RU2355956C1 - Solar power photosystem (versions) - Google Patents
Solar power photosystem (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2355956C1 RU2355956C1 RU2007148186/06A RU2007148186A RU2355956C1 RU 2355956 C1 RU2355956 C1 RU 2355956C1 RU 2007148186/06 A RU2007148186/06 A RU 2007148186/06A RU 2007148186 A RU2007148186 A RU 2007148186A RU 2355956 C1 RU2355956 C1 RU 2355956C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- photoactive
- subsystem
- concentrator
- central region
- solar
- 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
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к солнечной энергетике, в частности к солнечным энергетическим установкам с концентраторами солнечного излучения для выработки электроэнергии путем фотоэлектрического преобразования солнечной энергии.The invention relates to solar energy, in particular to solar power plants with solar concentrators for generating electricity by photoelectric conversion of solar energy.
Известна солнечная энергетическая установка (см. патент RU №2303205, МПК F24J 2/42, опубликован 20.07.2007), содержащая стационарный параболоцилиндрический концентратор солнечной энергии и приемник, установленный в фокальной области. На входной поверхности миделя концентратора на общей раме по оси Восток-Запад размещена система гелиостатов угловой формы, выполненных в виде жалюзи из плоских зеркальных фацет, плоскости которых находятся под углом 120° друг к другу и установлены под углом µ=114°-φ+δ к плоскости миделя, где - φ географическая широта местоположения концентратора, δ - склонение солнечных лучей. Известная установка позволяет увеличить время работы стационарного концентратора как в суточном, так и в годовом режиме работы, повысить суммарную выработку электроэнергии в год и упростить конструкцию солнечных энергосистем за счет исключения из конструкции систем слежения.A known solar power installation (see patent RU No. 2303205, IPC F24J 2/42, published July 20, 2007) containing a stationary parabolic cylinder concentrator of solar energy and a receiver installed in the focal region. On the input surface of the hub midsection on a common frame along the East-West axis there is a system of angular shaped heliostats made in the form of blinds made of flat mirror facets, the planes of which are at an angle of 120 ° to each other and are installed at an angle of μ = 114 ° -φ + δ to the midsection plane, where is φ the geographical latitude of the hub location, δ is the declination of sunlight. The well-known installation allows you to increase the operating time of a stationary hub in both daily and annual operation, to increase the total generation of electricity per year and simplify the design of solar power systems by eliminating tracking systems from the design.
Недостатками известной солнечной энергетической установки являются низкая эффективность концентрирования солнечного излучения и, соответственно, низкая эффективность установки.The disadvantages of the known solar power plant are the low concentration efficiency of solar radiation and, accordingly, the low efficiency of the installation.
Известен солнечный электрогенератор (см. заявку US №2007221209, МПК F24J 2/10, опубликована 27.09.2007), включающий механическую систему, поддерживающую первую отражающую поверхность, фокусирующую солнечное излучение в линию, сформированную изгибом по первой оси, и вторую отражающую поверхность, фокусирующую солнечное излучение в линию, сформированную изгибом по второй оси, перпендикулярной к первой оси. Фокальное расстояние второй отражающей поверхности короче фокусного расстояния первой отражающей поверхности для того, чтобы пересечь фокальные линии первой и второй отражающих поверхностей в фокусе.A known solar generator (see application US No. 2007221209, IPC F24J 2/10, published September 27, 2007), comprising a mechanical system supporting the first reflective surface, focusing solar radiation in a line formed by bending along the first axis, and the second reflecting surface, focusing solar radiation in a line formed by bending along the second axis perpendicular to the first axis. The focal length of the second reflective surface is shorter than the focal length of the first reflective surface in order to cross the focal lines of the first and second reflective surfaces in focus.
Недостатком известного солнечного электрогенератора является неэффективное концентрирование солнечного излучения.A disadvantage of the known solar power generator is the inefficient concentration of solar radiation.
