RU2543256C2 - Solar heat photoelectric module with compound parabolic concentrator - Google Patents

Solar heat photoelectric module with compound parabolic concentrator Download PDF

Info

Publication number
RU2543256C2
RU2543256C2 RU2012141690/06A RU2012141690A RU2543256C2 RU 2543256 C2 RU2543256 C2 RU 2543256C2 RU 2012141690/06 A RU2012141690/06 A RU 2012141690/06A RU 2012141690 A RU2012141690 A RU 2012141690A RU 2543256 C2 RU2543256 C2 RU 2543256C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concentrator
radius
receiver
truncated cone
photovoltaic
Prior art date
Application number
RU2012141690/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012141690A (en
Inventor
Владимир Александрович Майоров
Владимир Анатольевич Панченко
Дмитрий Семенович Стребков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства"
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 научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства" filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства"
Priority to RU2012141690/06A priority Critical patent/RU2543256C2/en
Publication of RU2012141690A publication Critical patent/RU2012141690A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2543256C2 publication Critical patent/RU2543256C2/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
    • 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
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: solar heat photoelectric module with the compound parabolic concentrator consisting of the paraboloidal concentrator "Focon" and the heat photoelectric receiver located in a focal plane with uniform distribution of the concentrated radiation, differing in that the solar heat photoelectric module contains the compound parabolic concentrator and the cylindrical heat photoelectric receiver with the cooling device installed in the focal plane area, the concentrator representing a rotation body with smooth internal reflection surface, consisting of several zones (a-b, b-c, c-d) is designed compound using the principle of collecting of the reflected beams in two focal plane areas from separate zones of the concentrator: - the form of the reflecting surface of the zones a-b, b-c of the concentrator X (Y) is determined by the system of equations corresponding to the condition of uniform illumination of a surface of photo-electric part of the heat photoelectric receiver designed in the cylinder shape from the commutated high-voltage FEP with the length ho and the radius ro, Yn=Rn 2/4fo, Xn=Rn-(k-1)ro, Rn=2fo(tgαn+cosαn), Δα=αo/N, αn=Δα(n-N/2), X*=2f1Q[(1+1/Q2)l/2-1], Q=B/ro, B=ho+h, Y*=X*2/4f1, Y*n=ΔY*n, Xn=[4f1(Y*+Y*n)]1/2, ΔY=P[1±(1-4R/P2)1/2]/2, P=L+Yb, L=fo+h+ho/2, where αn is an angle (in the zone of the working profile of the concentrator a-c) between the ordinate level in the point of coordinates Xn, Yn and the beam reflected from the parabola surface with the focal length fo arriving to focal plane area with the width ho located on the radius r0 of the cylindrical photo-electric receiver in Δα=αo/N intervals where n is selected from a series of integers n=1, 2, 3…N, values of the parameters fo, f1, k are selected according to boundary conditions, and geometrical concentration of illumination of the photo-electric receiver Kn is equal in intervals of the concentrator radius ΔXn=Xn-Xn-1: Kn=(Rn+1 2-Rn 2)n/do, - shape of the reflecting surface of the zone c-d of the concentrator X (Y) is determined by the system of equations corresponding to the condition of uniform illumination of the surface of thermal part of the heat photoelectric receiver designed in the form of the truncated cone with a lateral surface with the length d*, upper radius rob and the lower radius rb: Xc=2Yc(1/codβb-tgβb), tgβb=(Yc-Hb)(Rc-rob), fb=Yc-Xctgβb, rb=Xc-Rc, d*=h*/sinφo, d*n=d*n/N, Kn=(R2 n+1-R2 n)/(r*n+1+r*n)Δd*, Xbn=2fb(tgγbn+1/cosγbn), tgφo=h*/(ro-r*bo), where βb - an angle (in the zone of the working profile of the concentrator c-d) between the ordinate level in the point of coordinates of Xc, Yc, and the beam reflected from parabola surface with the focal length fb arriving to focal plane area of the truncated cone with the radius rb of the photo-electric receiver, γn - an angle (in the zone of the working profile of the concentrator c-d) between the ordinate level in the point of coordinates Xn, Yn and the beam reflected from the parabola surface with the focal length fb arriving to the focal plane area of the truncated cone with the width d* of the photo-electric receiver in the intervals Δd*=d*/N, where n is selected from a series of integers n=1, 2, 3…N. The values of the parameters fb, k are selected according to boundary conditions, φo is an angle of inclination of the lateral surface of the truncated cone of the photo-electric receiver, and the geometrical concentration of illumination of the photo-electric Kn receiver is equal in intervals of the concentrator radius ΔXn=Xn-Xn-1: Kn=(R=2n+1-R2n)/(r*n+1+r*n)Δd*.
EFFECT: improvement of efficiency, and decrease of cost of the generated energy.
5 dwg

