RU2282799C1

RU2282799C1 - Solar multifunctional strong-concentrating power plant

Info

Publication number: RU2282799C1
Application number: RU2005106911/06A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Семенович Стребков (RU); Дмитрий Семенович Стребков; Абдул-Гамид Ахмедович Абдуллаев (RU); Абдул-Гамид Ахмедович Абдуллаев; Виктор Петрович Бугаев (RU); Виктор Петрович Бугаев
Priority date: 2005-03-15
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2006-08-27
Also published as: RU2005106911A

Abstract

FIELD: solar power engineering; highly efficient solar strong-concentrating power plants.

SUBSTANCE: strong-concentrating power plant has primary and secondary mirror concentrators, receiver and cooler. Primary concentrator-paraboloid and secondary concentrator-paraboloid are disposed in central part of common conic concentrator provided with through hole; both concentrators are disposed in perpendicular to optical axis of common concentrator. Generating lines of concentrators-paraboloids are turned against optical axis of common concentrator by 360°; paraboloids are fixed onto common concentrator by means of holders. Primary and secondary concentrators-paraboloids and base of common conic concentrator are fixed onto cooling device-radiator. Cylindrical holes are made in cooling device-radiator.

EFFECT: provision of transformation of solar energy to electrical, mechanical, electromagnetic and other types of energy depending on type of receiver.

2 dwg

Description

Изобретение относится к гелиоэнергетике, в частности к высокоэффективным солнечным сильноконцентрирующим энергетическим установкам.The invention relates to solar energy, in particular to highly efficient solar highly concentrated power plants.

При этом стоимость вырабатываемой энергии может быть снижена пропорционально кратности концентрирования солнечного излучения.In this case, the cost of the generated energy can be reduced in proportion to the multiplicity of concentration of solar radiation.

Необходимость в этом особенно актуальна при использовании в крупномасштабной солнечной энергетике дефицитных и очень дорогих полупроводниковых материалов, приемников с лазерным излучением и других дорогостоящих приемников преобразователей.The need for this is especially relevant when using scarce and very expensive semiconductor materials, laser receivers, and other expensive converter receivers in large-scale solar energy.

Известна солнечная энергоустановка с концентратором (Ж.И.Алферов. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. Ленинград. Наука. 1989. С.301).Known solar power plant with a concentrator (J.I. Alferov. Photoelectric conversion of concentrated solar radiation. Leningrad. Science. 1989. P.301).

Недостаток известной энергоустановки в ограниченности вида преобразования солнечного излучения приемником только в электрическую энергию.A disadvantage of the known power plant in the limited form of conversion of solar radiation by the receiver only into electrical energy.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является проект солнечной энергетической установки с двухзеркальной сильноконцентрирующей системой Кассегрена (ДСК), разработанной фирмой TRW (США) согласно конструктивной схемы ДСК и расчетной схемы ДСК (Ж.И.Алферов. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. Ленинград. Наука. 1989. С.299, С.281, С.233).Closest to the technical nature of the present invention is the project of a solar power plant with a two-mirror highly concentrated Cassegrain system (DSC), developed by TRW (USA) according to the design scheme of the DSC and the design scheme of the DSC (J. I. Alferov. Photoelectric conversion of concentrated solar radiation. Leningrad Science. 1989. S.299, S.281, S.233).

Известная сильноконцентрирующая двухзеркальная система Кассергена (ДСК) состоит из соосных поверхностей вращения второго порядка, а именно первичного концентратора - параболоида и вторичного концентратора - гиперболоида, причем приемник преобразователь расположен в вершине первичного концентратора-параболоида.The well-known highly concentrating two-mirror Kassergen system (DSC) consists of coaxial surfaces of rotation of the second order, namely, a primary concentrator — a paraboloid and a secondary concentrator — a hyperboloid, with the converter receiver located at the top of the primary paraboloid concentrator.

