RU2507353C1 - Solar energy thermoemission system of building power supply - Google Patents

Solar energy thermoemission system of building power supply Download PDF

Info

Publication number
RU2507353C1
RU2507353C1 RU2012130642/03A RU2012130642A RU2507353C1 RU 2507353 C1 RU2507353 C1 RU 2507353C1 RU 2012130642/03 A RU2012130642/03 A RU 2012130642/03A RU 2012130642 A RU2012130642 A RU 2012130642A RU 2507353 C1 RU2507353 C1 RU 2507353C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fences
decorative
building
thermoelectric
sections
Prior art date
Application number
RU2012130642/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012130642A (en
Inventor
Владимир Сергеевич Ежов
Наталья Евгеньевна Семичева
Александр Юрьевич Журавлев
Антон Сергеевич Пивоваров
Иван Викторович Лысенко
Андрей Владимирович Косинов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ)
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 бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ)
Priority to RU2012130642/03A priority Critical patent/RU2507353C1/en
Publication of RU2012130642A publication Critical patent/RU2012130642A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2507353C1 publication Critical patent/RU2507353C1/en

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
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
    • 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
    • Y02E10/44Heat exchange systems

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: solar energy thermoemission system of building power supply comprises external fences, covered with decorative fences from outside, reinforced with contour reinforcement, to form an air gap between them and bearing fences of the building, and the gap communicates with atmosphere via holes, a roof cover on the bearing structure of the roof. The air gap communicates with the room of the attic via slots, and with external air - via holes arranged in the lower part of decorative fences, the roof cover and decorative fences consist of rectangular sections, each represents a photothermoelectric converter comprising a photo cell attached by its rear side to the external side of the body of the thermoelectric converter, the rear side of which is equipped with vertical ribs, made of dielectric material with high heat conductivity, into the massif of which there is contour reinforcement placed, made of elements of the thermoelectric converter representing paired wire sections made of different metals, soldered at the ends to each other, forming zigzag-shaped rows, arranged in such a manner that the left parts of wire sections with left soldered ends are bent at the angle of 90° and are arranged near the external surface of the body of the thermoelectric converter in parallel to it, not touching it, and the right parts of the wire sections with the right soldered ends are arranged in the massif of the ribs, the extreme wire sections of extreme zigzag-shaped rows of thermoelectric converters and output terminals of photo cells are connected via appropriate unipolar headers of electric charges with an accumulating unit.
EFFECT: higher efficiency and reliability of a solar energy thermoemission system of building power supply.
5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении декоративных ограждений наружных стен и кровельных покрытий для уменьшения теплопотерь зданий, совместной утилизации этих теплопотерь, солнечной энергии, тепла и холода наружного воздуха в летний и зимний периоды для получения электрической энергии.The present invention relates to construction and can be used in the manufacture of decorative fencing of external walls and roofing to reduce heat loss of buildings, the joint utilization of these heat losses, solar energy, heat and cold outside air in the summer and winter periods to produce electrical energy.

Известен вентилируемый стеновой элемент, содержащий внутренние вертикальные щелевые полости между несущей конструкцией ограждения, соединенного через ребра жесткости с его наружной поверхностью (декоративным ограждением), сообщающейся с атмосферой через отверстия в ней [Патент РФ №2181821, Мкл. Е04С 2/26, Е04В 2/42, 2002].Known ventilated wall element containing internal vertical slotted cavities between the supporting structure of the fence, connected through stiffeners with its outer surface (decorative fence), communicating with the atmosphere through the holes in it [RF Patent No. 2181821, Mcl. E04C 2/26, E04B 2/42, 2002].

Известно вентилируемое кровельное покрытие, включающее основание кровли и размещенные на нем готовые мастичные элементы, образующие вентилируемые полости [Патент РФ №2079615, Мкл. Е04D13/00, 1997].Known ventilated roofing, including the base of the roof and ready-made mastic elements placed on it, forming ventilated cavities [RF Patent No. 2079615, Mcl. E04D13 / 00, 1997].

Основными недостатками известных вентилируемых стенового элемента и кровельного покрытия являются недостаточная прочность декоративного ограждения и мастичных элементов, невозможность утилизации тепла наружного воздуха, тепловых потерь здания и солнечной энергии, что снижает их надежность и эффективность.The main disadvantages of the known ventilated wall element and roofing are the insufficient strength of the decorative fence and mastic elements, the inability to utilize the heat of the outside air, the heat loss of the building and solar energy, which reduces their reliability and efficiency.

