RU2382953C1 - Комбинированная солнечно-энергетическая станция - Google Patents

Комбинированная солнечно-энергетическая станция Download PDF

Info

Publication number
RU2382953C1
RU2382953C1 RU2008152635/06A RU2008152635A RU2382953C1 RU 2382953 C1 RU2382953 C1 RU 2382953C1 RU 2008152635/06 A RU2008152635/06 A RU 2008152635/06A RU 2008152635 A RU2008152635 A RU 2008152635A RU 2382953 C1 RU2382953 C1 RU 2382953C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
solar power
photoelectric converters
mirror
concentrators
Prior art date
Application number
RU2008152635/06A
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Васильевич Симакин (RU)
Виктор Васильевич Симакин
Игорь Иванович Тюхов (RU)
Игорь Иванович Тюхов
Владимир Николаевич Алексеенко (RU)
Владимир Николаевич Алексеенко
Александр Владимирович Смирнов (RU)
Александр Владимирович Смирнов
Николай Михайлович Захаров (RU)
Николай Михайлович Захаров
Сергей Игоревич Тюхов (RU)
Сергей Игоревич Тюхов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский Электротехнический институт им. В.И. Ленина" (ФГУП ВЭИ)
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский Электротехнический институт им. В.И. Ленина" (ФГУП ВЭИ) filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский Электротехнический институт им. В.И. Ленина" (ФГУП ВЭИ)
Priority to RU2008152635/06A priority Critical patent/RU2382953C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2382953C1 publication Critical patent/RU2382953C1/ru