Description

Изобретение относится к гелиотехнике и конструкции солнечных модулей с фотоэлектрическими и тепловыми приемниками солнечного излучения и концентраторами.The invention relates to solar technology and the design of solar modules with photovoltaic and thermal receivers of solar radiation and concentrators.

Известны солнечные модули с фотоэлектрическими преобразователями (ФЭП) и концентраторами солнечного излучения в виде параболоида (Стребков Д.С., Росс М.Ю., Джайлани А.Т., Митина И.В. Солнечная установка с концентратором. Патент РФ №2396493, Бюл. №22, 2010).Known solar modules with photovoltaic converters (PECs) and solar radiation concentrators in the form of a paraboloid (Strebkov DS, Ross M.Yu., Dzhaylani AT, Mitina IV Solar installation with a concentrator. RF patent №2396493, Bull. No. 22, 2010).

Известные солнечные модули имеют концентраторы, создающие в плоскости фотоэлектрического преобразователя высокие концентрации в фокальной плоскости, достигающие 2000 крат и более, которые не могут быть использованы кремниевыми планарными ФЭП.Known solar modules have concentrators that create high concentrations in the focal plane in the plane of the photoelectric converter, reaching 2000 times or more, which cannot be used by silicon planar solar cells.

Известен солнечный фотоэлектрический модуль (прототип), состоящий из параболоидного концентратора типа «Фокон» и фотоэлектрический преобразователя расположенного в фокальной плоскости с равномерным распределением концентрированного излучения (Арбузов Ю.Д., Бабаев Ю.А., Евдокимов В.М., Левинскас А.Л., Майоров ВА., Ясайтис Д-Ю.Ю. Концентратор солнечной энергии. Патент СССР №1794254, 03.04.91).Known solar photovoltaic module (prototype), consisting of a focon type paraboloid concentrator and a photovoltaic converter located in the focal plane with a uniform distribution of concentrated radiation (Arbuzov Yu.D., Babaev Yu.A., Evdokimov V.M., Levinskas A. L., Maiorov VA., Yasaytis D-Yu. Yu. Solar energy concentrator. USSR patent No. 1794254, 04/03/91).

Недостатками известного технического решения являются:The disadvantages of the known technical solutions are:

- снижение КПД планарными кремниевыми фотоэлектрическими приемниками ФЭП при высоких концентрациях солнечного излучения;- reduction of efficiency by planar silicon photovoltaic photoelectric detectors at high solar radiation concentrations;

- расположение оптического фокуса на оси фотоэлектрического модуля и концентрическое распределение освещенности поверхности фотоприемника ограничивают конфигурацию и тип применяемых ФЭП (возможно применение только круглых планарных ФЭП);- the location of the optical focus on the axis of the photovoltaic module and the concentric distribution of the illumination of the surface of the photodetector limit the configuration and type of applied photoconductors (only circular planar photoconductors can be used);

- низкие напряжения на одном планарном ФЭП (~0,5 В) приводят к необходимости последовательной коммутации большого числа ФЭП в солнечном фотоэлектрическом модуле, чтобы набрать напряжение 12 В и выше, приемлемое для дальнейшего использования в электрических аккумуляторах, инверторах постоянного тока в переменный и т.п.- low voltages on one planar PEC (~ 0.5 V) lead to the need for sequential switching of a large number of PECs in the solar photovoltaic module in order to gain a voltage of 12 V or higher, acceptable for further use in electric batteries, DC inverters, and so on .P.