Более близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является слоистая панель вентилируемого стенового ограждения, включающая несущий внутренний слой (несущие ограждение) и наружный слой из бетона плотной структуры (декоративное ограждение), армированные контурной сеточной арматурой, средний слой из крупнопористого материала со сквозными пустотами (щелями, воздушными зазорами), сообщающимися с атмосферой через систему вытяжных отверстий и каналов [Патент РФ №2221119, Мкл. Е04С 2/26, Е04В 2/14, 2004].Closer in technical essence to the present invention is a laminated panel of a ventilated wall fence, including a supporting inner layer (supporting fence) and an outer concrete layer of dense structure (decorative fence), reinforced with contour mesh reinforcement, a middle layer of large-porous material with through voids (slots) air gaps), communicating with the atmosphere through a system of exhaust openings and channels [RF Patent No. 2221119, Mcl. E04C 2/26, E04B 2/14, 2004].

Основными недостатками известной слоистой панели вентилируемого стенового ограждения являются сложность и массивность ее конструкции и невозможность утилизации тепла наружного воздуха, тепловых потерь здания и солнечной энергии, что снижает ее надежность и эффективность.The main disadvantages of the known laminated panel of a ventilated wall enclosure are the complexity and massiveness of its design and the inability to utilize the heat of the outside air, the heat loss of the building and solar energy, which reduces its reliability and efficiency.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности и надежности гелиотермоэмиссионной системы электроснабжения здания.The technical result of the invention is to increase the efficiency and reliability of the heliotherm emission system of power supply of the building.

Технический результат достигается гелиотермоэмиссионной системой электроснабжения здания, включающей наружные ограждения, покрытые снаружи декоративными ограждениями, кровельное покрытие на несущей конструкции крыши, накопительный блок, причем декоративные ограждения, армированные контурной арматурой, установлены с образованием между ними и наружным ограждением здания воздушного зазора, который сообщается с помещением чердака через щели, а с наружным воздухом через отверстия, расположенные в нижней части декоративных ограждений, при этом кровельное покрытие и декоративные ограждения состоят из прямоугольных секций, каждая из которых представляет собой фототермоэлектрический преобразователь, состоящий из фотоэлемента, присоединенного своей тыльной стороной к наружной стороне корпуса термоэлектрического преобразователя, тыльная сторона которого снабжена вертикальными ребрами, выполненного из диэлектрического материала с высокой теплопроводностью, в массиве которого помещена контурная арматура, состоящая из элементов термоэлектрического преобразователя, представляющих собой парные проволочные отрезки, выполненные из разных металлов, спаянные на концах между собой, образуя зигзагообразные ряды, устроенные таким образом, что левые части проволочных отрезков с левыми спаянными концами согнуты под углом 90° и располагаются вблизи наружной поверхности корпуса термоэлектрического преобразователя параллельно ей, не касаясь ее, а правые части проволочных отрезков с правыми спаянными концами расположены в массиве ребер, крайние проволочные отрезки крайних зигзагообразных рядов термоэлектрических преобразователей и выходные клеммы фотоэлементов соединены через соответствующие однополюсные коллекторы электрических зарядов с накопительным блоком.The technical result is achieved by a heliothermal power supply system of a building, including external fences, externally coated with decorative fencing, a roof covering on the roof supporting structure, a storage unit, and decorative fencing reinforced with contour reinforcement is installed to form an air gap between them and the outer fencing of the building, which communicates with placing the attic through slots, and with outside air through openings located at the bottom of the decorative fencing, the roofing and decorative fencing consist of rectangular sections, each of which is a photothermoelectric converter, consisting of a photocell connected with its back to the outside of the thermoelectric converter housing, the back of which is provided with vertical ribs made of a dielectric material with high thermal conductivity, in the array of which contour reinforcement is placed, consisting of elements of a thermoelectric converter consisting of paired wire segments made of different metals, welded together at the ends, forming zigzag rows arranged in such a way that the left parts of the wire segments with the left soldered ends are bent at an angle of 90 ° and are located close to the outer surface of the thermoelectric converter case without touching it, and the right parts of the wire segments with the right soldered ends are located in the array of ribs, the extreme wire segments of the extreme zigzag rows are thermoelectric iCal converters and the output terminals are connected via respective photocells pole collectors of electric charges from the storage unit.

На фиг.1-5 представлена предлагаемая гелиотермоэмиссионная система электроснабжения здания (на фиг.1 - общий вид, на фиг.2-5 - основные узлы).Figure 1-5 shows the proposed heliothermal power supply system of the building (figure 1 is a General view, figure 2-5 are the main nodes).