Известен солнечный генератор электроэнергии (см. патент ЕР №1766298, МПК F24J 2/00, опубликован 28.03.2007), включающий установленный на механической системе вогнутый отражатель, состоящий из множества отражательных плоских элементов, и множество фотогальванических ячеек, расположенных в фокусе перед отражающими элементами.A known solar power generator (see patent EP No. 1766298, IPC F24J 2/00, published March 28, 2007), including a concave reflector mounted on a mechanical system, consisting of many reflective flat elements, and many photovoltaic cells located in focus in front of the reflective elements .
Недостатками известного солнечного генератора электроэнергии являются отсутствие слежения за положением Солнца и, соответственно, низкая суточная и годовая эффективность установки.The disadvantages of the known solar power generator are the lack of tracking the position of the Sun and, accordingly, the low daily and annual efficiency of the installation.
Наиболее близкой к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является солнечная фотоэнергосистема (см. патент RU №2286517, МПК F24J 2/42, опубликован 27.10.2006), включающая подсистему слежения за положением Солнца и установленные на подсистеме слежения фотоэлектрические модули с солнечными концентраторами, содержащими линзы Френеля, и принимающими излучение фотоэлектрическими преобразователями. Известная солнечная фотоэнергосистема - прототип имеет относительно простую конструкцию и технологию монтажа.The closest to the claimed technical solution in terms of the essential features is the solar photovoltaic system (see patent RU No. 2286517, IPC F24J 2/42, published October 27, 2006), which includes a subsystem for tracking the position of the Sun and photovoltaic modules with solar concentrators installed on the tracking subsystem, containing Fresnel lenses and receiving photoelectric converters. Famous solar photovoltaic system - the prototype has a relatively simple design and installation technology.
К недостатку известной солнечной фотоэнергосистемы следует отнести необходимость точной ориентации модулей на Солнце, чтобы обеспечить высокую эффективность преобразования солнечного излучения в электроэнергию.A disadvantage of the known solar photovoltaic system is the need for accurate orientation of the modules to the Sun in order to ensure high conversion efficiency of solar radiation into electricity.
Задачей заявляемого технического решения являлась разработка солнечной фотоэнергосистемы, которая бы обеспечивала высокую эффективность преобразования солнечного излучения в электроэнергию и при этом не требовала точной ориентации модулей на Солнце.The objective of the proposed technical solution was the development of a solar photovoltaic system that would provide high efficiency for converting solar radiation into electricity and without requiring accurate orientation of the modules to the Sun.
Поставленная задача решается группой изобретений, объединенных единым изобретательским замыслом.The problem is solved by a group of inventions, united by a single inventive concept.
По одному варианту солнечная фотоэнергосистема включает подсистему слежения за положением Солнца и установленные на подсистеме слежения фотоэлектрические модули. Каждый из модулей включает один или несколько первичных линзовых концентраторов солнечного излучения, один или несколько фотоэлементов с фотоактивной центральной областью, окруженной пассивной контактной областью, и один или несколько вторичных концентраторов, выполненных в виде полого фокона с внутренней отражающей поверхностью, закрепленного на пассивной контактной области посредством токосборной шины, выступающей за пределы фокона. Максимальный размер выходной апертуры узкой части фокона равен максимальному размеру фотоактивной центральной области, а максимальный размер d2 входной апертуры широкой части фокона удовлетворяет соотношению:In one embodiment, the solar photovoltaic system includes a subsystem for tracking the position of the Sun and photovoltaic modules installed on the tracking subsystem. Each of the modules includes one or more primary lens concentrators of solar radiation, one or more photocells with a photoactive central region surrounded by a passive contact region, and one or more secondary concentrators made in the form of a hollow focon with an internal reflective surface fixed to the passive contact region by collector busbar extending beyond the focon. The maximum size of the output aperture of the narrow part of the focon is equal to the maximum size of the photoactive central region, and the maximum size d 2 of the input aperture of the wide part of the focon satisfies the relation:
где D - максимальный размер апертуры первичного линзового концентратора, м;where D is the maximum aperture size of the primary lens concentrator, m;
F - фокусное расстояние первичного линзового концентратора, м;F is the focal length of the primary lens concentrator, m;
α - максимальный угол разориентации оптических осей модулей, обеспечиваемый подсистемой слежения, рад;α is the maximum misorientation angle of the optical axes of the modules provided by the tracking subsystem, rad;
h - высота фокона, определяемая из соотношения:h is the focon height, determined from the ratio:
При этом максимальный размер d1 фотоактивной центральной области фотоэлемента удовлетворяет соотношению:In this case, the maximum size d 1 of the photoactive central region of the solar cell satisfies the relation:
где k - заданная степень концентрирования солнечного излучения.where k is the given concentration of solar radiation.