Последовательная коммутация большого числа ФЭП уменьшает надежность системы, т.к. выход из строя одного элемента цепи приводит к отказу всей цепи.Serial switching of a large number of photomultipliers reduces the reliability of the system, because failure of one element of the circuit leads to a failure of the entire circuit.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение работы солнечного теплофотоэлектрического модуля при высоких концентрациях и равномерного освещения фотоэлектрического приемника, получение на одном ФЭП (модуле) технически приемлемого напряжения (12 В и выше), повышение КПД преобразования; получения горячего водоснабжения и снижения стоимости вырабатываемой энергии.The objective of the invention is to ensure the operation of the solar thermal photovoltaic module at high concentrations and uniform illumination of the photovoltaic receiver, obtaining a technically acceptable voltage (12 V and higher) on one PEC (module), increasing the conversion efficiency; obtaining hot water supply and reducing the cost of generated energy.

В результате использования предлагаемого изобретения - на одной части теплофотоэлектрического приемника на поверхности цилиндрического высоковольтного фотоэлектрического преобразователя формируется равномерная освещенность концентрированного излучения; на другой части теплофотоэлектрического приемника формируется освещенность концентрированного излучения для нагрева проточной воды.As a result of the use of the invention, on one part of the photovoltaic receiver on the surface of a cylindrical high-voltage photoelectric converter, uniform illumination of concentrated radiation is formed; on the other part of the photovoltaic receiver, illumination of concentrated radiation is formed to heat running water.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в солнечном фотоэлектрическом модуле с параболоторическим концентратором, состоящим из параболоидного концентратора типа «Фокон» и теплофотоэлектрического приемника, расположенного в фокальной области с равномерным распределением концентрированного излучения, согласно изобретению теплофотоэлектрический приемник содержит устройство охлаждения, концентратор представляет собой тело вращения с зеркальной внутренней поверхностью отражения и состоит из нескольких зон (a-b, b-c, c-d) и выполнен составным по принципу собирания отраженных лучей в двух фокальных областях из отдельных зон концентратора:The above technical result is achieved in that in a solar photovoltaic module with a parabolotor concentrator, consisting of a Fokon type paraboloid concentrator and a thermophotovoltaic receiver located in the focal region with a uniform distribution of concentrated radiation, according to the invention, the thermophotovoltaic receiver contains a cooling device, the concentrator is a rotation body with a mirror internal reflection surface and consists of several zones (ab, bc, c -d) and is made integral according to the principle of collecting reflected rays in two focal regions from separate zones of the concentrator:

- форма отражающей поверхности зон a-b, b-c концентратора Х(У) определяется системой уравнений, соответствующей условию равномерной освещенности поверхности фотоэлектрической части теплофотоэлектрического приемника, выполненного в виде цилиндра из скоммутированных высоковольтных ФЭП длиной ho и радиусом ro:- the shape of the reflective surface of the zones ab, bc of the concentrator X (Y) is determined by a system of equations corresponding to the condition for uniform illumination of the surface of the photovoltaic part of the heat-photovoltaic receiver, made in the form of a cylinder of commutated high-voltage photomultipliers of length h o and radius r o :

Yn=Rn 2/4fo, Xn=Rn-(k-1)ro, Rn=2fo(tgαn+cosαn), Δα=αo/N, αn=Δα(n-N/2), X*=2f1Q[(1+1/Q2)l/2-1], Q=B/ro, B=ho+h, Y*=X*2/4f1, Y*n=ΔY*n, Хn=[4f1(Y*+Y*n)]1/2, ΔY=P[1±(1-4R/P2)1/2]/2, P=L+Yb, L=fo+h+ho/2,Y n = R n 2 / 4f o , X n = R n - (k-1) r o , R n = 2f o (tgα n + cosα n ), Δα = α o / N, α n = Δα (nN / 2), X * = 2f 1 Q [(1 + 1 / Q 2 ) l / 2 -1], Q = B / r o , B = h o + h, Y * = X * 2 / 4f 1 , Y * n = ΔY * n, X n = [4f 1 (Y * + Y * n) ] 1/2, ΔY = P [1 ± (1-4R / P 2) 1/2] / 2, P = L + Y b , L = f o + h + h o / 2,