Предлагаемая гелиотермоэмиссионная система электроснабжения здания (ГТЭСЭСЗ) содержит наружные ограждения 1, кровельное покрытие 2 на несущей конструкции крыши (не показана) и накопительный блок 3, помещенный, например, на чердачном перекрытии 4, причем наружные ограждения здания 1 покрыты снаружи декоративными ограждениями 5, армированными контурной арматурой, с образованием между ними и ограждением здания 1 (узлы соединения между несущими ограждениями 1 и декоративными ограждениями 5 не показаны) воздушного зазора 6, который сообщается с помещением чердака 7 через щели 8, а с наружным воздухом - через отверстия 9, расположенные в нижней части декоративных ограждений 5, при этом кровельное покрытие 2 и декоративные ограждения 5 состоят из прямоугольных секций 10, каждая из которых представляет собой фототермоэлектрический преобразователь (ФТЭП), состоящий из фотоэлемента 11, присоединенного своей тыльной стороной к наружной стороне корпуса термоэлектрического преобразователя (ТЭП) 12, тыльная сторона которого снабжена вертикальными ребрами 13, выполненного из диэлектрического материала с высокой теплопроводностью, в массиве которого помещена контурная арматура, состоящая из элементов 14 ТЭП 12, представляющих собой парные проволочные отрезки 15 и 16, выполненные из разных металлов Ml и М2, спаянные на концах между собой, образуя зигзагообразные ряды 17, устроенные таким образом, что левые части проволочных отрезков 15 и 16 с левыми спаянными концами согнуты под углом 90° и располагаются вблизи наружной поверхности корпуса термоэлектрического преобразователя (ТЭП) 12 параллельно ей, не касаясь ее, а правые части проволочных отрезков 15 и 16 с правыми спаянными концами расположены в массиве ребер 13, крайние проволочные отрезки 15 и 16 крайних зигзагообразных рядов 17 ТЭП 12 и выходные клеммы (не показаны) фотоэлементов 11 соединены с однополюсными коллекторами электрических зарядов 18, 19 и 18а, 19а, соответственно, которые, в свою очередь, соединены с накопительным блоком 3.The proposed solar thermal power supply system of the building (GTESES) contains external fences 1, a roofing 2 on a roof supporting structure (not shown) and a storage unit 3 placed, for example, on an attic floor 4, and the external fences of building 1 are covered externally with decorative fences 5 reinforced contour reinforcement, with the formation between them and the fence of the building 1 (the connection nodes between the bearing fences 1 and the decorative fences 5 are not shown) of the air gap 6, which communicates with by placing the attic 7 through slots 8, and with outside air through openings 9 located in the lower part of the decorative fences 5, while the roofing 2 and decorative fences 5 consist of rectangular sections 10, each of which is a photothermoelectric converter (FTEP), consisting of a photocell 11 connected with its back to the outside of the thermoelectric converter (TEC) 12, the back of which is provided with vertical ribs 13 made of dielectric material with high thermal conductivity, in the array of which there is a contour reinforcement consisting of elements 14 of TEC 12, which are paired wire segments 15 and 16, made of different metals Ml and M2, welded together at the ends, forming zigzag rows 17, arranged in such a way that the left parts of the wire segments 15 and 16 with the left soldered ends are bent at an angle of 90 ° and are located near the outer surface of the housing of the thermoelectric converter (TEC) 12 parallel to it, without touching it, and the right parts of the wire of the segments 15 and 16 with the right soldered ends are located in the array of ribs 13, the extreme wire segments 15 and 16 of the extreme zigzag rows 17 of TEC 12 and the output terminals (not shown) of the photocells 11 are connected to unipolar collectors of electric charges 18, 19 and 18a, 19a, respectively, which, in turn, are connected to the storage unit 3.