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к гелиотехнике, а именно к комбинированным солнечно-энергетическим станциям для получения тепла и электричества. Станция содержит солнечные батареи с модульными зеркальными концентраторами солнечной энергии, размещенные на несущей конструкции, оснащенной системой слежения за Солнцем, принимающие излучение фотоэлектрическими преобразователями с блоком накопления электрической энергии, циркуляционные контуры теплопередачи для охлаждения фотоэлектрических преобразователей и получения тепла, фотоэлектрические преобразователи представляют собой двусторонние полупроводниковые структуры с вертикальными p-n-переходами, которые расположены в фокусе зеркальных концентраторов в заполненных теплоносителем корпусах с прозрачными окнами, при этом теплоноситель прозрачен для фотоактивного излучения и непрозрачен (поглощает) для нефотоактивного излучения, а зеркальные концентраторы дополнительно снабжены планарными солнечными батареями, установленными в центральной зоне входной апертуры зеркальных концентраторов. Изобретение повышает общий КПД путем эффективного использования отводимого тепла при одновременной генерации электричества, упрощает конструкцию за счет модульного исполнения станции, что ведет к снижению ее стоимости изготовления. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к гелиотехнике, а именно к комбинированным солнечно-энергетическим станциям для получения тепла и электричества.
Область применения - возобновляемые источники энергии, тепло- и электроэнергетика, производство холода.
Известны технические решения по комбинированным солнечно-энергетическим системам и электростанциям, принцип которых основан на охлаждении фотоэлектрических преобразователей (ФП) или фотоэлектрических модулей с помощью воздушного или жидкостного теплоносителя. Это способствует повышению коэффициента полезного действия (КПД) фотоэлектрического преобразования, а отводимое тепло при этом используется как дополнительный источник тепла. За рубежом это направление получило название PVT (photovoltaic thermal) технологий. Современный обзор работ по этой тематике приведен в PVT ROADMAP, A European guide for the development and market introduction of PV-Thermal technology, Editors: H.Zondag, M.Bakker, W. van Helden, Energy Research Centre of the Netherlands, 2006 [1].
Эти устройства также можно отнести к классу когенерационных или комбинированных систем, т.к. осуществляется одновременное производство (генерация) электричества и тепла, электричества, тепла и холода.
Основной проблемой в комбинированных электростанциях при использовании традиционных планарных фотоэлектрических преобразователей (ФП) с системой охлаждения, которая используется для получения тепла, является низкий потенциал получаемой теплоты, т.е. невысокие температуры теплоносителя, которые можно получить на выходе системы.
Известна многоцелевая солнечная станция, в которой матрица планарных ФП преобразует солнечную энергию не только в электрическую, но и в тепловую. В ней фотоэлектрические преобразователи закреплены на несущей подложке, имеющей каналы для хладагента. При этом облучение ФП происходит только с одной стороны (патент РФ №2164722. кл. H01L 31/058, опубл. 2001.03.27) [2].
Одностороннее облучение фотоэлектрического преобразователя, находящегося на теплопроводящей стенке теплоотводящего устройства с каналами охлаждения (в непрямом контакте с хладагентом), приводит к повышению теплового сопротивления при отборе тепла от них и, как следствие, к снижению эффективности их охлаждения. В результате на выходе системы получают невысокие температуры теплоносителя, что приводит к низкому коэффициенту полезного действия (КПД) энергетического выхода многоцелевой солнечной станции.
Использование концентраторов солнечного излучения позволяет повысить потенциал получаемого тепла в солнечно-энергетических станциях комбинированного типа.
Другим техническим решением является солнечная энергетическая станция (патент РФ №2286517, кл. F24J 2/42, опубл. 2006.10.27) [3], которая содержит солнечную батарею с концентраторами, выполненными в виде линз Френеля и принимающими излучение фотоэлектрическими преобразователями. Станция размещена на несущей конструкции, оснащенной системой слежения за Солнцем с возможностью перемещения ее вокруг вертикальной и горизонтальной осей.
Использование концентраторов в виде линз Френеля с системой слежения за Солнцем повышает электрический выход станции. Однако в данном техническом решении не предусмотрено использование полезного тепла, рассеиваемого ФП, что позволило бы существенно повысить КПД ее энергетического выхода.
Наиболее близким решением является комбинированная солнечно-энергетическая станция (патент РФ №2111422, кл. F24J 2/42, опубл. 1998.05.20) [4], содержащая модульные зеркальные концентраторы солнечной энергии, размещенные на несущей конструкции, оснащенной системой слежения за Солнцем, солнечные батареи с принимающими излучение фотоэлектрическими преобразователями с блоком накопления электрической энергии, циркуляционные контуры теплопередачи для охлаждения фотоэлектрических преобразователей и получения тепла.
В генерирующей части станции используются два фотоэлектрических теплогенератора низкотемпературного и высокотемпературного солнечных коллекторов, соединенных различными циркуляционными контурами теплопередачи с циркулирующим теплоносителем, и дополнительный паросиловой блок. Фотоэлектрические преобразователи выполнены в виде широкозонных арсенид-галлиевых полупроводниковых фотоэлементов.
К недостаткам данной комбинированной солнечно-энергетической станции можно отнести ее усложненную конструкцию, что сказывается на эксплуатации станции и в конечном итоге приводит к увеличению тепловых потерь, а используемые арсенид-галлиевые ФП являются самыми дорогими из известных ФП. Они изготавливаются с использованием вредных для экологии материалов, что удорожает стоимость станции и приводит к длительным срокам ее окупаемости.