где Yn - ордината (в основной системе координат XOY) рассчитываемой поверхности концентратора в точке n, которая выбирается из ряда целых чисел n=1, 2, 3, …N,where yn- the ordinate (in the main coordinate system XOY) of the calculated surface of the concentrator at point n, which is selected from a series of integers n = 1, 2, 3, ... N,

Rn - радиус рассчитываемой поверхности концентратора в точке n,R n is the radius of the calculated surface of the concentrator at point n,

F0 - фокусное расстояние рассчитываемой параболы,F 0 - the focal length of the calculated parabola,

Xn - абсцисса рассчитываемой поверхности концентратора,X n is the abscissa of the calculated surface of the concentrator,

K - произвольный коэффициент, выбирается в соответствии с граничными условиями,K is an arbitrary coefficient, is selected in accordance with the boundary conditions,

αn - угол (в зоне рабочего профиля концентратора а-с) между уровнем ординаты в точке координат Хn, Уn и отраженным от поверхности параболы с фокусным расстоянием fo лучом, приходящим в фокальную область, расположенную на радиусе rо фотоэлектрического приемника в интервалах Δα=αo/N, где n выбирается из ряда целых чисел n=1, 2, 3…N,α n is the angle (in the area of the working profile of the concentrator a-c) between the ordinate level at the coordinate point X n , Y n and the beam reflected from the surface of the parabola with focal length f o entering the focal region located at a radius r about the photoelectric receiver in the intervals Δα = α o / N, where n is selected from a series of integers n = 1, 2, 3 ... N,

где α0 - угол между отраженным лучом в точке b и отраженным лучом в точке c поверхности параболы, where α0- the angle between the reflected beam at a pointb and a reflected beam at a pointcsurface parabolas,

X*- параметр, рассчитываемый по формулеX * - parameter calculated by the formula

X*=2f1Q[(1+1/Q2)l/2-1], X * = 2f 1 Q [(1 + 1 / Q 2 ) l / 2 -1],

где параметр f1 выбирается в соответствии с граничными условиями:where is the parameter foneselected in accordance with the boundary conditions:

Q - параметр, соответствующий значению Q=(h0 -h)/r0 ,Q is the parameter corresponding to the value Q = (h 0 -h) / r 0 ,

где h - расстояние от торцевой поверхности фотоэлектрической части теплофотоэлектрического приемника до фокуса рассчитываемой параболы,where h is the distance from the end surface of the photovoltaic part of the photovoltaic receiver to the focus of the calculated parabola,

r0 - радиус фотоэлектрической части теплофотоэлектрического приемника,r 0 is the radius of the photovoltaic part of the photovoltaic receiver,

Y*- функция, рассчитываемая по формуле:Y * - function calculated by the formula:

Y*n=ΔY*n,Y * n = ΔY * n,

где n выбирается из ряда целых чисел n=1, 2, 3…N,where n is selected from a series of integers n = 1, 2, 3 ... N,

Хn - абсцисса рассчитываемой поверхности концентратора в зависимости от значений f1, Y*, Y*n ,X n - the abscissa of the calculated surface of the concentrator depending on the values of f 1, Y *, Y * n ,

ΔY - параметр, рассчитываемый по формуле: ΔY - parameter calculated by the formula:

ΔY=P[1±(1-4R/P2)1/2]/2,ΔY = P [1 ± (1-4R / P 2) 1/2] / 2,

где P - параметр, соответствующий значениюwhere P is the parameter corresponding to the value

P=L+Yb ,P = L + Y b ,

параметр R выбирается в соответствии с граничными условиями,parameter R is selected in accordance with the boundary conditions,

L - параметр, соответствующий значениюL is the parameter corresponding to the value

L=fo+h+ho/2,L = f o + h + h o / 2,

где fo - фокусное расстояние рассчитываемой параболы,where f o - the focal length of the calculated parabola,

ho - длина ФЭП,h o - the length of the photomultiplier,

h - расстояние от торцевой поверхности фотоэлектрической части теплофотоэлектрического приемника до фокуса рассчитываемой параболы,h - the distance from the end surface of the photovoltaic part of the photovoltaic receiver to the focus of the calculated parabola,