Использование полого фокона с приведенными выше геометрическими параметрами улучшает разориентационную характеристику модуля относительно Солнца.The use of a hollow focus with the above geometric parameters improves the disorientation characteristic of the module relative to the Sun.
Широкая часть фокона может быть сверху закрыта стеклянной пластиной, на которую с двух сторон нанесено антиотражающее покрытие, а торец широкой части фокона может быть закрыт расположенным на стеклянной пластине металлическим экраном с центральным отверстием, равным входной апертуре широкой части фокона.The wide part of the focus can be covered from above by a glass plate, on which an antireflection coating is applied on both sides, and the end of the wide part of the focus can be closed by a metal screen located on the glass plate with a central opening equal to the entrance aperture of the wide part of the focus.
Металлический экран может быть закреплен на стеклянной пластине путем завальцовки внешнего края металлического экрана на наружную поверхность фокона.The metal screen can be fixed to the glass plate by rolling the outer edge of the metal screen onto the outer surface of the focon.
По второму варианту солнечная фотоэнергосистема включает подсистему слежения за положением Солнца и установленные на подсистеме слежения фотоэлектрические модули. Каждый из модулей включает один или несколько первичных линзовых концентраторов солнечного излучения, один или несколько фотоэлементов с фотоактивной центральной областью, окруженной пассивной контактной областью, и один или несколько вторичных концентраторов, выполненных в виде полой усеченной четырехгранной пирамиды с внутренней отражающей поверхностью, закрепленной меньшим основанием на пассивной контактной области посредством токосборной шины, выступающей за пределы меньшего основания пирамиды. Размеры выходной апертуры узкой части усеченной четырехгранной пирамиды равны размерам фотоактивной центральной области, а размеры d2 входной апертуры широкой части усеченной четырехгранной пирамиды удовлетворяют соотношению:According to the second option, the solar photovoltaic system includes a subsystem for tracking the position of the Sun and photovoltaic modules installed on the tracking subsystem. Each of the modules includes one or more primary lens concentrators of solar radiation, one or more photocells with a photoactive central region surrounded by a passive contact region, and one or more secondary concentrators made in the form of a hollow truncated tetrahedral pyramid with an internal reflective surface fixed with a smaller base on passive contact area by means of a collector busbar extending beyond the smaller base of the pyramid. The dimensions of the output aperture of the narrow part of the truncated tetrahedral pyramid are equal to the sizes of the photoactive central region, and the dimensions d 2 of the input aperture of the wide part of the truncated tetrahedral pyramid satisfy the ratio:
где D - максимальный размер апертуры первичного линзового концентратора, м;where D is the maximum aperture size of the primary lens concentrator, m;
F - фокусное расстояние первичного линзового концентратора, м;F is the focal length of the primary lens concentrator, m;
α - максимальный угол разориентации оптических осей модулей, обеспечиваемый подсистемой слежения, рад;α is the maximum misorientation angle of the optical axes of the modules provided by the tracking subsystem, rad;
h - высота усеченной четырехгранной пирамиды, определяемая из соотношения:h is the height of the truncated tetrahedral pyramid, determined from the ratio:
При этом максимальный размер d1 фотоактивной центральной области фотоэлемента удовлетворяют соотношению:In this case, the maximum size d 1 of the photoactive central region of the solar cell satisfies the ratio:
где k - заданная степень концентрирования солнечного излучения.where k is the given concentration of solar radiation.
Полая усеченная четырехгранная пирамида с приведенными выше геометрическими параметрами обеспечивает улучшение разориентационной характеристики модуля относительно Солнца.A hollow truncated tetrahedral pyramid with the above geometric parameters improves the disorientation characteristics of the module relative to the Sun.
