RU2210039C2 - Гелиоэнергетический модуль - Google Patents
Гелиоэнергетический модуль Download PDFInfo
- Publication number
- RU2210039C2 RU2210039C2 RU2001130676/06A RU2001130676A RU2210039C2 RU 2210039 C2 RU2210039 C2 RU 2210039C2 RU 2001130676/06 A RU2001130676/06 A RU 2001130676/06A RU 2001130676 A RU2001130676 A RU 2001130676A RU 2210039 C2 RU2210039 C2 RU 2210039C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylindrical
- concentrator
- parabolic
- solar
- facets
- 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
Abstract
Изобретение относится к солнечной энергетике и может найти применение в гелиоустановках для получения электрической энергии и в нагревательных солнечных установках. В соответствии с изобретением в гелиоэнергетическом модуле, состоящем из цилиндрического концентратора с набором плоских зеркальных фацет, установленных на несущей конструкции, и линейного фотоэлектрического приемника на фокусной линии указанного концентратора, с тыльной стороны основного цилиндрического концентратора установлен дополнительный цилиндрический концентратор, на фокусной линии которого установлен тепловой поглотитель, при этом отражающее покрытие плоских фацет основного цилиндрического концентратора выполнено селективным, в соответствии со спектральной чувствительностью линейного фотоэлектрического приемника, а дополнительный цилиндрический концентратор представляет собой набор плоских фацет, установленных на несущей параболоцилиндрической конструкции перпендикулярно к образующей поверхности параболического цилиндра, а сама параболоцилиндрическая конструкция обращена к основному цилиндрическому концентратору своей внешней выпуклой стороной. Изобретение обеспечивает повышение эффективности преобразования солнечной энергии путем уменьшения нагрева приемника. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к солнечной энергетике и может найти применение в гелиоустановках для получения электрической энергии, а также в солнечных установках для нагрева воды или другого теплоносителя.
Известны устройства, содержащие различные концентраторы с криволинейными образующими, оптически сопряженными с принимающей поверхностью поглотителей солнечной энергии [1], [2] и [3].
Недостатком таких устройств является неравномерное распределение сконцентрированного солнечного излучения на принимающей поверхности поглотителей, что является особенно критичным, если в качестве приемника солнечного излучения используется фотоэлектрический преобразователь.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению, выбранным авторами за прототип, является гелиоэнергетический модуль, содержащий несущую конструкцию, закрепленный на ней цилиндрический концентратор из набора плоских зеркальных фацет, линейный приемник концентрированного излучения, установленный по фокусной линии цилиндрического концентратора [4].
Недостатком такого гелиоэнергетического модуля является тот факт, что излучение, поступающее на линейный фотоэлектрический приемник, имеет широкий спектральный состав, а поскольку спектральная чувствительность линейного фотоэлектрического приемника ограничена, то эффективность использования солнечного излучения ограничена.
С помощью предлагаемого изобретения достигается технический результат, заключающийся в повышении эффективности преобразования солнечной энергии на линейном фотоэлектрическом приемнике из-за уменьшения нагрева фотоэлектрического приемника тепловым излучением.
В соответствии с предлагаемым изобретением указанный технический результат достигается тем, что в гелиоэнергетическом модуле, состоящем из цилиндрического концентратора, образованного набором плоских зеркальных фацет, установленных на несущей конструкции, и линейного фотоэлектрического приемника, расположенного на фокусной линии указанного концентратора, с тыльной стороны основного цилиндрического концентратора установлен дополнительный цилиндрический концентратор, на фокусной линии которого установлен тепловой поглотитель, при этом отражающее покрытие плоских фацет основного цилиндрического концентратора выполнено селективным в соответствии со спектральной чувствительностью линейного фотоэлектрического приемника, а дополнительный цилиндрический концентратор представляет собой набор плоских фацет, установленных на несущей параболоцилиндрической конструкции перпендикулярно к образующей поверхности параболического цилиндра, а сама параболоцилиндрическая конструкция обращена к основному цилиндрическому концентратору своей внешней выпуклой стороной.