Yb - ордината в точке координат Хb,Yb параболы с фокусным расстоянием fo, Y b - the ordinate at the coordinate point X b, Y b parabola with focal length f o ,

значения параметров fo, f1, k выбираются в соответствии с граничными условиями, геометрическая концентрация освещенности фотоэлектрического приемника Kn в интервалах радиуса концентратора ΔХn=Хn-Xn-1 равна:the values of the parameters f o , f 1 , k are selected in accordance with the boundary conditions, the geometric concentration of illumination of the photoelectric detector K n in the intervals of the radius of the concentrator ΔX n = X n -X n-1 is equal to:

Kn=(Rn+1 2-Rn 2)n/do,K n = (R n + 1 2 -R n 2 ) n / d o ,

где Rn+1 - радиус рассчитываемой поверхности концентратора в точке n+1,where R n + 1 is the radius of the calculated surface of the concentrator at the point n + 1,

Rn - радиус рассчитываемой поверхности концентратора в точке n,R n is the radius of the calculated surface of the concentrator at point n,

где n выбирается из ряда целых чисел n=1, 2, 3…N,where n is selected from a series of integers n = 1, 2, 3 ... N,

do - ширина фокальной области, расположенной на радиусе ro фотоэлектрического приемника,d o - the width of the focal region located on the radius r o of the photoelectric receiver,

- форма отражающей поверхности зоны c-d концентратора Х(У) определяется системой уравнений, соответствующей условию равномерной освещенности поверхности тепловой части теплофотоэлектрического приемника, выполненного в виде усеченного конуса с боковой поверхностью длиной d*, верхним радиусом rов и нижним радиусом rв:- the shape of the reflective surface of the cd zone of the concentrator X (Y) is determined by a system of equations corresponding to the condition for uniform illumination of the surface of the heat of the thermophotoelectric receiver, made in the form of a truncated cone with a side surface of length d *, upper radius r s and lower radius r in :

Хc=2Уc(1/codβв-tgβв), tgβв=(Yс-Нв)(Rc-roв), fв=Yc-Xctgβв, rв=Хc-Rc, d*=h*/sinφo, d*n=d*n/N, Kn=(R2 n+1-R2 n)/(r*n+1+r*n)Δd*, Xвn=2fв(tgγвn+1/cosγвn), tgφo=h*/(ro-r*во),X c = 2U c (1 / codβ in -tgβ in ), tgβ in = (Y s -H c ) (R c -r ov ), f in = Y c -X c tgβ in , r in = X c - R c , d * = h * / sinφ o , d * n = d * n / N, K n = (R 2 n + 1 -R 2 n ) / (r * n + 1 + r * n ) Δd * , X = 2f in the BN (tgγ BN + 1 / cosγ BN), tgφ o = h * / (r o -r * in)

где Хc - абсцисса (в основной системе координат XOY) рассчитываемой поверхности концентратора в точке c, которая выбирается из ряда целых чисел n=1, 2, 3…N,where X c is the abscissa (in the main coordinate system XOY) of the calculated surface of the concentrator at point c , which is selected from a series of integers n = 1, 2, 3 ... N,

Уc - ордината (в основной системе координат XOY) рассчитываемой поверхности концентратора в точке c, которая выбирается из ряда целых чисел n=1, 2, 3…N, C is the ordinate (in the main coordinate system XOY) of the calculated surface of the concentrator at point c , which is selected from a series of integers n = 1, 2, 3 ... N,

βв - угол (в зоне рабочего профиля концентратора c-d) между уровнем ординаты в точке координат Хс, Ус и отраженным от поверхности параболы с фокусным расстоянием fв лучом, приходящим в фокальную область усеченного конуса фотоэлектрического приемника, β in - the angle (in the zone of the working profile of the concentrator cd) between the ordinate level at the coordinate point X s , Y s and reflected from the surface of the parabola with the focal length f in the beam coming in the focal region of the truncated cone of the photoelectric receiver,

Нв - уровень расположения торцевой части поверхности усеченного конуса теплофотоэлектрического приемника в координатах X, Y,H in - the level of the location of the end part of the surface of the truncated cone of the photovoltaic receiver in coordinates X, Y,