В данной комбинированной солнечно-энергетической станции также используется одностороннее облучение фотоэлектрических преобразователей, монтируемых на поверхности металлической трубы, имеющей вдоль оси плоскую площадку, снабженную адгезивно связанной токоизолирующей пленкой пластинки преобразователя, также адгезивно соединенного с изолирующей пленкой и трубой, в которой циркулирует охлаждающий теплоноситель, что приводит к повышению теплового сопротивления при отборе тепла от них и, как следствие, к снижению эффективности их охлаждения.
В основу настоящего изобретения поставлена задача повышения энергетического выхода солнечно-энергетической станции, т.е., в конечном счете, эффективности использования солнечной энергии.
Техническим результатом является повышение энергетического выхода комбинированной солнечно-энергетической станции и т.о. повышения общего КПД путем эффективного использования отводимого тепла при одновременной генерации электричества, полезного тепла (холода), применения зеркальных концентраторов, обеспечивающих двухстороннюю засветку ФП, и упрощение конструкции станции за счет ее модульного исполнения, что ведет к снижению ее стоимости изготовления.
Технический результат достигается тем, что в комбинированной солнечно-энергетической станции, содержащей солнечные батареи с модульными зеркальными концентраторами солнечной энергии, размещенными на несущей конструкции, оснащенной системой слежения за Солнцем, принимающими излучение фотоэлектрическими преобразователями с блоком накопления электрической энергии, циркуляционные контуры теплопередачи для охлаждения фотоэлектрических преобразователей и получения тепла, новым является то, что фотоэлектрические преобразователи представляют собой двухсторонние полупроводниковые структуры с вертикальными p-n-переходами, которые расположены в фокусе зеркальных концентраторов в заполненных теплоносителем корпусах с прозрачными окнами, в непосредственном контакте с теплоносителем, при этом теплоноситель прозрачен для фотоактивного излучения и непрозрачен (поглощает) для нефотоактивного излучения, а зеркальные концентраторы дополнительно снабжены планарными солнечными батареями, установленными в центральной зоне входной апертуры зеркальных концентраторов.
В один из циркуляционных контуров теплопередачи введен теплообменник абсорбционного холодильника.
В качестве теплоносителя для фотоэлектрических преобразователей выбрана оптически прозрачная, химически нейтральная, диэлектрическая, с высокой теплопроводностью жидкость, являющаяся теплоносителем циркуляционного контура теплопередачи.
В качестве теплоносителя для фотоэлектрических преобразователей выбрана жидкость в виде суспензии с дисперсными частицами, поглощающими свет в нефотоактивной части инфракрасного спектра.
В качестве теплоносителя для фотоэлектрических преобразователей выбрана жидкость с добавками красителей, поглощающими свет в нефотоактивной части инфракрасного спектра.
Замкнутый корпус с прозрачными окнами, заполненный теплоносителем, в котором расположены фотоэлектрические преобразователи, в свою очередь находится во втором корпусе с прозрачными окнами с теплоносителем циркуляционного контура теплопередачи.
Использование предлагаемых фотоэлектрических преобразователей позволяет принимать излучение от зеркальных концентраторов с двух сторон, т.к. они имеют двухстороннюю чувствительность и расположены в их фокусе. Помимо этого ФП, находясь в непосредственном контакте с теплоносителем, отдают избыточное тепло двумя сторонами, что повышает их КПД.
Для полного использования входной апертуры зеркальные концентраторы дополнительно снабжены планарными солнечными батареями, установленными в центральной - нерабочей зоне входной апертуры каждого зеркального концентратора, которые генерируют энергию, расходуемую для собственных нужд, т.е. на систему слежения, аппаратуру контроля и управления.
В качестве теплоносителя для фотоэлектрических преобразователей выбрана химически нейтральная, диэлектрическая, с высокой теплопроводностью жидкость. Данная жидкость может быть в виде суспензии с дисперсными частицами, поглощающими свет в нефотоактивной части инфракрасного спектра, или жидкости с добавками красителей, также поглощающими свет в нефотоактивной части инфракрасного спектра. Таким образом, теплоноситель играет дополнительную роль селективного фильтра, пропускающего только фотоактивное излучение и улавливающего нефотоактивное излучение, облегчая процесс охлаждения и отбор тепла от ФП для последующего использования.
Обычно ФП защищают от воздействия внешних факторов при помощи технологии ламинирования с помощью пленочных покрытий типа этиленвинилацетат, тедлар, майлар, которые при длительном использовании под действием ультрафиолетового излучения темнеют, тем самым снижая оптическое пропускание. С течением времени также происходит деламинация (отслоение защитных покрытий), что в конечном итоге приводит к коррозии, отслоению контактов и выходу ФП из строя.
В варианте предлагаемого решения ФП могут располагаться в двух корпусах с прозрачными окнами с двух сторон, которые заполнены теплоносителем. В первом корпусе теплоноситель неподвижен, и это обеспечивает отсутствие механического воздействия на поверхность фотоэлектрических преобразователей, тем самым создавая благоприятные условия, которые препятствуют возникновению процессов деградации контактов. Во втором корпусе теплоноситель подвижен и является переносчиком тепла циркуляционного контура теплопередачи. В этом контуре можно использовать дистиллированную воду с добавками, обеспечивающими поглощение инфракрасного нефотоактивного излучения.
При использовании в одном из циркуляционных контуров теплопередачи теплообменника абсорбционного холодильника станция может дополнительно вырабатывать холод.
Предлагаемая станция, используя систему охлаждения и утилизации теплоты от фотоэлектрических преобразователей, позволяет получать электричество, тепло и холод.
Сущность изобретения поясняется фиг.1, 2, 3, 4, 5.
На фиг.1 приведена структурная функциональная блок-схема построения комбинированной солнечно-энергетической станции с генерацией тепла и электричества.
На фиг.2 приведена структурная функциональная блок-схема построения комбинированной солнечно-энергетической станции с генерацией тепла, электричества и холода.
