a spaced relation to each other, or in parallel pairs, or separately with plates arranged about cylindrical radiator along its axis. Plates may be mounted perpendicular to radiator axis. EFFECT: enhanced economic efficiency, reduced space requirement. 5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике, в частности к фотоэнергетике и может быть использовано в качестве автономного источника электроэнергии. The invention relates to energy, in particular to photovoltaics and can be used as an autonomous source of electricity.

Широко известны фотоэнергетические установки - солнечные батареи (1), (2), вырабатывающие электроэнергию при облучении поверхности фотопреобразователей потоком электромагнитного излучения - солнечным светом, при этом плоскость солнечных батарей, как правило, располагают перпендикулярно направлению распространения солнечных лучей. The photovoltaic installations are widely known - solar panels (1), (2), which generate electricity when the surface of photoconverters is irradiated with electromagnetic radiation - sunlight, while the plane of solar panels is usually located perpendicular to the direction of propagation of sunlight.

Известна фотоэнергетическая установка - солнечная батарея (3), содержащая плоские солнечные элементы и плоские отражатели солнечного излучения, расположенные под углом 45o к плоскости солнечной батареи. Солнечное излучение облучает солнечные элементы как непосредственно, так и за счет отражения от отражателей.Known photovoltaic installation - a solar battery (3), containing flat solar cells and flat reflectors of solar radiation, located at an angle of 45 o to the plane of the solar battery. Solar radiation irradiates solar cells both directly and through reflection from reflectors.

Недостатком известных технических решений является необходимость размещения энергетических установок - солнечных батарей на больших площадях земли, на внешней поверхности зданий, сооружений и конструкций для прямого облучения солнечной энергией фоточувствительных поверхностей фотопреобразующих элементов. Это связано с тем, что для выработки определенного количества электроэнергии или для создания энергоустановки определенной мощности, при существующей интенсивности солнечного излучения, необходимо облучить соответствующее количество площади поверхности фотопреобразующих элементов. При таком размещении энергоустановок необходимо применять механизмы и устройства для ориентации плоскости батарей на источник излучения, перпендикулярно направлению распространения лучей, а поверхность фотопреобразователей нужно защищать от воздействия окружающей среды. Солнечная энергия используется не полностью, так как часть излучения отражается поверхностью фотопреобразователей в окружающее пространство и в дальнейшем преобразовании не участвует. A disadvantage of the known technical solutions is the need to place power plants - solar panels on large areas of the earth, on the outer surface of buildings, structures and structures for direct exposure of the photosensitive surfaces of the photosensitive elements to solar energy. This is due to the fact that in order to generate a certain amount of electricity or to create a power plant of a certain power, with the existing intensity of solar radiation, it is necessary to irradiate the corresponding amount of the surface area of the photoconverting elements. With this arrangement of power plants, it is necessary to use mechanisms and devices to orient the plane of the batteries to the radiation source, perpendicular to the direction of propagation of the rays, and the surface of the photoconverters must be protected from environmental influences. Solar energy is not fully used, since part of the radiation is reflected by the surface of the photoconverters into the surrounding space and is not involved in further conversion.

Из известных технических решений наиболее близким к заявленному является фотоэнергетическая установка, в которой солнечная батарея (4) содержит основание, токоотводящие шины, двусторонние фотопреобразующие элементы, установленные на основании рядами и подключенные к токоотводящим шинам, отражатели солнечного излучения, причем фотопреобразующие элементы выполнены плоскими и ориентированы фоточувствительными слоями перпендикулярно основанию, отражатели солнечного излучения выполнены в виде отдельных плоских прямоугольных пластин. Фоточувствительные поверхности фотопреобразующих элементов облучаются лучами, отраженными от поверхности отражателей, которые расположены под углом 15-45o к фотопреобразующим элементам.Of the known technical solutions, the closest to the claimed one is a photovoltaic installation, in which the solar battery (4) contains a base, collector busbars, double-sided photoconversion elements mounted on the base in rows and connected to the collector busbars, solar radiation reflectors, and the photoconversion elements are made flat and oriented photosensitive layers perpendicular to the base, solar radiation reflectors are made in the form of separate flat rectangular plates. The photosensitive surfaces of the photoconverting elements are irradiated with rays reflected from the surface of the reflectors, which are located at an angle of 15-45 o to the photoconverting elements.