Широкая часть усеченной четырехгранной пирамиды может быть сверху закрыта стеклянной пластиной, на которую с двух сторон нанесено антиотражающее покрытие, а верхний торец усеченной четырехгранной пирамиды может быть закрыт расположенным на стеклянной пластине металлическим экраном с центральным отверстием, равным входной апертуре широкой части усеченной четырехгранной пирамиды.The wide part of the truncated tetrahedral pyramid can be covered with a glass plate on top, which is coated with an antireflection coating on both sides, and the upper end of the truncated tetrahedral pyramid can be covered with a metal screen located on the glass plate with a central hole equal to the entrance aperture of a wide part of the truncated tetrahedral pyramid.
Металлический экран может быть закреплен на стеклянной пластине завальцовкой внешнего края металлического экрана на наружную поверхность усеченной четырехгранной пирамиды.The metal screen can be fixed to the glass plate by rolling the outer edge of the metal screen onto the outer surface of the truncated tetrahedral pyramid.
По третьему варианту солнечная фотоэнергосистема включает подсистему слежения за положением Солнца и установленные на этой подсистеме фотоэлектрические модули. Каждый из фотоэлектрических модулей включает один или несколько первичных линзовых концентраторов солнечного излучения, один или несколько фотоэлементов с фотоактивной центральной областью, окруженной пассивной контактной областью, и один или несколько вторичных концентраторов, выполненных в виде изготовленного из оптического стекла сплошного фокона, закрепленного на поверхности фотоактивной центральной области посредством оптически прозрачного клея, при этом максимальный размер выходной апертуры узкой части фокона равен максимальному размеру фотоактивной центральной области, высота h фокона удовлетворяет соотношению:According to the third option, the solar photovoltaic system includes a subsystem for tracking the position of the Sun and photovoltaic modules installed on this subsystem. Each of the photovoltaic modules includes one or more primary lens concentrators of solar radiation, one or more photocells with a photoactive central region surrounded by a passive contact region, and one or more secondary concentrators made in the form of a solid focal glass made of optical glass fixed to the surface of the photoactive central area by means of optically transparent glue, while the maximum size of the output aperture of the narrow part of the focon is equal to max the total size of the photoactive central region, the height h of the focon satisfies the ratio:
где n - показатель преломления материала фокона;where n is the refractive index of the focal material;
D - максимальный размер апертуры первичного линзового концентратора, м;D is the maximum aperture size of the primary lens concentrator, m;
F - фокусное расстояние первичного линзового концентратора, м;F is the focal length of the primary lens concentrator, m;
α - максимальный угол разориентации оптических осей модулей, обеспечиваемый подсистемой слежения, рад;α is the maximum misorientation angle of the optical axes of the modules provided by the tracking subsystem, rad;
максимальный размер d1 фотоактивной центральной области фотоэлемента удовлетворяет соотношению:the maximum size d 1 of the photoactive central region of the solar cell satisfies the ratio:
где k - заданная степень концентрирования солнечного излучения; максимальный размер d2 входной апертуры широкой части фокона удовлетворяет соотношению:where k is the given degree of concentration of solar radiation; the maximum size d 2 of the input aperture of the wide part of the focon satisfies the relation:
Использование сплошного фокона с приведенными выше геометрическими параметрами улучшает разориентационную характеристику модуля относительно Солнца.The use of a continuous focon with the above geometric parameters improves the disorientation characteristic of the module relative to the Sun.