В основу работы предлагаемой ГТЭСЭСЗ положено свойство фотоэлементов 11 при воздействии на них солнечных лучей преобразовывать воспринятую солнечную энергию в электрическую и тепловую энергии [А.с. СССР №1603152, МПК F24J 2/32, 1990]. Так как контурная арматура секций 10 декоративного ограждения 5 и кровельного покрытия 2 выполнена в виде зигзагообразных рядов 17, изготовленных из парных проволочных отрезков 15 и 16, выполненных из разных металлов Ml и М2, спаянных на концах между собой, то при нагреве (охлаждении) одних спаянных концов проволочных отрезков 15 и 16 элементов 14 ТЭП 12 снаружи и охлаждении (нагреве) противоположных им спаянных концов элементов воздухом, поднимающимся в зазорах 6 в летнее время (зимнее время), на противоположных спаянных концах парных проволочных отрезков 15 16 элементов 14 устанавливаются разные температуры, в результате чего в зигзагообразных рядах 17 появляется термоэлектричество [С.Г.Калашников. Электричество. - М.: Наука, 1970, с.502-506]. При этом зигзагообразные ряды 17 в секциях 10 одновременно выполняют функцию контурной арматуры, повышая прочностные свойства кровельного покрытия 2 и декоративных ограждений 5.The proposed GTESESZ is based on the property of solar cells 11, when exposed to sunlight, to convert perceived solar energy into electrical and thermal energy [A.S. USSR No. 1603152, IPC F24J 2/32, 1990]. Since the contour reinforcement of the sections 10 of the decorative fence 5 and the roofing 2 is made in the form of zigzag rows 17 made of paired wire segments 15 and 16 made of different metals Ml and M2, welded together at the ends, then when heating (cooling) some the soldered ends of the wire segments 15 and 16 of the elements 14 of the TEC 12 outside and cooling (heating) the opposite of the soldered ends of the elements with air rising in the gaps 6 in the summer (winter time), on the opposite soldered ends of the paired wire Hezk 15 16 elements 14 different temperatures are set, as a result of which thermoelectricity appears in zigzag rows 17 [S. G. Kalashnikov. Electricity. - M .: Nauka, 1970, p. 502-506]. In this case, the zigzag rows 17 in sections 10 simultaneously perform the function of contour reinforcement, increasing the strength properties of the roofing 2 and decorative fences 5.