На фиг.3 схематично изображена система охлаждения и утилизации теплоты.
На фиг.4 схематично изображен вариант системы охлаждения.
На фиг.5 изображен общий вид конкретного примера выполнения комбинированной солнечно-энергетической станции.
Комбинированная солнечно-энергетическая станция (фиг.1, 5), содержащая модульные зеркальные концентраторы солнечной энергии 1, солнечные батареи с принимающими излучение фотоэлектрическими преобразователями 2, размещенными на несущей конструкции 3, оснащенной системой слежения за Солнцем 4, с блоком накопления электрической энергии 5, циркуляционные контуры теплопередачи 6, 7 (фиг.3, 4) с циркуляционными насосами и теплообменником 8 для охлаждения фотоэлектрических преобразователей и получения тепла. Фотоэлектрические преобразователи представляют собой двухсторонние полупроводниковые структуры с вертикальными p-n-переходами (стрелками на фиг.1, 2, 3, 4 показано солнечное излучение, падающее на фотоэлектрические преобразователи с двух сторон), которые расположены в фокусе зеркальных концентраторов в заполненном теплоносителем корпусе 9 с прозрачными окнами. При этом зеркальные концентраторы дополнительно снабжены планарными солнечными батареями 10, установленными в центральной зоне входной апертуры каждого зеркального концентратора. Это необходимо для более полного использования их входной апертуры. При расположении зеркальных отражателей в центральной области зеркальных концентраторов происходит отражение солнечного излучения от их поверхности со слишком большими углами прихода излучения на фотоэлектрические преобразователи, в результате чего часть отраженного солнечного излучения попадает в торец ФП и в этом месте зеркальные отражатели используются неэффективно. Установка планарных солнечных батарей исключает неэффективное использование центральной области зеркальных концентраторов.
При необходимости получения холода в один из циркуляционных контуров 7 теплопередачи вводится теплообменник 11 абсорбционного холодильника 12, что в условиях жаркой погоды и южных климатических поясах является важным преимуществом комбинированной солнечно-энергетической станции (фиг.2).
В качестве теплоносителя для фотоэлектрических преобразователей выбрана химически нейтральная (с неагрессивными свойствами по отношению к кремнию и металлической контактной системе фотоэлектрических преобразователей), диэлектрическая, с высокой теплопроводностью жидкость, являющаяся теплоносителем циркуляционного контура теплопередачи 6.
На фиг.4 показан вариант системы охлаждения, в которой фотоэлектрические преобразователи 2 находятся в замкнутом корпусе 13 с прозрачными окнами, заполненном неподвижным теплоносителем, и этот замкнутый корпус в свою очередь находится в корпусе 9 с прозрачными окнами с теплоносителем циркуляционного контура теплопередачи 6.
Циркуляционный контур теплопередачи 7 соединен своим выходом с блоком - аккумулятором тепла 14, который в свою очередь соединен с потребителем тепла 15, например с системой теплоснабжения или предварительного подогрева.
Блок накопления электрической энергии 5 соединен с распределительно-преобразовательным устройством 16, включающим инвертор(ы), контроллер(ы) и соответствующие распределительные цепи (не показаны), работающим на потребителя 17, систему автоматического управления и контроля параметров 18 комбинированной солнечно-энергетической станции.
Комбинированная солнечно-энергетическая станция может дополнительно включать электролизер, обратимый топливный элемент, блок накопления водорода, водородную горелку (не показаны),
На фиг.5 изображен пример выполнения комбинированной солнечно-энергетической станции, где показаны модульные зеркальные концентраторы 1 в количестве 16 штук с солнечными батареями, размещенными на несущей конструкции 3, оснащенной системой слежения за Солнцем, а также с солнечными батареями для собственных нужд 10, блоками накопления электрической энергии 5, при этом аккумулятор тепла и система автоматического управления и контроля параметров размещены в специальном отсеке 20.
Комбинированная солнечно-энергетическая станция работает следующим образом.
Солнечное излучение собирается модульным зеркальным концентратором 1, состоящим, например, из плоских фацет, направляющих солнечное излучение с двух сторон на фотоэлектрические преобразователи 2, имеющие вертикальные p-n-переходы, представляющие собой одновременно фотоэлектрический и тепловой приемник, который находится непосредственно в охлаждающей жидкости - теплоносителе. При этом зеркальный концентратор 1 с фотоэлектрическими преобразователями и системой слежения за Солнцем 4 располагаются на несущей конструкции 3 (фиг.1, 5). Блок накопления электрической энергии 5 (фиг.1, 2) с согласующим зарядным устройством (не показано) аккумулирует генерируемую фотоэлектрическими преобразователями электрическую энергию с помощью электрических аккумуляторов или преобразует ее в водород, получаемый электролизером путем гидролиза воды или топливным элементом. Распределительно-преобразовательное устройство 16 выдает заданное постоянное или переменное напряжение в зависимости от нужд потребителя электроэнергии 17. Тепло, отдаваемое фотоэлектрическими преобразователями, нагревает жидкостной теплоноситель, который при помощи циркуляционного насоса 21 через первичную петлю теплообмена 6 (фиг.1, 3, 4) поступает в теплообменник 8. Из теплообменника с помощью циркуляционного насоса 22 нагретый теплоноситель (здесь может использоваться традиционный теплоноситель, например вода) поступает в блок аккумулирования тепла 14 по вторичной петле теплообмена 7 и отдает свое тепло потребителю тепла 15 (фиг.1), или через вторичную петлю теплообмена нагретый теплоноситель отдает тепло в теплообменник 11 абсорбционного холодильника 12, производящего холод, потребителю холода (не показано). Может быть и третий вариант, когда тепло одновременно поступает потребителю тепла 15 и в теплообменник 11 (фиг.2). Система автоматического управления и контроля параметров 18 (фиг.1, 2) и распределительно-преобразовательное устройство 16 управляют работой блоков комбинированной солнечно-энергетической станции, контролируют ее параметры и определяют приоритетное распределение электрической энергии, теплоты и холода. Система автоматического управления и контроля параметров 18 обеспечивает также контроль и управление системой слежения 4 за Солнцем, использующей энергию, получаемую планарными солнечными батареями для собственных нужд 10. Система 18 работает как обычная стандартная система автоматического управления и контроля параметров: получая информацию от датчиков температуры, скорости потоков теплоносителя и т.д., а также сигналы от системы слежения за Солнцем по заданному алгоритму, анализирует их и посылает сигналы на исполнительные устройства (насосы, двигатели и т.п.).