По четвертому варианту солнечная фотоэнергосистема включает подсистему слежения за положением Солнца и установленные на подсистеме слежения фотоэлектрические модули. Каждый из фотоэлектрических модулей включает один или несколько первичных линзовых концентраторов солнечного излучения, один или несколько фотоэлементов с фотоактивной центральной областью, окруженной пассивной контактной областью, и один или несколько вторичных концентраторов, выполненных в виде изготовленной из оптического стекла сплошной усеченной четырехгранной пирамиды, закрепленной меньшим основанием на поверхности фотоактивной центральной области посредством оптически прозрачного клея. Размеры выходной апертуры узкой части усеченной четырехгранной пирамиды равны размерам фотоактивной центральной области, высота h усеченной четырехгранной пирамиды удовлетворяет соотношению:In the fourth embodiment, the solar photovoltaic system includes a subsystem for tracking the position of the Sun and photovoltaic modules installed on the tracking subsystem. Each of the photovoltaic modules includes one or more primary lens concentrators of solar radiation, one or more photo cells with a photoactive central region surrounded by a passive contact region, and one or more secondary concentrators made in the form of a solid truncated tetrahedral pyramid made of optical glass, fixed with a smaller base on the surface of the photoactive central region by means of optically transparent glue. The dimensions of the output aperture of the narrow part of the truncated tetrahedral pyramid are equal to the sizes of the photoactive central region, the height h of the truncated tetrahedral pyramid satisfies the relation:
n - показатель преломления материала усеченной четырехгранной пирамиды;n is the refractive index of the material of the truncated tetrahedral pyramid;
D - максимальный размер апертуры первичного линзового концентратора, м;D is the maximum aperture size of the primary lens concentrator, m;
F - фокусное расстояние первичного линзового концентратора, м;F is the focal length of the primary lens concentrator, m;
α - максимальный угол разориентации оптических осей модулей, обеспечиваемый подсистемой слежения, рад;α is the maximum misorientation angle of the optical axes of the modules provided by the tracking subsystem, rad;
размеры d1 фотоактивной центральной области удовлетворяют соотношению:dimensions d 1 of the photoactive central region satisfy the relation:
где k - заданная степень концентрирования солнечного излучения; размеры d2 входной апертуры широкой части усеченной четырехгранной пирамиды удовлетворяют соотношению:where k is the given degree of concentration of solar radiation; the dimensions d 2 of the input aperture of the wide part of the truncated tetrahedral pyramid satisfy the ratio:
Сплошная усеченная четырехгранная пирамида с приведенными выше геометрическими параметрами обеспечивает улучшение разориентационной характеристики модуля относительно Солнца.A continuous truncated tetrahedral pyramid with the above geometric parameters improves the disorientation characteristics of the module relative to the Sun.
Указанные выше значения параметров d2, h, d1 обеспечивают минимальные оптические потери и наибольшую эффективность модуля при разориентации оптических осей относительно солнечных лучей в пределах α=0-2°. Степень концентрирования солнечного излучения k задается в диапазоне 500-1000 крат. В случае, если высота h, а также размер входной апертуры d2 вторичного концентратора превысят указанные в п.1, п.4, п.7, п.8 значения параметров d2, и h, то увеличится расход материала при изготовлении вторичного концентратора и, соответственно, стоимость установки, а также уменьшится эффективность концентрирования солнечного излучения при разориентации оптических осей в пределах α и, соответственно, эффективность фотоэлектрического модуля. В случае, если размер фотоактивной центральной области d1 превысит указанные в п.1, п.4, п.7, п.8 значения параметра d1, то уменьшится эффективность концентрирования солнечного излучения. В случае, если высота и размер входной апертуры вторичного концентратора будут меньше указанных в п.1, п.4, п.7, п.8 значений параметров d2, и h, то уменьшится эффективность концентрирования солнечного излучения при разориентации оптических осей в пределах α. В случае, если максимальный размер фотоактивной центральной области будет меньше указанных в п.1, п.4, п.7, п.8 значений параметра d1, то уменьшится эффективность концентрирования солнечного излучения.The above values of the parameters d 2 , h, d 1 provide the minimum optical loss and the greatest module efficiency when misorienting the optical axes relative to sunlight in the range α = 0-2 °. The degree of concentration of solar radiation k is set in the range of 500-1000 times. If the height h, as well as the size of the input aperture d 2 of the secondary concentrator exceed the values of parameters d 2 and h specified in clause 1,
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:The claimed technical solution is illustrated by drawings, where:
на фиг.1 показана солнечная фотоэнергосистема, вид сбоку;figure 1 shows a solar photovoltaic system, side view;
на фиг.2 изображен фотоэлектрический модуль с одним первичным концентратором и одним вторичным концентратором, выполненным в виде полого фокона с внутренней отражающей поверхностью в продольном разрезе;figure 2 shows a photovoltaic module with one primary concentrator and one secondary concentrator, made in the form of a hollow focon with an internal reflective surface in longitudinal section;
на фиг.3 показана разориентация модуля с полым вторичным концентратором в продольном разрезе;figure 3 shows the disorientation of the module with a hollow secondary concentrator in longitudinal section;
на фиг.4 изображен фотоэлектрический модуль с одним первичным концентратором и одним вторичным концентратором, выполненным в виде стеклянной сплошной усеченной четырехгранной пирамиды в продольном разрезе;figure 4 shows a photovoltaic module with one primary hub and one secondary hub, made in the form of a continuous glass truncated tetrahedral pyramid in longitudinal section;
на фиг.5 показана разориентация модуля со сплошным вторичным концентратором в продольном разрезе.figure 5 shows the disorientation of the module with a solid secondary concentrator in longitudinal section.