ГТЭСЭСЗ работает следующим образом. В летнее время наружный воздух поступает в воздушный зазор 6 между декоративными ограждениями 5 и наружными ограждениями 1 через отверстия 9, расположенные в нижней части декоративных ограждений 5 (например, у цоколя здания), и движется по воздушному зазору 6 снизу вверх, одновременно снижая количество тепла, поступающего от солнечных лучей в здание, и охлаждая тыльную сторону секций 10 декоративных ограждений 5 (ребра 13 секций 10, в которых находятся правые части парных проволочных отрезков 15 и 16 элементов 14 ТЭП 12 со спаянными концами и поверхность между ребрами 13), после чего этот воздушный поток через щели 8 поступает в помещение чердака 7, в котором омывает тыльную сторону секций 10 кровельного покрытия 2 (ребра 13, в которых находятся правые части парных проволочных отрезков 15 и 16 со спаянными концами и поверхность между ребрами 13) и также охлаждает ее. Параллельно вышеописанному процессу охлаждения правых концов элементов 14 ТЭП 12 снаружи секций 10 (ФТЭП), находящихся на солнечной стороне, в фотоэлементах 11 под воздействием солнечных лучей происходит преобразование солнечной энергии в электрическую энергию, которая через клеммы (не показаны) и коллекторы 18а и 19а поступает в накопительный блок 3, и тепловую энергию, которая за счет теплопроводности поступает внутрь ТЭП 12 секций 10 декоративных ограждений 5 и кровельного покрытия 2, изготовленных из материала-диэлектрика с высокой теплопроводностью. При этом материал ТЭП 12 дополнительно нагревается за счет тепла окружающего воздуха, в результате чего в нем происходит интенсивный нагрев путем теплопроводности левых частей проволочных отрезков 15 и 16 со спаянными концами элементов 14 ТЭП 12, которые согнуты под углом 90° (параллельное расположение левых частей элементов 14 относительно наружной поверхности корпуса ТЭП 12 выбрано из условия увеличения поверхности контакта отрезков 15, 16 и повышения прочности конструкции секций 10). Ребристая конструкция тыльной стороны секций (ФТЭП) 10, в материале ребер 13 которых помещены элементы 14 ТЭП 12, обеспечивает их изоляцию от атмосферной влаги и в то же время значительно увеличивает поверхность теплообмена секции (ФТЭП) 10 с воздухом, движущимся в канале 6. Последнее обеспечивает интенсивный отвод тепла, образующегося в фотоэлементах 11 и воспринимаемого из наружного воздуха, улучшая работу фотоэлементов 11, увеличивает разность температур на спаях элементов 14, что увеличивает, соответственно, выработку фото- и термоэлектричества. Одновременно с процессом теплопередачи в результате нагрева левых спаянных концов проволочных отрезков 15, 16 элементов 14 ТЭП 12 и охлаждения их правых спаянных концов их температуры становятся различными и в зигзагообразных рядах 17 появляется термоэлектричество, которое из секций (ФТЭП) 10 через однополюсные коллекторы электрических зарядов 18 и 19 поступает в накопительный блок 3, откуда подается потребителю (не показан). Процесс образования электричества в секциях (ФТЭП) 10, находящихся в тени, происходит только за счет тепла окружающего воздуха аналогично вышеописанному.GTESESZ works as follows. In the summer, outside air enters the air gap 6 between the decorative fences 5 and the external fences 1 through openings 9 located at the bottom of the decorative fences 5 (for example, at the base of the building), and moves along the air gap 6 from the bottom up, while reducing the amount of heat coming from the sun's rays into the building, and cooling the back side of sections 10 of decorative fences 5 (ribs 13 of sections 10, in which are located the right parts of paired wire segments 15 and 16 of elements 14 of TEP 12 with soldered ends and surfaces between the ribs 13), after which this air flow through the slots 8 enters the attic room 7, in which it is washing the back side of the sections 10 of the roof covering 2 (ribs 13, in which are the right parts of the pair of wire segments 15 and 16 with soldered ends and the surface between the ribs 13) and also cools it. In parallel to the above-described process of cooling the right ends of the elements 14 of the TEC 12 outside the sections 10 (FTEC) located on the solar side, in solar cells 11 under the influence of sunlight, solar energy is converted into electrical energy, which is supplied through the terminals (not shown) and collectors 18a and 19a into the storage unit 3, and thermal energy, which due to thermal conductivity enters the TEC 12 sections 10 of decorative fencing 5 and roofing 2 made of a dielectric material with high heat by one. In this case, the TEC material 12 is additionally heated by the heat of the surrounding air, as a result of which intense heating occurs through the heat conduction of the left parts of the wire segments 15 and 16 with the welded ends of the elements 14 of the TEC 12, which are bent at an angle of 90 ° (parallel arrangement of the left parts of the elements 14 relative to the outer surface of the housing TEC 12 is selected from the condition of increasing the contact surface of the segments 15, 16 and increase the structural strength of the sections 10). The ribbed design of the rear side of the sections (FTEP) 10, in the material of the ribs 13 of which the elements 14 of the TEP 12 are placed, ensures their isolation from atmospheric moisture and at the same time significantly increases the heat exchange surface of the section (FTEP) 10 with air moving in the channel 6. Last provides intensive removal of heat generated in the photocells 11 and perceived from the outside air, improving the operation of the photocells 11, increases the temperature difference on the junctions of the elements 14, which increases, respectively, the production of photo and thermoelectricity wa. Simultaneously with the heat transfer process as a result of heating the left soldered ends of the wire segments 15, 16 of the elements 14 of the TEC 12 and cooling their right soldered ends of their temperatures become different and in the zigzag rows 17 there is thermoelectricity, which from the sections (FTEC) 10 through the unipolar collectors of electric charges 18 and 19 enters the storage unit 3, from where it is supplied to the consumer (not shown). The process of electricity generation in sections (FTEP) 10, located in the shade, occurs only due to the heat of the surrounding air, as described above.