Недостатком этого решения также является необходимость открытого размещения солнечных батарей на больших площадях земли, на внешней поверхности сооружений и конструкций для прямого облучения солнечной энергией, включение в конструкцию установки дорогостоящих механизмов и устройств ориентации на источник излучения, неполное использование солнечного излучения из-за отражения в окружающее пространство. The disadvantage of this solution is the need for open placement of solar panels on large areas of the earth, on the outer surface of structures and structures for direct exposure to solar energy, the inclusion in the design of the installation of expensive mechanisms and devices targeting the radiation source, the incomplete use of solar radiation due to reflection in the environment space.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение экономичности и компактности фотоэнергетических установок за счет размещения значительного количества площади фоточувствительной поверхности в малом объеме пространства и создание автономного источника электроэнергии на основе нового расположения рабочих тел. The objective of the invention is to increase the efficiency and compactness of photovoltaic installations by placing a significant amount of photosensitive surface area in a small amount of space and creating an autonomous source of electricity based on the new location of the working fluid.

Поставленная задача решена за счет того, что в предлагаемой фотоэнергетической установке установленные на основании и подключенные к токоотводящим шинам фотопреобразующие элементы размещены в закрытом корпусе с отражающей внутренней поверхностью вместе с излучателем электромагнитной энергии, при этом излучатель выполнен, например, в форме цилиндра с возможностью излучения боковой поверхностью, а фотопреобразующие элементы размещены своими фоточувствительными поверхностями параллельно направлению распространения потока излучения от излучателя. The problem is solved due to the fact that in the proposed photovoltaic installation, the photoconverting elements installed on the base and connected to the collector busbars are placed in a closed housing with a reflective inner surface together with an electromagnetic energy emitter, while the emitter is made, for example, in the form of a cylinder with the possibility of side radiation surface, and the photoconverting elements are placed by their photosensitive surfaces parallel to the direction of flow propagation I'm from the emitter.

Фотопреобразующие элементы могут быть выполнены в виде пластин с односторонней или двусторонней фоточувствительной поверхностью, при этом пластины установлены вокруг цилиндрического излучателя радиально его оси. Photoconverting elements can be made in the form of plates with a one-sided or two-sided photosensitive surface, with the plates mounted around a cylindrical emitter radially to its axis.

Пластины с односторонней фоточувствительной поверхностью установлены вдоль оси излучателя попарно параллельно с зазором друг относительно друга и фоточувствительными поверхностями, обращенными друг к другу. Plates with a one-sided photosensitive surface are installed along the axis of the emitter in pairs in parallel with a gap relative to each other and photosensitive surfaces facing each other.

Пластины с двусторонней фоточувствительной поверхностью установлены вдоль оси излучателя с зазором друг относительно друга. Plates with a two-sided photosensitive surface are installed along the axis of the emitter with a gap relative to each other.