Существенным недостатком известной солнечной сильноконцентрирующей энергоустановки с ДСК является ограниченность вида преобразования солнечного излучения приемником только в электрическую энергию.A significant drawback of the well-known solar highly concentrated power plant with DSC is the limited type of conversion of solar radiation by the receiver only into electrical energy.

Задачей изобретения является расширение возможностей видов преобразования приемником солнечной энергоустановки с сильноконцентрирующей системой.The objective of the invention is to expand the possibilities of conversion types by the receiver of a solar power plant with a highly concentrating system.

Таким образом в результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность создания солнечной многофункциональной сильноконцентрирующей энергоустановки, позволяющей преобразовывать солнечную энергию не только в электричество, но и в механическую энергию (солнечный двигатель, солнечный гироскоп), в энергию монохроматического излучения (солнечный лазер), а также в электромагнитную энергию радиопередатчика при радиосвязи (солнечный локатор для разведки цели и т.д.).Thus, as a result of the use of the present invention, it becomes possible to create a solar multifunctional highly concentrated power plant, which allows converting solar energy not only into electricity, but also into mechanical energy (solar engine, solar gyroscope), into monochromatic radiation energy (solar laser), as well as electromagnetic radio transmitter energy for radio communications (solar radar for reconnaissance, etc.).

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой солнечной многофункциональной сильноконцентрирующей энергоустановке, содержащей первичный и вторичный зеркальные концентраторы, приемник, расположенный в вершине первичного концентратора перпендикулярно его оптической оси с охлаждающим устройством, в центральной части общего конического концентратора со сквозным отверстием перпендикулярно его оптической оси расположены первичный концентратор-параболоид и вторичный концентратор-гиперболоид с разворотом их образующих вокруг оптической оси общего конического концентратора на 360° и закрепленных на нем с помощью держателей, причем приемник, расположенный в вершине первичного концентратора-параболоида, закреплен на нем с помощью держателя и имеет цилиндрическую форму, вытянутую вдоль оптической оси общего конического концентратора, а развернутые на 360° первичный концентратор-параболоид, вторичный концентратор-гиперболоид и основание общего конического концентратора закреплены на охлаждающем устройстве-радиаторе, в котором выполнены цилиндрические отверстия-дырки.The above technical result is achieved by the fact that in the proposed solar multifunctional highly concentrating power plant containing primary and secondary mirror concentrators, a receiver located at the top of the primary concentrator perpendicular to its optical axis with a cooling device, in the central part of the common conical concentrator with a through hole perpendicular to its optical axis primary hub-paraboloid and secondary hub-hyperboloid with a turn and forming 360 ° around the optical axis of the common conical concentrator and mounted on it with holders, the receiver located at the top of the primary paraboloid concentrator mounted on it with the holder and has a cylindrical shape elongated along the optical axis of the common conical concentrator, and deployed 360 ° the primary concentrator-paraboloid, the secondary concentrator-hyperboloid and the base of the general conical concentrator are mounted on a cooling device-radiator in which the cyl ndricheskie holes-holes.

Сущность изобретения поясняется фиг.1 и 2.The invention is illustrated in figures 1 and 2.

На фиг.1 представлена общая схема предлагаемой солнечной многофункциональной сильноконцентрирующей энергоустановки (вид спереди).Figure 1 presents the General scheme of the proposed solar multifunctional highly concentrated power plant (front view).

На фиг.2 представлена схема солнечной многофункциональной сильноконцентрирующей энергоустановки (вид сверху).Figure 2 presents a diagram of a solar multifunctional highly concentrated power plant (top view).

