RU2464694C2 - Solar combined concentrating power plant - Google Patents

Solar combined concentrating power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2464694C2
RU2464694C2 RU2010148585/07A RU2010148585A RU2464694C2 RU 2464694 C2 RU2464694 C2 RU 2464694C2 RU 2010148585/07 A RU2010148585/07 A RU 2010148585/07A RU 2010148585 A RU2010148585 A RU 2010148585A RU 2464694 C2 RU2464694 C2 RU 2464694C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concentrator
primary
optical axis
tracking sensor
paraboloid
Prior art date
Application number
RU2010148585/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010148585A (en
Inventor
Абдул-Гамид Ахмедович Абдуллаев (RU)
Абдул-Гамид Ахмедович Абдуллаев
Дмитрий Семенович Стребков (RU)
Дмитрий Семенович Стребков
Original Assignee
Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии)
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 Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) filed Critical Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии)
Priority to RU2010148585/07A priority Critical patent/RU2464694C2/en
Publication of RU2010148585A publication Critical patent/RU2010148585A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2464694C2 publication Critical patent/RU2464694C2/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: solar combined concentrating power plant comprises primary and secondary concentrators, a tracking sensor, a receiver installed in the top of the primary concentrator perpendicularly to its optical axis with a cooling device. In the central part of the primary conical concentrator with a through hole coaxially to its optical axis a tracking sensor is arranged as located inside the secondary half-paraboloid concentrator, which is arranged as glass. A selective coating is applied on its internal part. The secondary concentrator is rotated by 360° around the optical axis of the primary conical concentrator. On the external side of the secondary concentrator there are thermoelements installed, and photoelements are arranged on the surface of a hollow tubular coolant in the form of a circle with input and output holes. Bases of the primary conical concentrator, the tracking sensor, the secondary concentrator and the hollow tubular coolant in the form of a circle are fixed on an insular connecting flat washer.
EFFECT: provision of simultaneous conversion of solar radiation both into power for consumers and into thermal energy for water heating.
2 dwg

Description

Изобретение относится к гелиоэнергетике, в частности к высокоэффективным концентрирующим солнечным энергоустановкам.The invention relates to solar energy, in particular to highly efficient concentrating solar 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.

На пути практической реализации различных методов преобразования сильно концентрированного солнечного излучения возникает проблема разработки и создания комбинированных солнечных энергоустановок, вырабатывающих одновременно различные виды энергии, как, например, тепловую и электрическую энергию.On the way to the practical implementation of various methods of converting highly concentrated solar radiation, the problem arises of the development and creation of combined solar power plants that simultaneously produce various types of energy, such as thermal and electrical energy.

Необходимость в этом особенно актуальна при использовании в солнечной энергетике дефицитных и очень дорогих полупроводниковых материалов.The need for this is especially relevant when using scarce and very expensive semiconductor materials in solar energy.

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

Недостаток известной энергоустановки в ограниченности вида преобразования концентрированного солнечного излучения только в электрическую энергию.A disadvantage of the known power plant is the limited type of conversion of concentrated solar radiation only into electrical energy.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является проект солнечной концентрирующей энергетической установки Кассегрена (ДСК), разработанной фирмой TRW (США) согласно конструктивной схеме ДСК и расчетной схеме ДСК (ред. Ж.И.Алферов. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. Ленинград. Наука. 1989. С.299, с.281, с.233).The closest in technical essence to the present invention is the project of the Cassegrain solar concentrating power plant (DSC), developed by TRW (USA) according to the DSC design scheme and DSC design scheme (as amended by J. I. Alferov. Photoelectric conversion of concentrated solar radiation. Leningrad. Science. 1989. S. 289, S. 281, S. 233).

Известная концентрирующая двухзеркальная система Кассергена (ДСК) содержит первичный и вторичный зеркальные концентраторы, датчик слежения, приемник, расположенный в вершине первичного концентратора перпендикулярно его оптической оси с охлаждающим устройством.The known concentrating two-mirror Cassergen system (DSC) contains a primary and secondary mirror concentrators, a tracking sensor, a receiver located at the top of the primary concentrator perpendicular to its optical axis with a cooling device.