Пластины с двусторонней фоточувствительной поверхностью могут быть установлены перпендикулярно оси излучателя. Plates with a double-sided photosensitive surface can be installed perpendicular to the axis of the emitter.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где
- на фиг. 1 изображен общий вид фотоэнергетической установки с фотопреобразующими элементами, выполненными в виде прямоугольных пластин с односторонней фоточувствительной поверхностью, установленными попарно параллельно с зазором между ними и фоточувствительными поверхностями, обращенными друг к другу, пластины размещены вокруг цилиндрического излучателя радиально его оси;
- на фиг. 2 изображен общий вид фотоэнергетической установки, в которой фотопреобразующие элементы выполнены в виде прямоугольных пластин с двусторонней фоточувствительной поверхностью, пластины установлены радиально вокруг излучателя с зазором друг относительно друга, плоскость каждой пластины расположена вдоль оси излучателя;
- на фиг. 3 изображен общий вид фотоэнергетической установки, в которой фотопреобразующие элементы выполнены в виде пластин с двусторонней фоточувствительной поверхностью, пластины установлены перпендикулярно оси излучателя.The invention is illustrated by drawings, where
- in FIG. 1 shows a general view of a photovoltaic installation with photoconverting elements made in the form of rectangular plates with a one-sided photosensitive surface, mounted in pairs in parallel with the gap between them and the photosensitive surfaces facing each other, the plates are placed around a cylindrical emitter radially to its axis;
- in FIG. 2 shows a general view of a photovoltaic installation in which the photoconverting elements are made in the form of rectangular plates with a two-sided photosensitive surface, the plates are mounted radially around the emitter with a gap relative to each other, the plane of each plate is located along the axis of the emitter;
- in FIG. 3 shows a general view of a photovoltaic installation in which photoconverting elements are made in the form of plates with a two-sided photosensitive surface, the plates are mounted perpendicular to the axis of the emitter.

Фотоэнергетическая установка содержит фотопреобразующие элементы 1, цилиндрический излучатель 2, излучающий боковой поверхностью, корпус 3, выполненный с отражающей внутренней поверхностью 4 и являющийся основанием для фотопреобразующих элементов 1. Фотопреобразующие элементы 1 выполнены в виде, например, стеклотекстолитовой пластины - подложки с нанесенным на нее с одной или с двух сторон слоем фотопреобразующего вещества, например аморфного кремния, селенида меди и индия и др. Возможно выполнение фотопреобразующего элемента без подложки в виде цельной пластины, например кристаллического кремния. Пластины могут иметь любую форму: круглую, квадратную, прямоугольную, фигурную и т. д. Каждые две соседние пластины образуют вместе с внутренней отражающей поверхностью 4 корпуса 3 не полностью замкнутый объем, при этом открытым остается зазор (щель) между пластинами именно со стороны излучателя для прямого проникновения потока излучения. Поток излучения от излучателя 2 проникает одновременно во все объемы. The photovoltaic installation contains photoconverting elements 1, a cylindrical emitter 2 emitting a side surface, a housing 3 made with a reflective inner surface 4 and which is the basis for the photoconverting elements 1. The photoconverting elements 1 are made in the form, for example, of a fiberglass plate - a substrate coated with one or both sides with a layer of photoconverting substance, for example, amorphous silicon, copper and indium selenide, etc. It is possible to make a photoconverting element without vile wafers in the form of a solid plate, for example crystalline silicon. The plates can have any shape: round, square, rectangular, curly, etc. Each two adjacent plates together with the internal reflective surface 4 of the housing 3 form an incompletely closed volume, while the gap (gap) between the plates remains open precisely from the emitter side for direct penetration of the radiation flux. The radiation flux from the emitter 2 penetrates simultaneously into all volumes.

Фотоэнергетическая установка работает следующим образом. The photovoltaic installation operates as follows.

Поток электромагнитной энергии от излучателя 2, распространяясь по радиальным направлениям, проникает в зазор между пластинами. Направленные на излучатель ребра пластин и зазоры (щели) между пластинами образуют своеобразную дифракционную решетку с периодом d =а+b, (где а - толщина пластины, b - ширина щели). The flow of electromagnetic energy from the emitter 2, propagating in radial directions, penetrates into the gap between the plates. The plate edges and gaps (slits) between the plates directed to the emitter form a kind of diffraction grating with a period d = a + b, (where a is the plate thickness, b is the gap width).