В приведенном конкретном примере (фиг.3, 4) плоские зеркальные фацеты обеспечивают равномерную двухстороннюю засветку фотоэлектрических преобразователей. ФП помещены в корпус с прозрачными окнами с двух сторон и омываются теплоносителем - неагрессивной жидкостью для кремния и контактной системы фотоэлектрических преобразователей (например, полиметилсилоксаном). При этом обеспечивается прямоконтактный двухсторонний съем тепла. Теплоноситель первого циркуляционного контура, омывающий фотоэлектрические преобразователи для интенсификации теплообмена с двух сторон, одновременно играет роль светофильтра, прозрачного в спектральной области чувствительности кремниевых фотоэлектрических преобразователей и не прозрачного для нефотоактивного излучения за краем поглощения кремния. В других вариантах жидкость может иметь добавки в виде суспензии частиц или красителей, обеспечивающих более интенсивное поглощение нефотоактивной - инфракрасной части спектра, например частицы сульфата бария.
В варианте системы охлаждения, показанном на фиг.4, фотоэлектрические преобразователи расположены в замкнутом корпусе с прозрачными окнами с неподвижным жидкостным теплоносителем, а этот корпус расположен во втором корпусе с жидкостным теплоносителем, формирующим первичную цепь теплообмена. Это позволяет обеспечить отсутствие механического взаимодействия с протекающей для теплообмена жидкостью, тем самым обеспечивая достаточный теплообмен и благоприятные условия, препятствующие возникновению процессов деградации контактов. При этом уже во вторичном контуре теплообмена в качестве жидкостного теплоносителя можно использовать более дешевый хладагент, например дистиллированную воду с добавками, обеспечивающими поглощение инфракрасного нефотоактивного излучения теплоносителем.
Включение в состав комбинированной солнечно-энергетической станции холодильников абсорбционного типа (или термоэлектрических холодильников) позволяет использовать такие преимущества, как бесшумность работы, отсутствие запорных вентилей и движущихся частей, что увеличивает долговечность ее работы. Использование холодильников для генерации холода целесообразно осуществлять в южных климатических поясах, когда пики жаркой погоды совпадают с увеличением потребности в холоде.
Известно, что КПД гетероструктурных арсенид-галлиевых фотоэлектрических преобразователей доходит до 35-40%, а их максимальная рабочая температура - до +150°С, в отличие от +(60-70)°С - как у обычных кремниевых ФП. Но в представленном изобретении использование предлагаемых кремниевых фотоэлектрических преобразователей позволяет повысить рабочие температуры до 120°С по сравнению с обычными кремниевыми ФП. Используя фотоэлектрические преобразователи с КПД около 20%, а также двухстороннее освещение, можно достичь двукратного повышения энергетического выхода с одного ФП при более простой технологии их изготовления. Включение в состав комбинированной солнечно-энергетической станции электролизера для разложения воды на водород и кислород позволяет оптимизировать время работы абсорбционного холодильника использованием запасенного водорода в водородной горелке абсорбционного холодильника при отсутствии солнечного излучения.
Интенсивный прямоконтактный двухсторонний съем тепла от нагреваемых ФП способствует повышению их КПД. Выход тепла, получаемого при охлаждении фотоэлектрических преобразователей, в 2-3 раза превышает генерируемую электрическую энергию, что в целом ведет к существенному повышению энергетического выхода комбинированной солнечно-энергетической станции.
Предлагаемое техническое решение позволяет использовать для охлаждения фотоэлектрических преобразователей самые современные методы, такие как, например, технологию прямого теплообмена ударной струей, используемую для охлаждения компьютерных чипов.
Использование кремниевых ФП по сравнению с арсенид-галлиевыми ФП приводит к меньшей стоимости оборудования, меньшим срокам окупаемости комбинированной солнечно-энергетической станции и имеет еще важное преимущество, связанное также с большей доступностью кремния и ресурсов для его производства,
Преимуществом данного изобретения является повышение энергетического выхода комбинированной солнечно-энергетической станции и, соответственно, ее КПД, включающего одновременную генерацию электричества, тепла и холода при одновременном снижении стоимости изготовления за счет упрощения конструкции (отсутствие таких сложных агрегатов, как турбина, уменьшение количества контуров теплообмена - до двух), использования эффективного приема излучения, эффективного охлаждения и использования отводимого тепла. Все это ведет к повышению надежности в эксплуатации предлагаемой станции.
Энергетический, экологический и технический результаты предлагаемого технического решения - повышение эффективности использования солнечной энергии и экологической чистоты окружающей среды.
Список литературы
1. PVT ROADMAP, A European guide for the development and market introduction of PV-Thermal technology, Editors: H.Zondag, M.Bakker, W. van Helden, Energy Research Centre of the Netherlands, 2006.
2. Многоцелевая солнечная батарея, патент РФ №2164722, кл. H01L 31/058, опубл. 27.03.2001.
3. Солнечная фотоэлектрическая установка, патент РФ №2286517, кл. F24J 2/42, опубл. 27.10.2006.
4. Солнечная комбинированная электростанция, патент РФ №2111422, кл. F24J 2/42, опубл. 20.05.1998 (прототип).