Существенным недостатком известной солнечной концентрирующей энергоустановки с ДСК является ограниченность вида преобразования солнечного излучения только в электрическую энергию.A significant drawback of the known solar concentrating power plant with DSC is the limited type of conversion of solar radiation only to electrical energy.

Задачей изобретения является расширение возможностей видов высокоэффективного преобразования солнечного излучения концентрирующей энергоустановкой как в виде энергии электрического тока, так и в виде тепловой энергии для нагрева воды.The objective of the invention is to expand the possibilities of types of highly efficient conversion of solar radiation by a concentrating power plant both in the form of electric current energy and in the form of thermal energy for heating water.

В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность создания высокоэффективной концентрирующей комбинированной солнечной энергоустановки, преобразовывающей одновременно солнечную энергию в тепловую энергию для нагрева воды и в электрическую энергию для потребителя.As a result of the use of the present invention, it becomes possible to create a highly efficient concentrating combined solar power installation that converts solar energy into heat energy for heating water and into electrical energy for consumers at the same time.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой солнечной комбинированной концентрирующей энергоустановке, содержащей первичный и вторичный концентраторы, датчик слежения, приемник, расположенный в вершине первичного концентратора перпендикулярно его оптической оси с охлаждающим устройством, в центральной части первичного конического концентратора со сквозным отверстием соосно его оптической оси размещен датчик слежения, расположенный внутри вторичного полупараболоидного концентратора, который выполнен стеклянным, а на внутреннюю часть его нанесено селективное покрытие, причем вторичный полупараболоидный стеклянный концентратор развернут на 360° вокруг оптической оси первичного конического концентратора, при этом на внешней стороне вторичного полупараболоидного стеклянного концентратора размещены термоэлементы, а фотоэлементы размещены на поверхности полого трубчатого теплоносителя в форме круга с входным и выходным отверстиями, причем основания первичного конического концентратора, датчика слежения, вторичного полупараболоидного стеклянного концентратора и полый трубчатый теплоноситель в форме круга закреплены на изоляторной соединительной плоской круговой шайбе.The above technical result is achieved by the fact that in the proposed solar combined concentrating power plant containing a primary and secondary concentrators, a tracking sensor, 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 primary conical concentrator with a through hole coaxially with its optical axis placed tracking sensor located inside the secondary semi-paraboloid concentrator, which is made glass, and on the inside of it a selective coating is applied, and the secondary semi-paraboloid glass concentrator is rotated 360 ° around the optical axis of the primary conical concentrator, while thermocouples are placed on the outside of the secondary semi-paraboloid glass concentrator, and the photocells are placed on the surface of the hollow tubular heat carrier in the form of a circle with inlet and outlet openings, the bases of the primary conical concentrator, tracking sensor, secondary semi-paraboloid th glass hollow tubular hub and the coolant in the shape of circle are fixed to the insulator connecting flat circular washer.

При вращении полупараболической линии вокруг оптической оси конического концентратора на 360° получаем поверхность в виде вышеупомянутого вторичного полупараболоидного стеклянного концентратора с селективным покрытием, развернутого на 360° вокруг оптической оси конического концентратора, с возможностью выпуска ИК солнечных лучей наружу.When the semi-parabolic line is rotated around the optical axis of the conical concentrator by 360 °, we obtain a surface in the form of the aforementioned secondary semi-paraboloid glass concentrator with a selective coating, deployed 360 ° around the optical axis of the conical concentrator, with the possibility of releasing IR sunlight to the outside.

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

На фиг.1 представлена общая схема предлагаемой солнечной комбинированной концентрирующей энергоустановки (вид спереди).Figure 1 presents the General scheme of the proposed solar combined concentrating power plant (front view).

На фиг.2 представлена схема солнечной комбинированной концентрирующей энергоустановки (вид сверху).Figure 2 presents a diagram of a solar combined concentrating power plant (top view).