Заявляемая солнечная фотоэнергосистема 1 (см. фиг.1) содержит фотоэлектрические модули 2, установленные на подсистему 3 слежения за положением Солнца. В качестве подсистемы 3 слежения может быть использована любая известная конструкция. Фотоэлектрический модуль 2 содержит боковые и тыльную панели 4 (см. фиг.2, фиг.4) и монолитную фронтальную панель 5 (см. фиг.1) с одним или несколькими первичными оптическими концентраторами в виде, например, линз 6 Френеля (см. фиг.2) или плоско-выпуклых линз 7 (см. фиг.4) с фокусным расстоянием F. Соответственно один или несколько вторичных оптических концентраторов могут быть выполнены в виде полого фокона 8 (см. фиг.2), в виде полой усеченной четырехгранной пирамиды 9 (см. фиг.3) с внутренней отражающей поверхностью 10 (см. фиг.2), в виде изготовленных из оптического стекла сплошного фокона 11 (см. фиг.4) или сплошной усеченной четырехгранной пирамиды 12 (см. фиг.5). Полые вторичные оптические концентраторы 8, 9 закреплены меньшим основанием на пассивной контактной области 13 фотоэлементов 14 посредством токосборной шины 15. Фотоэлементы 14 размещены на фронтальной поверхности тыльной панели 4 соосно соответствующим первичным оптическим концентраторам 6 или 7. Большие основания полого фокона 8 и полой усеченной четырехгранной пирамиды 9 могут быть закрыты стеклянной пластиной 16, на которую с двух сторон нанесено антиотражающее покрытие 17, верхние торцы полого фокона 8 и полой усеченной четырехгранной пирамиды 9 могут быть закрыты расположенным на стеклянной пластине металлическим экраном 18 (см. фиг.2) с центральным отверстием, равным входной апертуре широкой части вторичного концентратора. Металлический экран 18 может быть закреплен на стеклянной пластине путем завальцовки внешнего края 19 металлического экрана на наружную поверхность полого фокона 8 или полой усеченной четырехгранной пирамиды 9. Размеры большего и меньшего оснований, а также высота вторичного концентратора 8, 9, 11, 12 выбраны из условия обеспечения наибольшей эффективности модуля при разориентации оптических осей в пределах угла α (см. фиг.3, фиг.5). Угол α может быть в пределах 0-2°. Вторичные оптические концентраторы, выполненные в виде изготовленных из оптического стекла сплошного фокона 11 (см. фиг.4) или сплошной усеченной четырехгранной пирамиды 12 (см. фиг.5), закрепляют на поверхности фотоактивной центральной области 20 фотоэлемента 14 посредством оптически прозрачного клея 21 (см. фиг.4).The inventive solar photovoltaic system 1 (see Fig. 1) contains
При работе заявляемого солнечного фотоэлектрического модуля 2, первичные оптические концентраторы 6, 7, а также вторичные оптические концентраторы 8, 9, 11, 12, параметры которых соответствуют приведенным выше соотношениям, эффективно концентрируют солнечный свет и фокусируют его на светочувствительных поверхностях солнечных фотоэлементов 14 даже при разориентации оптических осей в пределах угла α=0-2°. Солнечные фотоэлементы 14 преобразуют энергию квантов света в электрическую, создавая разность потенциалов на своих контактах. Вырабатываемая модулем 2 электроэнергия подается к внешнему потребителю или накопителю энергии.During operation of the inventive solar
Claims (8)
где D - максимальный размер апертуры первичного линзового концентратора, м;
F - фокусное расстояние первичного линзового концентратора, м;