Claims (6)

1. Комбинированная солнечно-энергетическая станция, содержащая солнечные батареи с модульными зеркальными концентраторами солнечной энергии, размещенными на несущей конструкции, оснащенной системой слежения за Солнцем, принимающими излучение фотоэлектрическими преобразователями с блоком накопления электрической энергии, циркуляционные контуры теплопередачи для охлаждения фотоэлектрических преобразователей и получения тепла, отличающаяся тем, что фотоэлектрические преобразователи представляют собой двусторонние полупроводниковые структуры с вертикальными p-n-переходами, которые расположены в фокусе зеркальных концентраторов в заполненных теплоносителем корпусах с прозрачными окнами, при этом теплоноситель прозрачен в фотоактивной части спектра и непрозрачен в нефотоактивной части спектра, а зеркальные концентраторы дополнительно снабжены планарными солнечными батареями, установленными в центральной зоне входной апертуры зеркальных концентраторов.
2. Комбинированная солнечно-энергетическая станция по п.1, отличающаяся тем, что в один из циркуляционных контуров теплопередачи введен теплообменник абсорбционного холодильника.
3. Комбинированная солнечно-энергетическая станция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве теплоносителя для фотоэлектрических преобразователей выбрана химически нейтральная для фотопреобразователей, диэлектрическая, с высокой теплопроводностью жидкость, являющаяся теплоносителем циркуляционного контура теплопередачи.
4. Комбинированная солнечно-энергетическая станция по п.3, отличающаяся тем, что в качестве теплоносителя для фотоэлектрических преобразователей выбрана жидкость в виде суспензии с дисперсными частицами, поглощающими свет в нефотоактивной части инфракрасного спектра.
5. Комбинированная солнечно-энергетическая станция по п.3, отличающаяся тем, что в качестве теплоносителя для фотоэлектрических преобразователей выбрана жидкость с добавками красителей, поглощающими свет в нефотоактивной части инфракрасного спектра.
6. Комбинированная солнечно-энергетическая станция по п.1, отличающаяся тем, что замкнутый корпус с прозрачными окнами, заполненный теплоносителем, в котором расположены фотоэлектрические преобразователи, в свою очередь, находится во втором корпусе с прозрачными окнами с теплоносителем циркуляционного контура теплопередачи.
RU2008152635/06A 2008-12-29 2008-12-29 Комбинированная солнечно-энергетическая станция RU2382953C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008152635/06A RU2382953C1 (ru) 2008-12-29 2008-12-29 Комбинированная солнечно-энергетическая станция