В зимнее время холодный наружный воздух также поступает в воздушный зазор 6 между декоративными ограждениями 5 и наружными ограждениями 1 через отверстия 9, расположенные в нижней части декоративных ограждений 5, и движется по воздушному зазору 6 снизу вверх, одновременно воспринимая тепло, поступающее от наружных ограждений 1 здания, и нагревая тыльную сторону секций 10 декоративных ограждений 5 (ребра 13 секций 10, в которых находятся правые части парных проволочных отрезков 15 и 16 элементов 14 ТЭП 12 со спаянными концами и поверхность между ребрами 13), после чего нагретый воздушный поток через щели 8 поступает в помещение чердака 7, в котором омывает тыльную сторону секций 10 кровельного покрытия 2 (ребра 13, в которых находятся правые части парных проволочных отрезков 15 и 16 со спаянными концами и поверхность между ребрами 13) и также нагревает ее. Параллельно вышеописанному процессу нагрева правых концов элементов 14 ТЭП 12 снаружи секций (ФТЭП) 10, находящихся на солнечной стороне, в фотоэлементах 11 под воздействием солнечных лучей происходит преобразование солнечной энергии в электрическую энергию, которая через клеммы (не показаны) и коллекторы 18а и 19а поступает в накопительный блок 3, и тепловую энергию, которая в результате контакта наружной поверхности фотоэлементов 11 с наружным воздухом рассеивается в нем за счет конвекции. Параллельно вышеописанному процессу нагревания правых концов элементов 14 ТЭП 12 секций (ФТЭП) 10 декоративных ограждений 5 и кровельного покрытия 2, внутри секций 10 под воздействием холодного наружного воздуха, охлаждающего фотоэлемент 11 и ТЭП 12, выполненных из материала с высокой теплопроводностью, происходит охлаждение путем теплопроводности левых частей парных проволочных отрезков 15 и 16 со спаянными концами элементов 14 ТЭП 12, которые согнуты под углом 90°. При этом одновременно со снижением теплопотерь здания в результате охлаждения левых спаянных концов проволочных отрезков элементов ТЭП и нагрева правых спаянных концов проволочных отрезков элементов ТЭП их температуры становятся различными и в зигзагообразных рядах 17 появляется термоэлектричество, которое из секций (ФТЭП) 10 через однополюсные коллекторы электрических зарядов 18 и 19 поступает в накопительный блок 3, откуда подается потребителю (не показан). Процесс образования электричества в секциях (ФТЭП) 10, находящихся в тени, происходит только за счет теплопотерь здания аналогично вышеописанному.In winter, cold outside air also enters the air gap 6 between the decorative fences 5 and the outer fences 1 through the holes 9 located in the lower part of the decorative fences 5, and moves along the air gap 6 from the bottom up, while taking in the heat coming from the outer fences 1 buildings, and heating the back side of sections 10 of decorative fences 5 (ribs 13 of sections 10, in which are the right parts of paired wire segments 15 and 16 of elements 14 of TEP 12 with soldered ends and the surface between the ribs 13), after which the heated air stream through the slots 8 enters the attic room 7, in which it is washing the back side of the sections 10 of the roof covering 2 (ribs 13, in which are the right parts of the pair of wire segments 15 and 16 with soldered ends and the surface between the ribs 13) and also heats it. In parallel with the above-described process of heating the right ends of the elements 14 of the TEC 12 outside the sections (FTEC) 10 located on the sunny side, in solar cells 11 under the influence of sunlight, solar energy is converted into electrical energy, which is supplied through the terminals (not shown) and collectors 18a and 19a into the storage unit 3, and thermal energy, which as a result of contact of the outer surface of the solar cells 11 with the outside air is scattered in it due to convection. In parallel to the above-described process of heating the right ends of the elements 14 of the TEC 12 sections (FTEP) 10 of the decorative fences 5 and the roofing 2, inside the sections 10 under the influence of cold outside air cooling the photocell 11 and the TEC 12 made of a material with high thermal conductivity, cooling by thermal conductivity the left parts of the pair of wire segments 15 and 16 with the welded ends of the elements 14 of the TEC 12, which are bent at an angle of 90 °. At the same time, with the decrease in heat losses of the building as a result of cooling of the left soldered ends of the wire segments of the TEC elements and heating of the right soldered ends of the wire segments of the TEC elements, their temperatures become different and thermoelectricity appears in the zigzag rows 17, which from the sections (FTEC) 10 through unipolar collectors of electric charges 18 and 19 enters the storage unit 3, from where it is supplied to the consumer (not shown). The process of electricity generation in sections (FTEP) 10, located in the shade, occurs only due to the heat loss of the building similar to the above.

Величина разности электрического потенциала на коллекторах 18а, 19а и 18, 19, сила электрического тока зависит от характеристик фотоэлементов 11, продолжительности и интенсивности солнечного облучения, характеристик пар металлов Ml и М2, из которых изготовлены проволочные отрезки 15 и 16, числа элементов 14 в зигзагообразных рядах 17 и их числа в секциях (ФТЭП) 10, разности температур на правых и левых спаянных концах элементов 14 ТЭП 12, числа секций (ФТЭП) 10 в декоративных ограждениях 5 и кровельном покрытии 2. Полученный электрический ток можно использовать для освещения здания, горячего водоснабжения и обогрева чердачных помещений.The magnitude of the difference in electric potential on the collectors 18a, 19a and 18, 19, the strength of the electric current depends on the characteristics of the solar cells 11, the duration and intensity of solar radiation, the characteristics of the pairs of metals Ml and M2, of which the wire segments 15 and 16 are made, the number of elements 14 in zigzag rows 17 and their number in sections (FTEP) 10, temperature differences at the right and left soldered ends of elements 14 of TEP 12, number of sections (FTEP) 10 in decorative fencing 5 and roofing 2. The resulting electric current can be used Vat for the building lighting, hot water and heating attic.