Солнечная многофункциональная сильноконцентрирующая энергоустановка содержит общий конический концентратор 1, первичный параболоидный концентратор, развернутый своей образующей 2 вокруг оптической оси конического концентратора 1 на 360°, вторичный гиперболоидный концентратор, развернутый своей образующей 3 вокруг оптической оси конического концентратора 1 на 360°, держатель 4 первичного параболоидного концентратора, держатель 5 вторичного гиперболоидного концентратора 3, приемник 6, держатель 7, охлаждающее устройство-радиатор 8, окно выходное 9 для лазерного излучения, цилиндрические отверстия-дырки 10 в радиаторе 8.A solar multifunctional highly concentrated power plant contains a common conical concentrator 1, a primary paraboloid concentrator deployed with its generator 2 around the optical axis of the conical concentrator 1 360 °, a secondary hyperboloid concentrator deployed with its generatrix 3 around the optical axis of the conical concentrator 1 360 °, holder 4 of the primary paraboloid concentrator, holder 5 of the secondary hyperboloid concentrator 3, receiver 6, holder 7, cooling device-radiator 8, window you travel 9 for laser radiation, cylindrical holes-holes 10 in the radiator 8.

Солнечная многофункциональная сильноконцентрирующая энергоустановка работает следующим образом.Solar multifunctional highly concentrated power plant operates as follows.

Общий конический концентратор 1 с углом раствора в 90° собирает солнечные лучи вдоль и вокруг своей оптической оси, где расположены первичные концентратор-параболоид 2 и вторичный концентратор-гиперболоид 3, развернутые своими образующими вокруг оптической оси общего конического концентратора 1 на 360°. Приемник 6 расположен в вершине первичного концентратора-параболоида 2 и имеет цилиндрическую форму, вытянутую вдоль оптической оси общего конического концентратора 1. Такая форма преобразователя приемника 6 позволяет преобразовывать концентрированную солнечную энергию, в зависимости от вида приемника 6, в электрическую, механическую, электромагнитную и другие виды энергии. В предлагаемом изобретении приемник 6 преобразовывает энергию солнечного излучения в энергию монохроматического лазерного излучения через выходное окно 9. Первичный концентратор-параболоид 2, вторичный концентратор-гиперболоид 3 и приемник 6 закреплены с помощью держателей соответственно держателя 4, держателя 5 и держателя 7. Радиатор 8 имеет цилиндрические отверстия-дырки 10 с возможностью увеличения поверхности отвода и сброса тепла в окружающее пространство.A general conical concentrator 1 with a solution angle of 90 ° collects the sun's rays along and around its optical axis, where the primary concentrator-paraboloid 2 and the secondary concentrator-hyperboloid 3 are located, deployed by their generators around the optical axis of the general conical concentrator 1 by 360 °. The receiver 6 is located at the top of the primary paraboloid concentrator 2 and has a cylindrical shape, elongated along the optical axis of the common conical concentrator 1. This shape of the transducer of the receiver 6 allows you to convert concentrated solar energy, depending on the type of receiver 6, into electrical, mechanical, electromagnetic and others types of energy. In the present invention, the receiver 6 converts the energy of solar radiation into the energy of monochromatic laser radiation through the output window 9. The primary hub-paraboloid 2, the secondary hub-hyperboloid 3 and the receiver 6 are secured with holders, respectively, of the holder 4, holder 5 and holder 7. The radiator 8 has cylindrical hole-holes 10 with the possibility of increasing the surface of the removal and discharge of heat into the surrounding space.

Claims

A solar multifunctional highly concentrated power plant containing primary and secondary mirror concentrators, a receiver located at the top of the primary concentrator perpendicular to its optical axis with a cooling device, characterized in that in the central part of the common conical concentrator with a through hole perpendicular to its optical axis there is a primary paraboloid concentrator and secondary hub-hyperboloid with a rotation of their generatrices around the optical axis of the general conical 360 ° concentrator and mounted on it with holders, the receiver located at the top of the primary paraboloid concentrator mounted on it with the holder and has a cylindrical shape elongated along the optical axis of the common conical concentrator, and the primary hub deployed 360 ° -paraboloid, a secondary concentrator-hyperboloid and the base of a common conical concentrator are mounted on a cooling device-radiator in which cylindrical holes are made.