В результате дифракции поток излучения распространяется в объеме между каждыми двумя соседними пластинами не только в первоначальном, прямолинейном направлении, но и по всем другим направлениям. Угол дифракции имеет разные значения для разных длин волн. Испытывая многократные отражения, поток излучения рассеивается на фоточувствительных поверхностях элементов. Внутренняя отражающая поверхность корпуса отражает электромагнитную волну и способствует более эффективному облучению фоточувствительных поверхностей элементов. Возникающая в фотопреобразующих элементах ЭДС, через контакты расположенные на торцах пластин, отводится к нагрузке по токоотводящим шинам (на чертеже не показано). As a result of diffraction, the radiation flux propagates in the volume between each two adjacent plates, not only in the initial, rectilinear direction, but also in all other directions. The diffraction angle has different values for different wavelengths. Undergoing multiple reflections, the radiation flux is scattered on the photosensitive surfaces of the elements. The internal reflective surface of the body reflects the electromagnetic wave and contributes to a more efficient irradiation of the photosensitive surfaces of the elements. The EMF arising in the photoconverting elements, through the contacts located on the ends of the plates, is relegated to the load along the current-carrying buses (not shown in the drawing).

Выполнение фотопреобразующих элементов, например в виде тонких пластин, их близкое расположение друг от друга радиально оси цилиндрического излучателя позволяет разместить в малом объеме пространства вокруг излучателя значительное количество площади фоточувствительной поверхности, а выполнение излучателя в форме цилиндра, излучающего боковой поверхностью по радиальным направлениям, позволяет эффективно использовать энергию электромагнитного излучения для облучения фоточувствительной поверхности элементов, расположенной в непосредственной близости от излучателя. The implementation of photoconverting elements, for example in the form of thin plates, their close proximity to each other radially to the axis of the cylindrical emitter allows you to place a significant amount of the photosensitive surface in a small amount of space around the emitter, and the implementation of the emitter in the form of a cylinder radiating a lateral surface in radial directions allows you to effectively use the energy of electromagnetic radiation to irradiate the photosensitive surface of elements located in close proximity to the emitter.

Источники информации
1. Глиберман А.Я. и Зайцева А.К. Кремниевые солнечные батареи.- М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961.Sources of information
1. Gliberman A.Ya. and Zaitseva A.K. Silicon Solar Panels. - M.-L.: Gosenergoizdat, 1961.

2. Солнечная энергетика. (Материалы конференции ЮНЕСКО, г. Тулуза, Франция, 1976 г.) Перевод с английского и французского под ред. д-ров техн. наук Ю.Н. Малевского и М.М. Колтуна. - М.: Мир, 1979. 2. Solar power. (Materials of the UNESCO Conference, Toulouse, France, 1976) Translation from English and French, ed. Dr. tech. sciences Yu.N. Malevsky and M.M. Koltun. - M .: Mir, 1979.

3. Патент РФ N 1774796, М.кл. H 01 L 31/04, публ. 15.10.94, бюл. N 19. 3. RF patent N 1774796, M.cl. H 01 L 31/04, publ. 10/15/94, bull. N 19.

4. Патент РФ N 1598781, М.кл. H 01 L 31/04, публ. 30.10.94, бюл. N 20. 4. RF patent N 1598781, M.cl. H 01 L 31/04, publ. 10/30/94, bull. N 20.

Claims (5)

