RU2252373C1 - Солнечный модуль с концентратором - Google Patents
Солнечный модуль с концентратором Download PDFInfo
- Publication number
- RU2252373C1 RU2252373C1 RU2003134943/06A RU2003134943A RU2252373C1 RU 2252373 C1 RU2252373 C1 RU 2252373C1 RU 2003134943/06 A RU2003134943/06 A RU 2003134943/06A RU 2003134943 A RU2003134943 A RU 2003134943A RU 2252373 C1 RU2252373 C1 RU 2252373C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reflector
- cylindrical
- glass
- main mirror
- working surfaces
- Prior art date
Links
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
- Y02E10/44—Heat exchange systems
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гелиоэнергетике, в частности - к солнечным энергетическим модулям с концентраторами для получения электрической энергии и теплоты. Солнечный модуль с концентратором содержит основной зеркальный отражатель, выполненный в виде одной ветви параболоцилиндрического отражателя и второго полуцилиндрического отражателя, разделенных фокальной плоскостью, имеет приемник излучения, установленный в фокальной области основного зеркального отражателя, выполненный из стеклянной цилиндрической трубы с антиотражающим покрытием и внутренним диаметром, равным поперечной ширине встроенного внутрь плоского металлического приемника, содержащего прямой проточный канал внутри для циркуляции при помощи насоса жидкого теплоносителя и имеющего на рабочих поверхностях скоммутированные фотоэлектрические преобразователи с односторонними рабочими поверхностями, а сквозь внутреннюю полость стеклянной трубы для отвода теплоты циркулирует воздух при помощи вентилятора, причем циркуляционный насос и воздушный вентилятор установлены с одной из торцевых сторон цилиндрической трубы и связаны с скоммутированными фотоэлектрическими преобразователями электрической цепью. Изобретение должно обеспечить увеличение коэффициента концентрации, повышение эффективности использования солнечной энергии. 1 ил.
Description
Изобретение относится к гелиоэнергетике, в частности - к солнечным энергетическим модулям с концентраторами для получения электрической энергии и теплоты.
Известен солнечный модуль с концентратором, в котором солнечное излучение собирается параболоцилиндрическим фоклином, выполненным из двух параболоцилиндров, и отражается на приемник излучения, установленный на нижнем основании фоклина (патент США № 3923381 от 2.12.75 г., кл. 350/293, 126/271, 350/294).
Недостатком известного модуля является низкая концентрация, связанная с его апертурным углом α соотношением:
Кгеом.=1/sin α, при α=250,
Kгeoм.=2,36.
Другим недостатком солнечного модуля является низкая эффективность использования солнечной энергии вследствие неравномерного освещения приемника концентрированным излучением.
Известен солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором солнечной энергии, содержащий скоммутированные и установленные между двумя листами стекла двухсторонние солнечные элементы, в виде полос, перпендикулярных основанию модуля, с тыльной стороны которых симметрично относительно середины солнечных элементов установлено два полуцилиндрических концентратора, суммарная площадь аппаратуры которых в два раза больше площади солнечных элементов. При установке под углом к горизонту, равным широте местности, и полярной ориентации оси концентраторов юг - север. Фотоэлектрический модуль работает круглый год без слежения за солнцем с теоретическим коэффициентом концентрации К=2. Фактический коэффициент концентрации с учетом косинусных потерь и потерь на отражение составляет 1,56 (I.Edmond, Solar Energy Materials. 1990. # 21, р.173-190).
Недостатком известного фотоэлектрического модуля является низкий коэффициент концентрации; высокая стоимость модуля, практически равная стоимости фотоэлектрического модуля без концентратора; невозможность использования модуля при другой, кроме полярной, системе ориентации на Солнце, например в фотоэлектрических фасадах зданий и при ориентации восток - запад; невозможность использования его в фасадах зданий для получения теплоты и освещения зданий естественным солнечным излучением.
Наиболее близким по техническим параметрам к предлагаемому изобретению является солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором солнечной энергии для получения электрической энергии и теплоты, в котором для увеличения эффективности использования солнечной энергии отражатель состоит из двух разновеликих частей, разделенных плоскостью симметрии, проходящей через вершину и фокальную ось отражателя (Стребков Д.С., Тверьянович Э.В., Кивалов С.Н., Иродионов А.Е.; патент РФ № 2172451; 20.08.2001). Для увеличения коэффициента концентрации основной зеркальный отражатель выполнен в виде одной ветви параболоцилиндрического отражателя и снабжен вторым полуцилиндрическим зеркальным отражателем, а ширина полосы приемника излучения равна радиусу второго зеркального отражателя. Солнечный модуль с концентратором установлен на балконе здания, или под прозрачной крышей здания.