Солнечная комбинированная концентрирующая энергоустановка содержит первичный конический концентратор 1, изоляторную соединительную плоскую круговую шайбу 2, центральное сквозное отверстие 3 первичного конического концентратора 1, датчик слежения 4, полый трубчатый теплоноситель в форме круга 7, фотоэлементы 8 на внешней поверхности полого трубчатого теплоносителя в форме круга 7, вторичный стеклянный полупараболоидный, развернутый на 360° концентратор 9 с нанесенным на его внутреннюю поверхность селективным покрытием 13, термоэлементы 10 на внешней стороне вторичного полупараболоидного, развернутого на 360° концентратора 9, входное отверстие 11 полого трубчатого теплоносителя в форме круга 7, выходное отверстие 12 полого трубчатого теплоносителя в форме круга 7.The solar combined concentrating power plant contains a primary conical concentrator 1, an insulating connecting flat circular washer 2, a central through hole 3 of the primary conical concentrator 1, a tracking sensor 4, a hollow tubular coolant in the form of a circle 7, photocells 8 on the outer surface of a hollow tubular coolant in the form of a circle 7 , secondary glass semi-paraboloid, 360 ° deployed hub 9 with selective coating 13 applied to its inner surface, thermocouples 10 on the outer side of the secondary semi-paraboloidal, deployed 360 ° hub 9, the inlet 11 of the hollow tubular coolant in the form of a circle 7, the outlet 12 of the hollow tubular coolant in the form of a circle 7.

Солнечная комбинированная концентрирующая энергоустановка работает следующим образом.Solar combined concentrating power plant operates as follows.

Первичный конический концентратор 1 собирает солнечные лучи благодаря точному наведению датчика слежения 4 на внутреннюю поверхность вторичного стеклянного полупараболоидного, развернутого на 360° концентратора 9. На внутреннюю поверхность концентратора 9 нанесено селективное покрытие 13, выпускающее часть ПК солнечных лучей наружу, а отраженные солнечные лучи от внутренней поверхности стеклянного концентратора 9 концентрируются в пространстве на внешней поверхности полого трубчатого теплоносителя в форме круга 7 с фотоэлементами 8 с меньшим его нагревом. При этом вода, протекающая через полый трубчатый теплоноситель в форме круга 7, успевает меньше нагреться, отбирая тепло и охлаждая фотоэлементы 8. На внешней стороне нагретого сконцентрированным световым потоком вторичного стеклянного полупараболоидного, развернутого на 360° концентратора закреплены термоэлементы для получения дополнительной электрической энергии.The primary conical concentrator 1 collects the sun's rays by accurately pointing the tracking sensor 4 onto the inner surface of the secondary glass semi-paraboloid, 360 ° rotated concentrator 9. A selective coating 13 is applied to the inner surface of the concentrator 9, which releases part of the PC of the sun's rays to the outside, and the reflected sun's rays from the inside the surfaces of the glass concentrator 9 are concentrated in space on the outer surface of the hollow tubular heat transfer medium in the form of a circle 7 with photocells 8 cm less heat. At the same time, the water flowing through the hollow tubular coolant in the form of a circle 7 has time to heat up less, removing heat and cooling the photocells 8. Thermoelements are fixed on the outside of the secondary glass semi-parabolic, 360 ° rotated 360 ° concentrator, heated to obtain additional electric energy.

Claims (1)