1. Фотоэнергетическая установка, содержащая установленные на основании и подключенные к токоотводящим шинам фотопреобразующие элементы, отличающаяся тем, что фотопреобразующие элементы установлены в закрытом корпусе с отражающей внутренней поверхностью вместе с излучателем электромагнитной энергии, излучатель выполнен, например, в форме цилиндра с возможностью излучения боковой поверхностью, а фотопреобразующие элементы размещены своими фоточувствительными поверхностями параллельно направлению распространения потока излучения от излучателя. 1. A photovoltaic installation comprising photoconverting elements mounted on a base and connected to current-carrying buses, characterized in that the photoconverting elements are installed in a closed housing with a reflective inner surface together with an electromagnetic energy emitter, the emitter is made, for example, in the form of a cylinder with the possibility of radiation by the side surface and the photoconverting elements are placed by their photosensitive surfaces parallel to the direction of propagation of the radiation flux from the emitter. 2. Фотоэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что фотопреобразующие элементы выполнены в виде пластин с односторонней или двусторонней фоточувствительной поверхностью, при этом пластины установлены вокруг цилиндрического излучателя радиально его оси. 2. The photovoltaic installation according to claim 1, characterized in that the photoconverting elements are made in the form of plates with a one-sided or two-sided photosensitive surface, while the plates are mounted around a cylindrical emitter radially to its axis. 3. Фотоэнергетическая установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что пластины с односторонней фоточувствительной поверхностью установлены вдоль оси излучателя попарно параллельно с зазором друг относительно друга и фоточувствительными поверхностями, обращенными друг к другу. 3. Photo-energy installation according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the plates with a one-sided photosensitive surface are installed along the axis of the emitter in pairs in parallel with a gap relative to each other and photosensitive surfaces facing each other. 4. Фотоэнергетическая установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что пластины с двусторонней фоточувствительной поверхностью установлены вдоль оси излучателя с зазором друг относительно друга. 4. Photo-energy installation according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the plate with a two-sided photosensitive surface mounted along the axis of the emitter with a gap relative to each other. 5. Фотоэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что фотопреобразующие элементы выполнены в виде пластин с двусторонней фоточувствительной поверхностью, при этом пластины установлены перпендикулярно оси излучателя. 5. The photovoltaic installation according to claim 1, characterized in that the photoconverting elements are made in the form of plates with a two-sided photosensitive surface, and the plates are mounted perpendicular to the axis of the emitter.
RU99122513/28A 1999-10-25 1999-10-25 Photoelectric power unit RU2165662C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99122513/28A RU2165662C1 (en) 1999-10-25 1999-10-25 Photoelectric power unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99122513/28A RU2165662C1 (en) 1999-10-25 1999-10-25 Photoelectric power unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2165662C1 true RU2165662C1 (en) 2001-04-20

Family

ID=20226237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99122513/28A RU2165662C1 (en) 1999-10-25 1999-10-25 Photoelectric power unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2165662C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2576348C1 (en) * 2014-10-02 2016-02-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт вычислительных комплексов им. М.А. Карцева" Volumetric photoelectric module of high capacity

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2576348C1 (en) * 2014-10-02 2016-02-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт вычислительных комплексов им. М.А. Карцева" Volumetric photoelectric module of high capacity

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20090250093A1 (en) Enhanced concentrator PV pannel
US20110162712A1 (en) Non-tracked low concentration solar apparatus
US20100206352A1 (en) Low-concentration flat profile photovoltaic modules
CN101496181B (en) Method and apparatus for arranging a solar cell and reflector
KR20190004243A (en) Method for Generater using double-sided Solar Cell Module with Solar Light Tube and Reflector
US20070199563A1 (en) Apparatus for concentration and conversion of solar energy
WO2008039509A2 (en) Optical concentrators having one or more line foci and related methods
CN101641860A (en) Concentrating photovoltaic system using a fresnel lens and nonimaging secondary optics
CN102934238A (en) On-window solar-cell heat-spreader
US20070256732A1 (en) Photovoltaic module
Nilsson et al. Micro-structured reflector surfaces for a stationary asymmetric parabolic solar concentrator
RU2165662C1 (en) Photoelectric power unit
JP2020508581A (en) Optical shield for photovoltaic cells
CN114631259A (en) Hybrid receiver for concentrated photovoltaic-thermal power systems and related methods
WO2010138086A2 (en) Solar energy collecting and transforming apparatus
RU2612725C1 (en) Hybrid roof solar panel
JP6854096B2 (en) Concentrating solar cell system and power generation method
RU2578735C1 (en) Concentrator solar photovoltaic module
RU2730544C1 (en) Sunny house
RU2445553C2 (en) Solar concentrator module and method of its manufacturing (versions)
RU2475888C1 (en) Photovoltaic module design
RU2406043C1 (en) Solar power installation with solar energy concentrator made from flat reflecting plates
WO2007148325A2 (en) Method and apparatus for concentrating solar energy
RU2555197C1 (en) Device for converting solar energy
TR200100132T2 (en) Radiation energy condensing device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051026