На чертеже (фиг.1) схематически показан предлагаемый гелиоэнергетический модуль, содержащий цилиндрический концентратор 1, образованный набором плоских зеркальных фацет 2, установленных по его внутренней поверхности, и линейный фотоэлектрический приемник 3, расположенный вдоль фокусной линии указанного цилиндрического концентратора.
На чертеже (фиг.2) показано положение одной из плоских зеркальных фацет на дополнительном цилиндрическом концентраторе 4.
В предлагаемом гелиоэнергетическом модуле с тыльной стороны цилиндрического концентратора 1 установлен дополнительный цилиндрический концентратор 4, параболоцилиндрическая поверхность которого обращена к основному своей внешней выпуклой стороной. На несущей конструкции этого дополнительного концентратора 4 перпендикулярно к его параболоцилиндрической поверхности установлены плоские отражательные фацеты 5, а на фокусной линии этого концентратора 4 установлен тепловой поглотитель 6.
Предлагаемый гелиоэнергетический модуль работает следующим образом.
Система наведения, (на чертеже не показана), производит ориентацию цилиндрического концентратора 1 на Солнце по углу места. После наведения на Солнце, то есть когда его излучение падает на его поверхность параллельно оси цилиндрообразующей параболы концентратора, оно, отразившись от зеркальной поверхности плоских фацет 2, попадает на линейный фотоэлектрический приемник 3, поскольку фацеты установлены по внутренней поверхности параболического цилиндра 1, а линейный фотоэлектрический приемник 3 - вдоль фокусной линии указанного параболического цилиндра 1.
Отражательная поверхность плоских зеркальных фацет 2 имеет селективный коэффициент отражения, согласованный со спектральной чувствительностью линейного фотоэлектрического приемника 3. Как правило, спектральная чувствительность фотоэлектрического приемника (фотоэлемента) лежит в ближней ультрафиолетовой и видимой областях спектра. Инфракрасное излучение, являясь тепловым, попадая на фотоэлектрический приемник, приводит к его нагреву и понижению эффективности фотоэлектрического преобразования. Поэтому отражательное покрытие зеркальных фацет должно быть прозрачно в этой области спектра.
Инфракрасная часть солнечного излучения, проходя сквозь фацеты, попадает на дополнительный цилиндрический концентратор 4 и фокусируется им на тепловом поглотителе 6.
В данном случае дополнительный цилиндрический концентратор 4 выполнен в виде зеркального отражателя и представляет собой набор плоских фацет 5, установленных на несущей параболоцилиндрической конструкции 4 перпендикулярно к образующей поверхности параболического цилиндра, а сама параболоцилиндрическая конструкция 4 обращена к основному цилиндрическому концентратору 1 своей внешней выпуклой стороной.
Рассмотрим один из элементов, образующих дополнительный цилиндрический концентратор 4 (см. фиг.2). Плоская фацета 5 установлена на параболоцилиндрической конструкции 4 перпендикулярно к параболе, образующей поверхность цилиндрического концентратора 4.
Как известно, в параболе касательная А-А является биссектрисой угла между диаметром В-В и фокальным радиусом N-F. Таким образом, как видно из чертежа (фиг. 2), угол α равен углу β, а значит все лучи (направление В-В), прошедшие через основной цилиндрический концентратор 1 на дополнительный цилиндрический концентратор 4, соберутся всеми его отражательными фацетами 5 в фокальной области параболического цилиндра 4, несущего эти отражательные фацеты 5. В этой области установлен тепловой поглотитель 6, который и поглощает тепловое излучение Солнца.
Такая схема разделения солнечного излучения на два диапазона позволяет повысить эффективность фотоэлектрического преобразования линейного приемника 3, исключив его нагрев тепловым излучением, а затем использовать это излучение в тепловом поглотителе 6 дополнительного цилиндрического концентратора 4.
В настоящее время по материалам заявки изготовлен опытный образец гелиоэнергетического модуля и проводятся его натурные испытания на полигоне в поселке Грибанове Московской области.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. А.с. 1451475, Россия, МПК F 24 J 2/10.