Rc - радиус рассчитываемой поверхности концентратора в точке c, R c is the radius of the calculated surface of the concentrator at point c,

rво - радиус торцевой поверхности усеченного конуса теплофотоэлектрического приемника,r in - the radius of the end surface of the truncated cone of the photovoltaic receiver,

fв - фокусное расстояние рассчитываемой параболы,f in - the focal length of the calculated parabola,

rв - расстояние от оси OY до фокусного расстояния рассчитываемой параболы,r in - the distance from the axis OY to the focal length of the calculated parabola,

d* - ширина усеченного конуса теплофотоэлектрического приемника,d * is the width of the truncated cone of the photovoltaic receiver,

h* - высота усеченного конуса,h * is the height of the truncated cone,

φo - угол наклона образующей усеченного конуса,φ o - the angle of inclination of the generatrix of the truncated cone,

d*n - ширина усеченного конуса, соответствующая значению d*n=d*n/N, где n выбирается из ряда целых чисел n=1, 2, 3…N,d * n is the width of the truncated cone corresponding to the value d * n = d * n / N, where n is selected from a series of integers n = 1, 2, 3 ... N,

значения параметров fв, rво выбираются в соответствии с граничными условиями,the values of the parameters f in, r in are selected in accordance with the boundary conditions,

Kn - геометрическая концентрация освещенности фотоэлектрического приемника,K n - geometric concentration of illumination of the photoelectric receiver,

Rn - радиус поверхности концентратора в точке n, Rn+1 - радиус поверхности концентратора в точке n+1,R n is the radius of the surface of the concentrator at the point n, R n + 1 is the radius of the surface of the concentrator at the point n + 1,

rn - радиус поверхности усеченного конуса теплофотоэлектрического приемника в точке n, r n is the radius of the surface of the truncated cone of the photovoltaic receiver at point n,

rn+1 - радиус поверхности усеченного конуса теплофотоэлектрического приемника в точке n+1, r n + 1 is the radius of the surface of the truncated cone of the photovoltaic receiver at the point n + 1,

Δd* - интервал ширины усеченного конуса,Δd * is the interval of the width of the truncated cone,

Xвn - абсцисса рассчитываемой параболы (в основной системе координат XOY) в точке n, X bn - abscissa of the calculated parabola (in the main coordinate system XOY) at point n,

fв - фокусное расстояние параболы,f in - the focal length of the parabola,

γвn - угол между уровнем ординаты в У=fв и отраженным от поверхности параболы лучом, приходящим в n-ю фокальную область в пределах значений радиуса от 0 до rво на поверхности усеченного конуса теплофотоэлектрического приемника,γ bn is the angle between the ordinate level at V = f in and the beam reflected from the surface of the parabola, arriving in the nth focal region within the radius from 0 to r in on the surface of the truncated cone of the photovoltaic receiver,

φo - угол наклона образующей усеченного конуса определяется соотношением высоты усеченного конуса h* и разницей между радиусом фотоэлектрической части теплофотоэлектрического приемника rо и радиусом торцевой поверхности усеченного конуса rво. φ o - the angle of inclination of the generatrix of the truncated cone is determined by the ratio of the height of the truncated cone h * and the difference between the radius of the photovoltaic part of the photovoltaic receiver r о and the radius of the end surface of the truncated cone r in.

Сущность изобретения поясняется фиг.1-5.The invention is illustrated figure 1-5.

На фиг.1 представлена схема конструкции теплофотоэлектрического модуля с составным параболоторическим концентратором с равномерным радиальным распределением концентрированного излучения на двух поверхностях теплофотоэлектрического приемника.Figure 1 presents the design diagram of a photovoltaic module with a composite parabolotoric concentrator with a uniform radial distribution of concentrated radiation on two surfaces of a thermophotovoltaic receiver.

На фиг.2 представлен ход лучей от параболоторического концентратора до теплофотоэлектрического приемника.Figure 2 presents the path of the rays from the parabolotoric concentrator to the photovoltaic receiver.

На фиг.3 представлена форма отражающей поверхности параболоторического концентратора.Figure 3 presents the shape of the reflective surface of the paraboloric concentrator.