Солнечная комбинированная концентрирующая энергоустановка, содержащая первичный и вторичный концентраторы, датчик слежения, приемник, расположенный в вершине первичного концентратора перпендикулярно его оптической оси с охлаждающим устройством, отличающаяся тем, что в центральной части первичного конического концентратора со сквозным отверстием соосно с его оптической осью размещен датчик слежения, расположенный внутри вторичного полупараболоидного концентратора, который выполнен стеклянным, а на внутреннюю часть его нанесено селективное покрытие, причем вторичный полупараболоидный стеклянный концентратор развернут на 360° вокруг оптической оси первичного конического концентратора, при этом на внешней стороне вторичного полупараболоидного стеклянного концентратора, размещены термоэлементы, а фотоэлементы размещены на поверхности полого трубчатого теплоносителя в форме круга с входным и выходным отверстиями, причем основания первичного конического концентратора, датчика слежения, вторичного полупараболоидного стеклянного концентратора и полый трубчатый теплоноситель в форме крута закреплены на изоляторной соединительной плоской круговой шайбе. Solar combined concentrating power plant containing primary and secondary concentrators, a tracking sensor, 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 primary conical concentrator with a through hole there is a tracking sensor coaxially with its optical axis located inside the secondary semi-paraboloid concentrator, which is made of glass, and on the inside of it is applied with an objective coating, wherein the secondary semi-paraboloid glass concentrator is rotated 360 ° around the optical axis of the primary conical concentrator, while thermocouples are placed on the outside of the secondary semi-paraboloid glass concentrator, and the photocells are placed on the surface of a hollow tubular heat carrier in the form of a circle with inlet and outlet openings, the base of the primary conical concentrator, a tracking sensor, a secondary semi-paraboloid glass concentrator and hollow tubulars cool the coolant in a form fixed on the insulator connecting flat circular washer.
RU2010148585/07A 2010-11-30 2010-11-30 Solar combined concentrating power plant RU2464694C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010148585/07A RU2464694C2 (en) 2010-11-30 2010-11-30 Solar combined concentrating power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010148585/07A RU2464694C2 (en) 2010-11-30 2010-11-30 Solar combined concentrating power plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010148585A RU2010148585A (en) 2012-06-10
RU2464694C2 true RU2464694C2 (en) 2012-10-20

Family

ID=46679434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010148585/07A RU2464694C2 (en) 2010-11-30 2010-11-30 Solar combined concentrating power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2464694C2 (en)

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4045246A (en) * 1975-08-11 1977-08-30 Mobil Tyco Solar Energy Corporation Solar cells with concentrators
US4158356A (en) * 1977-02-22 1979-06-19 Wininger David V Self-powered tracking solar collector
SU1229526A1 (en) * 1984-06-20 1986-05-07 Одесский Инженерно-Строительный Институт Solar-energy collecting manifold
SU1347068A1 (en) * 1985-11-26 1987-10-23 Предприятие П/Я М-5539 Solar energy concentrator
SU1575022A1 (en) * 1988-01-15 1990-06-30 Л. Ю. Пол ковский, А. Л. Пол ковский, Р. Г. Черный и А. И. Гринберг Solar heater
RU2121632C1 (en) * 1997-03-13 1998-11-10 Тверьянович Эдуард Владимирович Device for concentration of solar radiation
RU2204769C2 (en) * 2001-07-10 2003-05-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Solar module with concentrator
RU2222755C1 (en) * 2002-05-17 2004-01-27 Государственное унитарное предприятие "НПО Астрофизика" Solar plant
RU2282116C2 (en) * 2004-04-15 2006-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро общего машиностроения им. В.П. Бармина" Method and device for gaseous helium cooling and purification
RU2282113C1 (en) * 2005-03-05 2006-08-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Solar photoelectric module with concentrator
RU2285210C1 (en) * 2005-03-15 2006-10-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Combined solar concentrating plant
RU2292003C1 (en) * 2005-09-09 2007-01-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Solar photoelectric module with concentrator
RU2300058C2 (en) * 2005-08-15 2007-05-27 Юлий Меркурьевич Рылов Cylindrical parabolic sun energy concentrator with absorber and sun tracking system
RU2301379C2 (en) * 2005-08-18 2007-06-20 Государственное унитарное предприятие "НПО Астрофизика" Sunlight power module for conversing electromagnet radiation received from remote light radiation source (versions)
RU2342606C2 (en) * 2007-02-21 2008-12-27 Юлий Меркурьевич Рылов Solar energy concentration method and device used for method realisation