1. А.с. 1451475, Россия, МПК F 24 J 2/10.
2. Пат. 404753, Австрия, МКП F 24 J 2/14.
3. Заявка 19546913, Германия, МПК F 24 J 2/14, F 24 J 2/12.
4. А.с. 1449785, Россия, МПК F 24 J 2/38 - прототип.
Claims (2)
1. Гелиоэнергетический модуль, состоящий из цилиндрического концентратора, образованного набором плоских зеркальных фацет, установленных на несущей конструкции, и линейного фотоэлектрического приемника, расположенного на фокусной линии цилиндрического концентратора, отличающийся тем, что с тыльной стороны основного цилиндрического концентратора установлен дополнительный цилиндрический концентратор, на фокусной линии которого установлен тепловой поглотитель, при этом отражающее покрытие плоских фацет основного цилиндрического концентратора выполнено селективным в соответствии со спектральной чувствительностью линейного фотоэлектрического приемника.
2. Гелиоэнергетический модуль по п. 1, отличающийся тем, что дополнительный цилиндрический концентратор представляет собой набор плоских фацет, установленных на несущей параболоцилиндрической конструкции перпендикулярно к образующей поверхности параболического цилиндра, а сама параболоцилиндрическая конструкция обращена к основному цилиндрическому концентратору своей внешней выпуклой стороной.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001130676/06A RU2210039C2 (ru) | 2001-11-14 | 2001-11-14 | Гелиоэнергетический модуль |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001130676/06A RU2210039C2 (ru) | 2001-11-14 | 2001-11-14 | Гелиоэнергетический модуль |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001130676A RU2001130676A (ru) | 2003-06-20 |
RU2210039C2 true RU2210039C2 (ru) | 2003-08-10 |
Family
ID=29246026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001130676/06A RU2210039C2 (ru) | 2001-11-14 | 2001-11-14 | Гелиоэнергетический модуль |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2210039C2 (ru) |
-
2001
- 2001-11-14 RU RU2001130676/06A patent/RU2210039C2/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2003259804B2 (en) | Concentrating solar energy receiver | |
JP4829407B2 (ja) | 太陽エネルギー集中器及び変換器並びにその組合せ | |
US4427838A (en) | Direct and diffused solar radiation collector | |
US6541694B2 (en) | Nonimaging light concentrator with uniform irradiance | |
EP4239259A2 (en) | Solar thermal concentrator apparatus, system, and method | |
US20030075212A1 (en) | Photovolataic array module design for solar electric power generation systems | |
NZ511958A (en) | Solar radiation concentrating system, where the heliostats field absorbs some energy to avoid the main tower overheating | |
CA1104015A (en) | Solar energy collection apparatus | |
Dang | Concentrators: a review | |
RU2301379C2 (ru) | Гелиоэнергетический модуль для преобразования электромагнитного излучения от удаленного источника светового излучения (варианты) | |
RU2210039C2 (ru) | Гелиоэнергетический модуль | |
RU2222755C1 (ru) | Гелиоэнергетическая установка | |
RU2154778C1 (ru) | Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором | |
KR101156939B1 (ko) | 태양열 발전 시스템 | |
RU2135909C1 (ru) | Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором | |
Gordon | A 100-sun linear photovoltaic solar concentrator design from inexpensive commercial components | |
US20180040794A1 (en) | Realizing the Dream of Green Energy and Making the Impossible Possible | |
RU2194927C1 (ru) | Солнечный коллектор | |
RU2295675C2 (ru) | Солнечный модуль с концентратором | |
RU2191329C1 (ru) | Солнечный модуль с концентратором | |
KR100917707B1 (ko) | 적외선과 가시광선을 수직방향으로 분리하여 집광하는태양광 집속장치 | |
RU2210038C2 (ru) | Гелиоустановка | |
Jacobi | Use of flexible reflective surfaces for solar energy concentration | |
Horne et al. | Frequency selective surface bandpass filters applied to thermophotovoltaic generators | |
RU2195610C2 (ru) | Концентратор солнечного излучения |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091115 |