α - максимальный угол разориентации оптических осей модулей, обеспечиваемый подсистемой слежения, рад;
h - высота фокона, определяемая из соотношения:
а максимальный размер d1 фотоактивной центральной области фотоэлемента удовлетворяет соотношению:
где k - заданная степень концентрирования солнечного излучения.1. A solar photovoltaic system including a subsystem for tracking the position of the Sun and photovoltaic modules installed on the subsystem, each of which includes at least one primary lens concentrator of solar radiation, at least one photocell with a photoactive central region surrounded by a passive contact region , and at least one secondary concentrator, made in the form of a hollow focon with an internal reflective surface, mounted on a passive contact region dstvom tokosbornoy tire projecting beyond the focon, the maximum size of the output aperture, the narrow portion focon equal to the maximum size of the photoactive central region, and the maximum size d 2 of the input aperture focon wide portion satisfies the relation:
where D is the maximum aperture size of the primary lens concentrator, m;
F is the focal length of the primary lens concentrator, m;
α is the maximum misorientation angle of the optical axes of the modules provided by the tracking subsystem, rad;
h is the focon height, determined from the ratio:
and the maximum size d 1 photoactive central region of the solar cell satisfies the ratio:
where k is the given concentration of solar radiation.
где D - максимальный размер апертуры первичного линзового концентратора, м;
F - фокусное расстояние первичного линзового концентратора, м;
α - максимальный угол разориентации оптических осей модулей, обеспечиваемый подсистемой слежения, рад;
h - высота усеченной четырехгранной пирамиды, определяемая из соотношения:
а размеры d1 фотоактивной центральной области удовлетворяют соотношению:
где k - заданная степень концентрирования солнечного излучения.4. A solar photovoltaic system, including a subsystem for tracking the position of the Sun and photovoltaic modules installed on the subsystem, each of which includes at least one primary lens concentrator of solar radiation, at least one photocell with a photoactive central region surrounded by a passive contact region , and at least one secondary concentrator, made in the form of a hollow truncated tetrahedral pyramid with an internal reflective surface, fixed by a smaller base a passive contact region by means of a collector busbar extending beyond the smaller base of the pyramid, while the dimensions of the output aperture of the narrow part of the truncated tetrahedral pyramid are equal to the dimensions of the photoactive central region, and the dimensions d 2 of the input aperture of the wide part of the truncated tetrahedral pyramid satisfy the ratio
where D is the maximum aperture size of the primary lens concentrator, m;
F is the focal length of the primary lens concentrator, m;
α is the maximum misorientation angle of the optical axes of the modules provided by the tracking subsystem, rad;
h is the height of the truncated tetrahedral pyramid, determined from the ratio:
and the dimensions d 1 of the photoactive central region satisfy the ratio:
where k is the given concentration of solar radiation.