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4045246A (en) * 1975-08-11 1977-08-30 Mobil Tyco Solar Energy Corporation Solar cells with concentrators
US4158356A (en) * 1977-02-22 1979-06-19 Wininger David V Self-powered tracking solar collector
SU1229526A1 (en) * 1984-06-20 1986-05-07 Одесский Инженерно-Строительный Институт Solar-energy collecting manifold
SU1347068A1 (en) * 1985-11-26 1987-10-23 Предприятие П/Я М-5539 Solar energy concentrator
SU1575022A1 (en) * 1988-01-15 1990-06-30 Л. Ю. Пол ковский, А. Л. Пол ковский, Р. Г. Черный и А. И. Гринберг Solar heater
RU2121632C1 (en) * 1997-03-13 1998-11-10 Тверьянович Эдуард Владимирович Device for concentration of solar radiation
RU2204769C2 (en) * 2001-07-10 2003-05-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Solar module with concentrator
RU2222755C1 (en) * 2002-05-17 2004-01-27 Государственное унитарное предприятие "НПО Астрофизика" Solar plant
RU2282116C2 (en) * 2004-04-15 2006-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро общего машиностроения им. В.П. Бармина" Method and device for gaseous helium cooling and purification
RU2282113C1 (en) * 2005-03-05 2006-08-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Solar photoelectric module with concentrator
RU2285210C1 (en) * 2005-03-15 2006-10-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Combined solar concentrating plant
RU2300058C2 (en) * 2005-08-15 2007-05-27 Юлий Меркурьевич Рылов Cylindrical parabolic sun energy concentrator with absorber and sun tracking system
RU2301379C2 (en) * 2005-08-18 2007-06-20 Государственное унитарное предприятие "НПО Астрофизика" Sunlight power module for conversing electromagnet radiation received from remote light radiation source (versions)
RU2292003C1 (en) * 2005-09-09 2007-01-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Solar photoelectric module with concentrator
RU2342606C2 (en) * 2007-02-21 2008-12-27 Юлий Меркурьевич Рылов Solar energy concentration method and device used for method realisation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010148585A (en) 2012-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Daneshazarian et al. Concentrating photovoltaic thermal (CPVT) collectors and systems: Theory, performance assessment and applications
Liu et al. Thermodynamic and optical analysis for a CPV/T hybrid system with beam splitter and fully tracked linear Fresnel reflector concentrator utilizing sloped panels
Han et al. Parametric analysis of a hybrid solar concentrating photovoltaic/concentrating solar power (CPV/CSP) system
Han et al. Energy analysis of a hybrid solar concentrating photovoltaic/concentrating solar power (CPV/CSP) system
CN103219409B (en) Have and rotate the light-focusing type of photovoltaic battery pack and the solar energy photovoltaic system of non-concentrating type
Chen et al. A solar concentrator with two reflection mirrors designed by using a ray tracing method
CN201717804U (en) Solar electric heating comprehensive utilization system
Manokar et al. Performance analysis of parabolic trough concentrating photovoltaic thermal system
Çağlar Design of a parabolic trough solar collector using a concentrator with high reflectivity
Geete et al. Experimental analysis on fabricated parabolic solar collector with various flowing fluids and pipe materials
Mahdi et al. Development of a spherical solar collector with a cylindrical receiver
RU2285210C1 (en) Combined solar concentrating plant
Lu et al. Performance analysis of a novel PV/T hybrid system based on spectral beam splitting
Sridhar et al. Performance of cylindrical parabolic collector with automated tracking system
RU2282113C1 (en) Solar photoelectric module with concentrator
RU2464694C2 (en) Solar combined concentrating power plant
Munef et al. Modulating a solar parabolic dish to produce boiled water
JP2016114252A (en) Trough-type reflection mirror
RU2431086C2 (en) Solar power plant (versions)
RU2282799C1 (en) Solar multifunctional strong-concentrating power plant
Shah et al. Modelling and experimental analysis of a novel evacuated tubes based parabolic trough solar collector for water heating applications
CN202419967U (en) Receiver of tower type solar thermal power station
KR101407079B1 (en) solar heat collecting system using cone shape reflector
RU2466489C2 (en) Solar multifunctional highly concentrating power plant
PL222444B1 (en) Hybrid solar energy converter

Legal Events

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

Effective date: 20121201