Таким образом, предлагаемая ГТЭСЭСЗ обеспечивает как в летнее, так и зимнее время уменьшение нагрева наружных ограждений здания, снижение теплопотерь от них в окружающую среду, утилизацию солнечной энергии, тепла и холода окружающего воздуха, тепловых потерь здания с получением электрической энергии, которую можно использовать для нужд освещения, горячего водоснабжения и обогрева чердачных помещений (в зимнее время), снизив тем самым энергопотребление, что, в конечном счете, повышает эффективность и надежность электроснабжения здания.Thus, the proposed GTESESZ provides both summer and winter time, reducing the heating of the building's external fencing, reducing heat loss from them into the environment, utilizing solar energy, heat and cold air, heat loss of the building to produce electrical energy that can be used to lighting needs, hot water supply and heating of attic rooms (in winter), thereby reducing energy consumption, which, ultimately, increases the efficiency and reliability of the building’s power supply.

Claims (1)

Гелиотермоэмиссионная система электроснабжения здания, включающая наружные ограждения, покрытые снаружи декоративными ограждениями, армированными контурной арматурой, с образованием между ними и несущими ограждениями здания воздушного зазора, сообщающегося с атмосферой через отверстия, кровельное покрытие на несущей конструкции крыши, отличающаяся тем, что воздушный зазор сообщается с помещением чердака через щели, а с наружным воздухом через отверстия, расположенные в нижней части декоративных ограждений, кровельное покрытие и декоративные ограждения состоят из прямоугольных секций, каждая из которых представляет собой фототермоэлектрический преобразователь, состоящий из фотоэлемента, присоединенного своей тыльной стороной к наружной стороне корпуса термоэлектрического преобразователя, тыльная сторона которого снабжена вертикальными ребрами, выполненного из диэлектрического материала с высокой теплопроводностью, в массиве которого помещена контурная арматура, состоящая из элементов термоэлектрического преобразователя, представляющих собой парные проволочные отрезки, выполненные из разных металлов, спаянные на концах между собой, образуя зигзагообразные ряды, устроенные таким образом, что левые части проволочных отрезков с левыми спаянными концами согнуты под углом 90о и располагаются вблизи наружной поверхности корпуса термоэлектрического преобразователя параллельно ей, не касаясь ее, а правые части проволочных отрезков с правыми спаянными концами расположены в массиве ребер, крайние проволочные отрезки крайних зигзагообразных рядов термоэлектрических преобразователей и выходные клеммы фотоэлементов соединены через соответствующие однополюсные коллекторы электрических зарядов с накопительным блоком. The heliothermal power supply system of the building, including the external fences, externally covered with decorative fences reinforced with contour reinforcement, with the formation of an air gap between them and the building's supporting fences, communicating with the atmosphere through the openings, the roof covering on the roof supporting structure, characterized in that the air gap communicates with by placing the attic through slots, and with outside air through openings located at the bottom of decorative fences, roofing and The corporate fencing consists of rectangular sections, each of which is a photothermoelectric converter, consisting of a photocell connected with its back to the outside of the thermoelectric converter housing, the back of which is provided with vertical fins made of dielectric material with high thermal conductivity, in the array of which a contour is placed fittings consisting of elements of a thermoelectric converter, which are paired olochnye segments made of different metals welded at the ends to each other, forming a zig-zag rows, arranged so that the left portion of wire segments with left soldered ends bent at an angle of 90 ° and are located near the outer surface of the housing of the thermoelectric transducer parallel to it, without touching it , and the right parts of the wire segments with the right soldered ends are located in the array of ribs, the extreme wire segments of the extreme zigzag rows of thermoelectric converters and the output s terminal photocells are connected via respective pole collectors of electric charges to the storage unit.
RU2012130642/03A 2012-07-17 2012-07-17 Solar energy thermoemission system of building power supply RU2507353C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012130642/03A RU2507353C1 (en) 2012-07-17 2012-07-17 Solar energy thermoemission system of building power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012130642/03A RU2507353C1 (en) 2012-07-17 2012-07-17 Solar energy thermoemission system of building power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012130642A RU2012130642A (en) 2014-01-27
RU2507353C1 true RU2507353C1 (en) 2014-02-20