Недостатками известного солнечного модуля являются:
- большие трудозатраты при изготовлении стеклопакета приемника концентратора;
- фотоэлектрический приемник состоит из плоских стеклянных полос разной ширины, склеенных в стеклопакет; при резком увеличении температуры в фокальном пятне зеркального отражателя вследствие неодновременного нагрева участков стеклопакета, а также имеющейся незначительной неоднородности материала в местах соединения стеклопакет деформируется и дает течь или вследствие тех же причин образовавшиеся воздушные пузыри приводят к разлому стеклопакета.
- невозможность корректировки положения фотоэлектрического приемника для увеличения попадания на его рабочие поверхности концентрированного излучения;
- невозможность отвода избыточной теплоты непосредственно от фотоэлектрического приемника для одновременного получения электричества, теплоты и горячей воды.
Задачей изобретения является увеличение коэффициента концентрации, повышение эффективности использования солнечной энергии и снижение стоимости получаемой электроэнергии и теплоты, а также создание эффективных, технологичных и прочных гелиотехнических устройств, встроенных в фасады и крыши зданий для обеспечения их электроэнергией, горячей водой и теплом.
В результате использования предлагаемой конструкции приемника:
- упрощается технология изготовления приемников солнечного излучения;
- увеличивается надежность и эффективность солнечного модуля за счет появления возможности использования отводимого избыточного тепла от фотоэлектрических преобразователей;
- появляется возможностью установки необходимого потребителю положения приемника солнечного излучения относительно фокальной плоскости зеркального отражателя;
- появляются новые конструкции приемников для одновременного получения электрической энергии, горячей воды и теплоты.
Для получения электрической энергии, горячей воды и теплоты солнечный модуль имеет приемник излучения, установленный в фокальной области основного зеркального отражателя и изготовленный из стеклянной трубы с антиотражающим покрытием. В циркулирующем воздухе для отвода избыточной теплоты при помощи вентилятора, расположен плоский приемник, изготовленный из металла, имеющий прямой проточный канал для циркуляции жидкого теплоносителя при помощи насоса. Воздушный вентилятор и циркуляционный насос соединены в электрическую цепь с скоммутированными фотоэлектрическими преобразователями.
Технический результат достигается тем, что солнечный модуль с концентратором, содержащий основной зеркальный отражатель, выполненный в виде одной ветви параболоцилиндрического отражателя и второго полуцилиндрического отражателя, разделенных фокальной плоскостью, имеет приемник излучения, установленный в фокальной области основного зеркального отражателя, выполненный из стеклянной цилиндрической трубы с антиотражающим покрытием и внутренним диаметром, равным поперечной ширине встроенного внутрь плоского металлического приемника, содержащего прямой проточный канал внутри для циркуляции при помощи насоса жидкого теплоносителя и имеющего на рабочих поверхностях скоммутированные фотоэлектрические преобразователи с односторонними рабочими поверхностями, а сквозь внутреннюю полость стеклянной трубы для отвода теплоты циркулирует воздух при помощи вентилятора, причем циркуляционный насос и воздушный вентилятор установлены с одной из торцевых сторон цилиндрической трубы и связаны с скоммутированными фотоэлектрическими преобразователями электрической цепью.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
На фиг.1 солнечный модуль содержит основной зеркальный отражатель 1, приемник излучения 2, изготовленный из стеклянной трубы с антиотражающим покрытием, внутри которого установлен плоский металлический приемник 9, содержащий прямой проточный канал 10 внутри для циркуляции, при помощи насоса 11, жидкого теплоносителя и имеющий с двух широких сторон поверхности скоммутированные фотоэлектрические преобразователи 12 с односторонними рабочими поверхностями, а сквозь внутреннюю полость стеклянной трубы для отвода теплоты циркулирует воздух при помощи вентилятора 8, причем циркуляционный насос и воздушный вентилятор установлены с одной из торцевых сторон цилиндрической трубы и связаны с скоммутированными фотоэлектрическими преобразователями электрической цепью 4. Ширина солнечного модуля в горизонтальной плоскости равна D, состоит из проекции d1 ширины фотоэлектрического приемника на плоскость миделя 7 и ширины плоскости миделя D - d1 между фокальной осью 5 и ветвью параболоцилиндрического концентратора. Фокальная плоскость 6 наклонена к горизонтальной плоскости под углом 113,5° - φ, где φ - широта местности установки солнечного модуля.