где n - показатель преломления материала фокона;
D - максимальный размер апертуры первичного линзового концентратора, м;
F - фокусное расстояние первичного линзового концентратора, м;
α - максимальный угол разориентации оптических осей модулей, обеспечиваемый подсистемой слежения, рад;
максимальный размер d1 фотоактивной центральной области удовлетворяет соотношению:
где k - заданная степень концентрирования солнечного излучения; а максимальный размер d2 входной апертуры широкой части фокона удовлетворяет соотношению:
where n is the refractive index of the focal material;
D is the maximum aperture size of the primary lens concentrator, m;
F is the focal length of the primary lens concentrator, m;
α is the maximum misorientation angle of the optical axes of the modules provided by the tracking subsystem, rad;
the maximum size d 1 of the photoactive central region satisfies the relation:
where k is the given degree of concentration of solar radiation; and the maximum size d 2 of the input aperture of the wide part of the focon satisfies the relation:
где n - показатель преломления материала усеченной четырехгранной пирамиды;
D - максимальный размер апертуры первичного линзового концентратора, м;
F - фокусное расстояние первичного линзового концентратора, м;
α - максимальный угол разориентации оптических осей модулей, обеспечиваемый подсистемой слежения, рад;
размеры d1 фотоактивной центральной области удовлетворяют соотношению:
где k - заданная степень концентрирования солнечного излучения; а размеры d2 входной апертуры широкой части усеченной четырехгранной пирамиды удовлетворяют соотношению:
where n is the refractive index of the material of the truncated tetrahedral pyramid;
D is the maximum aperture size of the primary lens concentrator, m;
F is the focal length of the primary lens concentrator, m;
α is the maximum misorientation angle of the optical axes of the modules provided by the tracking subsystem, rad;
dimensions d 1 of the photoactive central region satisfy the relation:
where k is the given degree of concentration of solar radiation; and the dimensions d 2 of the input aperture of the wide part of the truncated tetrahedral pyramid satisfy the ratio:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007148186/06A RU2355956C1 (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | Solar power photosystem (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007148186/06A RU2355956C1 (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | Solar power photosystem (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2355956C1 true RU2355956C1 (en) | 2009-05-20 |
Family
ID=41021788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007148186/06A RU2355956C1 (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | Solar power photosystem (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2355956C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2776395C2 (en) * | 2017-02-22 | 2022-07-19 | ОЙ АйСиЭс ИНТЕЛЛИДЖЕНТ КОНТРОЛ СИСТЕМЗ ЛТД | Optical screen for photovoltaic cell |
-
2007
- 2007-12-26 RU RU2007148186/06A patent/RU2355956C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2776395C2 (en) * | 2017-02-22 | 2022-07-19 | ОЙ АйСиЭс ИНТЕЛЛИДЖЕНТ КОНТРОЛ СИСТЕМЗ ЛТД | Optical screen for photovoltaic cell |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7442871B2 (en) | Photovoltaic modules for solar concentrator | |
| US6469241B1 (en) | High concentration spectrum splitting solar collector | |
| US6717045B2 (en) | Photovoltaic array module design for solar electric power generation systems | |
| US5409550A (en) | Solar cell module | |
| Whitfield et al. | The development and testing of small concentrating PV systems | |
| Segal et al. | Hybrid concentrated photovoltaic and thermal power conversion at different spectral bands | |
| EP2221553A2 (en) | Two-part Solar Energy Collection System with Replaceable Solar Collector Component | |
| US20110192460A1 (en) | Solar Power Generator | |
| US9905718B2 (en) | Low-cost thin-film concentrator solar cells | |
| US20100206302A1 (en) | Rotational Trough Reflector Array For Solar-Electricity Generation | |
| EP3455886B1 (en) | Optomechanical system for capturing and transmitting incident light with a variable direction of incidence to at least one collecting element and corresponding method | |
| Paul | Application of compound parabolic concentrators to solar photovoltaic conversion: A comprehensive review | |
| Horne et al. | Concentrating photovoltaic systems and applications | |
| Al-Shidhani et al. | Design and testing of 3D printed cross compound parabolic concentrators for LCPV system | |
| US20120312349A1 (en) | Stationary concentrated solar power module | |
| RU2436192C1 (en) | Photovoltaic module with nanostructure photocell | |
| US4943325A (en) | Reflector assembly | |
| CN101419333A (en) | Combination concentration and power generation unit of concave reflecting mirror | |
| RU2370856C2 (en) | Concentrator photoelectric module | |
| RU2352023C1 (en) | Solar photoelectric module | |
| RU2355956C1 (en) | Solar power photosystem (versions) | |
| JP4313841B1 (en) | Solar lens and solar-powered equipment | |
| JP2010016109A (en) | Concentrating photovoltaic power generation system | |
| KR20010100071A (en) | module form reflector provided solar condenser power plant | |
| KR101217247B1 (en) | condensing type solar cell |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20120712 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131227 |