Family

ID=49956837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012130642/03A RU2507353C1 (en) 2012-07-17 2012-07-17 Solar energy thermoemission system of building power supply

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2507353C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2549623C1 (en) * 2014-04-15 2015-04-27 Владимир Александрович Парамошко Erection of non-polluting power-saving building or structure
RU2551040C1 (en) * 2014-04-15 2015-05-20 Владимир Александрович Парамошко Method for erection of ecologically clean energy saving buildings and constructions, resistant to earthquakes, hurricanes, acts of war
RU2622495C1 (en) * 2016-03-25 2017-06-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Hiking heliothermelectric power station
RU2715356C1 (en) * 2019-07-08 2020-02-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Universal solar thermal power plant
RU2780579C1 (en) * 2022-02-14 2022-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Solar thermal power plant

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4580487A (en) * 1985-06-19 1986-04-08 Leon Sosnowski Low energy demand structure
EP0290833A2 (en) * 1987-05-12 1988-11-17 Thermo-Watt Stromerzeugungsanlagen Gmbh Heating
SU1818508A1 (en) * 1990-03-19 1993-05-30 Valerij F Nikolaevskij Heat-cold-supplied energy-saving building construction
RU16030U1 (en) * 2000-05-26 2000-11-27 Пермская государственная сельскохозяйственная академия им. акад. Д.Н. Прянишникова BUILDING HEATING SYSTEM

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4580487A (en) * 1985-06-19 1986-04-08 Leon Sosnowski Low energy demand structure
EP0290833A2 (en) * 1987-05-12 1988-11-17 Thermo-Watt Stromerzeugungsanlagen Gmbh Heating
SU1818508A1 (en) * 1990-03-19 1993-05-30 Valerij F Nikolaevskij Heat-cold-supplied energy-saving building construction
RU16030U1 (en) * 2000-05-26 2000-11-27 Пермская государственная сельскохозяйственная академия им. акад. Д.Н. Прянишникова BUILDING HEATING SYSTEM

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2549623C1 (en) * 2014-04-15 2015-04-27 Владимир Александрович Парамошко Erection of non-polluting power-saving building or structure
RU2551040C1 (en) * 2014-04-15 2015-05-20 Владимир Александрович Парамошко Method for erection of ecologically clean energy saving buildings and constructions, resistant to earthquakes, hurricanes, acts of war
RU2622495C1 (en) * 2016-03-25 2017-06-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Hiking heliothermelectric power station
RU2715356C1 (en) * 2019-07-08 2020-02-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Universal solar thermal power plant
RU2780579C1 (en) * 2022-02-14 2022-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Solar thermal power plant

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012130642A (en) 2014-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rajoria et al. A Novel investigation of building integrated photovoltaic thermal (BiPVT) system: A comparative study
RU2507353C1 (en) Solar energy thermoemission system of building power supply
CN203605387U (en) Solar air conditioner device based on thermoelectric refrigeration effect
Tiwari et al. Photovoltaic thermal (PVT) systems and its applications
Haddad et al. Investigation of the electrical and thermal performance of a PV/T hybrid system
EP3472531B1 (en) Sandwich roof panels to serve as thermal collectors
CN105716303A (en) Solar photo voltage/thermal collector energy collection system
RU2462568C1 (en) Resource-saving of power supply of building
US20130340431A1 (en) Method and apparatus for collecting solar thermal energy
RU2499107C1 (en) Thermoemission system of building power supply
US20140083483A1 (en) Solar tile
CN104197437B (en) Solar indoor cooling device
RU2622495C1 (en) Hiking heliothermelectric power station
US8193440B1 (en) Hybrid electric generator
RU114074U1 (en) DEVICE FOR HEATING THE EXTERNAL WALL OF THE BUILDING
RU2483173C2 (en) Multifunctional tile for roof
KR20110065715A (en) A pair glass with solar cell
KR20110000118U (en) Using solar hot water heating device
RU2780579C1 (en) Solar thermal power plant
CN102889696A (en) Pyroelectric co-production device of solar water heater
RU2533698C1 (en) Window glass block-electric generator
WO2015094105A1 (en) Light absorbing unit
Ranjan et al. Performance analysis of an existing BIPV system for Indian climatic conditions
Badea et al. MODULAR HOUSES WITH SOLAR ENERGY SCENARIOS, BETWEEN TECHNOLOGIES AND LIMITATIONS
RU2575769C1 (en) Universal thermoelectric converter

Legal Events

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

Effective date: 20140718