Солнечный модуль с концентратором работает следующим образом. От сфокусированного основным зеркальным отражателем 1 солнечного излучения нагревается приемник, изготовленный из стеклянной трубы 2 с антиотражающим покрытием, далее под концентрированное солнечное излучение попадает встроенный внутрь приемника из стеклянной трубы плоский металлический приемник 9, содержащий проточные каналы 10 внутри для циркуляции, при помощи насоса 11, жидкого теплоносителя и имеющий с двух широких сторон поверхности скоммутированные фотоэлектрические преобразователи 12 с односторонними рабочими поверхностями, а сквозь внутреннюю полость стеклянной трубы для отвода теплоты циркулирует воздух при помощи вентилятора 8, причем циркуляционный насос и воздушный вентилятор установлены с одной из торцевых сторон цилиндрической трубы и связаны с скоммутированными фотоэлектрическими преобразователями электрической цепью 4.
Claims (1)
- Солнечный модуль с концентратором, содержащий основной зеркальный отражатель, выполненный в виде одной ветви параболоцилиндрического отражателя и второго полуцилиндрического отражателя, разделенных фокальной плоскостью, отличающийся тем, что приемник излучения, установленный в фокальной области основного зеркального отражателя, выполнен из стеклянной цилиндрической трубы с антиотражающим покрытием и внутренним диаметром, равным поперечной ширине встроенного внутрь плоского металлического приемника, содержащего прямой проточный канал внутри для циркуляции при помощи насоса жидкого теплоносителя и имеющего на рабочих поверхностях скоммутированные фотоэлектрические преобразователи с односторонними рабочими поверхностями, а сквозь внутреннюю полость стеклянной трубы для отвода теплоты циркулирует воздух при помощи вентилятора, причем циркуляционный насос и воздушный вентилятор установлены с одной из торцевых сторон цилиндрической трубы и связаны с скоммутированными фотоэлектрическими преобразователями электрической цепью.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003134943/06A RU2252373C1 (ru) | 2003-12-03 | 2003-12-03 | Солнечный модуль с концентратором |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003134943/06A RU2252373C1 (ru) | 2003-12-03 | 2003-12-03 | Солнечный модуль с концентратором |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2252373C1 true RU2252373C1 (ru) | 2005-05-20 |
Family
ID=35820631
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003134943/06A RU2252373C1 (ru) | 2003-12-03 | 2003-12-03 | Солнечный модуль с концентратором |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2252373C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2612670C1 (ru) * | 2015-12-11 | 2017-03-13 | Дмитрий Семенович Стребков | Солнечная электростанция |
-
2003
- 2003-12-03 RU RU2003134943/06A patent/RU2252373C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
С.ТАНАКА, Р.СУДА. Жилые дома с автономным солнечным теплохладоснабжением, М.,Стройиздат, 1989, с.34-35. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2612670C1 (ru) * | 2015-12-11 | 2017-03-13 | Дмитрий Семенович Стребков | Солнечная электростанция |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Li et al. | Building integrated solar concentrating systems: A review | |
Ju et al. | A review of concentrated photovoltaic-thermal (CPVT) hybrid solar systems with waste heat recovery (WHR) | |
US8952238B1 (en) | Concentrated photovoltaic and solar heating system | |
AU2011242409B2 (en) | A solar energy collector system | |
CN2913955Y (zh) | 可自散热的太阳能聚集型光伏发电装置 | |
JP2008523593A5 (ru) | ||
US10181815B2 (en) | Receiver for PV/T solar energy systems | |
CN101098112A (zh) | 可自散热的太阳能聚集型光伏发电装置 | |
RU2694066C1 (ru) | Солнечный дом | |
Kalogirou | Nontracking solar collection technologies for solar heating and cooling systems | |
KR19990062616A (ko) | 진공관식 집열관, 집광씨스템 및 설치방법 | |
Tripanagnostopoulos | New designs of building integrated solar energy systems | |
US8474445B2 (en) | Concentrating solar energy device | |
RU2225966C1 (ru) | Солнечный модуль с концентратором (варианты) | |
RU2172903C1 (ru) | Солнечный модуль с концентратом | |
RU2206837C2 (ru) | Солнечный модуль с концентратором (варианты) | |
RU2252373C1 (ru) | Солнечный модуль с концентратором | |
CN112865702B (zh) | 一种百叶窗式太阳能聚光光伏/光热/照明一体化系统 | |
RU2225965C1 (ru) | Солнечный модуль с концентратором | |
RU2252371C2 (ru) | Солнечный модуль с концентратором | |
KR0181200B1 (ko) | 태양광 집광집열 장치 | |
KR20210066461A (ko) | 온도센서를 이용하여 태양광을 추적할 수 있는 ptc형 태양열 시스템 | |
RU2338129C1 (ru) | Солнечный дом (варианты) | |
KR20210066464A (ko) | 집광형 태양전지가 결합된 ptc형 태양열 시스템 | |
CN204388387U (zh) | 一种三维cpc簇太阳能二次聚集器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081204 |