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008152635/06A RU2382953C1 (ru) 2008-12-29 2008-12-29 Комбинированная солнечно-энергетическая станция

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2382953C1 true RU2382953C1 (ru) 2010-02-27

Family

ID=42127894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008152635/06A RU2382953C1 (ru) 2008-12-29 2008-12-29 Комбинированная солнечно-энергетическая станция

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2382953C1 (ru)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455584C1 (ru) * 2010-12-16 2012-07-10 Учреждение Российской академии наук Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН Солнечный модуль и комбинированная солнечно-энергетическая установка на его основе
WO2014028201A2 (en) * 2012-08-16 2014-02-20 Leonid Goldstein Airborne concentrated solar photovoltaic system
WO2014121308A1 (en) 2013-02-05 2014-08-14 Hakobyan Arsen Water separation by membrane distillation and photovoltaic electricity
RU2548154C2 (ru) * 2013-06-10 2015-04-20 Владимир Борисович Лавров Мобильная солнечная электростанция
RU2548155C2 (ru) * 2013-06-10 2015-04-20 Владимир Борисович Лавров Переносная солнечная электростанция
RU2583317C1 (ru) * 2015-01-29 2016-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "СОЛЭКС-Р" Комбинированная концентраторная фотоэлектрическая установка
RU2600310C2 (ru) * 2015-08-21 2016-10-20 Константин Владимирович Лукьянов Способ преобразования солнечной энергии и устройство для его осуществления
RU2611066C2 (ru) * 2015-03-06 2017-02-21 Федор Васильевич Телов Солнечная электростанция с использованием концентрированного солнечного излучения
RU173096U1 (ru) * 2016-12-21 2017-08-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) Комбинированная солнечно-энергетическая установка
RU2671254C1 (ru) * 2015-06-01 2018-10-30 Боли Медиа Коммуникейшнз (Шэньчжэнь) Ко., Лтд. Многофункциональная солнечная энергетическая система
RU189397U1 (ru) * 2019-01-10 2019-05-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина" Комбинированное солнечно-энергетическое устройство
RU2700655C1 (ru) * 2019-04-19 2019-09-18 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Солнечный модуль с концентратором
CN114413515A (zh) * 2021-12-28 2022-04-29 宁波大学 一种高效光伏/热电组合系统
RU2797327C1 (ru) * 2022-10-06 2023-06-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Солнечно-энергетическая станция

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455584C1 (ru) * 2010-12-16 2012-07-10 Учреждение Российской академии наук Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН Солнечный модуль и комбинированная солнечно-энергетическая установка на его основе
WO2014028201A2 (en) * 2012-08-16 2014-02-20 Leonid Goldstein Airborne concentrated solar photovoltaic system
WO2014028201A3 (en) * 2012-08-16 2014-04-03 Leonid Goldstein Airborne concentrated solar photovoltaic system
WO2014121308A1 (en) 2013-02-05 2014-08-14 Hakobyan Arsen Water separation by membrane distillation and photovoltaic electricity
RU2548154C2 (ru) * 2013-06-10 2015-04-20 Владимир Борисович Лавров Мобильная солнечная электростанция
RU2548155C2 (ru) * 2013-06-10 2015-04-20 Владимир Борисович Лавров Переносная солнечная электростанция
US10148224B2 (en) 2015-01-29 2018-12-04 Obshchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennostyu “Soleks-R” Combined concentrator photovoltaic installation
WO2016122354A1 (ru) * 2015-01-29 2016-08-04 Общество с ограниченной ответственностью "СОЛЭКС-Р" Комбинированная концентраторная фотоэлектрическая установка
RU2583317C1 (ru) * 2015-01-29 2016-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "СОЛЭКС-Р" Комбинированная концентраторная фотоэлектрическая установка
EP3252944A4 (en) * 2015-01-29 2018-12-19 Obshchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennostyu "Soleks-R" Combined concentrator photovoltaic installation
RU2611066C2 (ru) * 2015-03-06 2017-02-21 Федор Васильевич Телов Солнечная электростанция с использованием концентрированного солнечного излучения
RU2671254C1 (ru) * 2015-06-01 2018-10-30 Боли Медиа Коммуникейшнз (Шэньчжэнь) Ко., Лтд. Многофункциональная солнечная энергетическая система
RU2600310C2 (ru) * 2015-08-21 2016-10-20 Константин Владимирович Лукьянов Способ преобразования солнечной энергии и устройство для его осуществления
RU173096U1 (ru) * 2016-12-21 2017-08-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) Комбинированная солнечно-энергетическая установка
RU189397U1 (ru) * 2019-01-10 2019-05-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина" Комбинированное солнечно-энергетическое устройство
RU2700655C1 (ru) * 2019-04-19 2019-09-18 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Солнечный модуль с концентратором
CN114413515A (zh) * 2021-12-28 2022-04-29 宁波大学 一种高效光伏/热电组合系统
RU2797327C1 (ru) * 2022-10-06 2023-06-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Солнечно-энергетическая станция

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2382953C1 (ru) Комбинированная солнечно-энергетическая станция
CN101826823B (zh) 热电转换型太阳能热发电系统
CA2998032C (en) Integrated solar energy utilization apparatus and system
CN101608606B (zh) 太阳能低温热发电与光伏发电复合系统
US8188366B2 (en) Integrated solar energy conversion system, method, and apparatus
JP2007081097A (ja) 太陽光・熱ハイブリッドモジュールおよびハイブリッド発電システム、並びに建材一体型モジュールおよび建物
RU2583317C1 (ru) Комбинированная концентраторная фотоэлектрическая установка
CN204271978U (zh) 一种太阳能热电联产装置
CN104378050A (zh) 一种太阳能热电联产装置
CN103888050A (zh) 一种聚光反射式光伏模组的发电、供热联产装置
CN201869133U (zh) 热电转换型太阳能热发电系统
CN102393079A (zh) 一种综合利用太阳能和空气能的集成供能系统
Raj et al. An experimental study on the performance of concentrated photovoltaic system with cooling system for domestic applications
CN202581920U (zh) 太阳能制冷、制热水装置
KR101009688B1 (ko) 태양에너지 전도를 최적화한 하이브리드형 모듈
CN105577032B (zh) 单元式太阳能全光谱利用的光电‑热电‑热水复合系统
Awad et al. Techno-economic analysis of solar photovoltaic-thermal system viability
CN110572124B (zh) 一种基于双回路冷却的聚光太阳能发电装置
KR20220083351A (ko) 건축용 외장 패널 모듈
CN208539803U (zh) 空间半导体温差发电装置
ES2303456B1 (es) Panel solar hibrido fotovoltaico/termico con incremento de eficiencia en sistema fotovoltaico.
KR100992011B1 (ko) 태양에너지 복사를 최적화한 하이브리드형 모듈
Kashem et al. A Review and Analysis of the Effects of Colors of Light On the Performance of Solar Photovoltaic Panels
KR102499527B1 (ko) Bipv형 태양전지, 태양광 패널 및 태양광 패널 어레이
CN217935556U (zh) 一种高参数太阳能分光谱利用系统

Legal Events

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

Effective date: 20151230

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190114

PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20191230

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201230