На фиг.4 представлен график распределения концентрации освещенности на фотоэлектрической части теплофотоэлектрического приемника модуля от ширины фокальной области на боковой поверхности цилиндра.Figure 4 presents a graph of the distribution of the concentration of illumination on the photoelectric part of the photovoltaic receiver module from the width of the focal region on the side surface of the cylinder.

На фиг.5 представлен график распределения концентрации освещенности на тепловой части теплофотоэлектрического приемника модуля от ширины фокальной области на боковой поверхности фотоприемника.Figure 5 presents a graph of the distribution of the concentration of illumination on the thermal part of the photovoltaic receiver module from the width of the focal region on the side surface of the photodetector.

Фотоэлектрический модуль на фиг.1 состоит из: параболоторического концентратора 1, который создает фокальную область на боковой поверхности теплофотоэлектрического модуля 2 на его цилиндрической фотоэлектрической части 3 высотой ho, радиусом rо; фокальную область на поверхности тепловой части 4 в виде усеченного конуса с боковой поверхностью длиной d*, верхним радиусом rов, нижним радиусом rв и расположенного в нижней части устройством охлаждения 5.The photovoltaic module in figure 1 consists of: a parabolotoric concentrator 1, which creates a focal region on the side surface of the photovoltaic module 2 on its cylindrical photovoltaic part 3 of height h o , radius r about ; the focal region on the surface of the thermal part 4 in the form of a truncated cone with a side surface of length d *, upper radius r s , lower radius r in and located in the lower part of the cooling device 5.

Параболоторический концентратор 1 теплофотоэлектрического модуля на фиг.2 состоит из трех зон с рабочими профилями:Parabolotoric concentrator 1 of the photovoltaic module in figure 2 consists of three zones with working profiles:

- зоны а-b и b-с концентрируют солнечное излучение в фокальной области на боковой поверхности теплофотоэлектрического приемника 2 его цилиндрической фотоэлектрической части 3 высотой ho, радиусом rо;- zones a-b and b-c concentrate solar radiation in the focal region on the side surface of the photovoltaic receiver 2 of its cylindrical photoelectric part 3 of height h o , radius r o ;

- зона c-d концентрирует солнечное излучение в фокальной области на торцевую поверхность в виде усеченного конуса 4 теплофотоэлектрического приемника 2.- the c-d zone concentrates solar radiation in the focal region on the end surface in the form of a truncated cone 4 of the photovoltaic receiver 2.

На основании приведенных формул произведен расчет формы отражающей поверхности концентратора - график зависимости Х(У) (фиг.3).Based on the above formulas, the shape of the reflecting surface of the concentrator is calculated — a graph of X (Y) (Fig. 3).

На фиг.4 представлен график распределения концентрации освещенности (от зон а-b, b-с концентратора 1) на боковой поверхности цилиндрического фотоэлектрического приемника 3 от ширины фокальной области (от 0 до ho) в относительных единицах (от 0 до 1).Figure 4 presents a graph of the distribution of the concentration of illumination (from zones a-b, b-c of the hub 1) on the lateral surface of the cylindrical photoelectric receiver 3 from the width of the focal region (from 0 to h o ) in relative units (from 0 to 1).

При уменьшении высоты ho фотоэлектрического приемника 3, т.е. при уменьшении площади фотоэлектрического преобразователей, происходит увеличение концентрации освещенности фотоэлектрического приемника 3.With a decrease in the height h o of the photoelectric receiver 3, i.e. with a decrease in the area of the photoelectric converters, there is an increase in the concentration of illumination of the photoelectric receiver 3.

Таким образом, можно изменять концентрацию освещенности фотоэлектрического приемника 3, не меняя габаритных размеров концентратора 1 и выбранный тип фотоэлектрических преобразователей.Thus, it is possible to change the concentration of illumination of the photoelectric detector 3, without changing the overall dimensions of the hub 1 and the selected type of photoelectric converters.

На фиг.5 представлен график распределения концентрации освещенности (от зоны c-d концентратора 1) на боковой поверхности тепловой части торцевой поверхности в виде усеченного конуса фотоприемника 4 теплофотоэлектрического приемника 2 от ширины фокальной области в относительных единицах (от 0 до 1).Figure 5 presents a graph of the distribution of the illumination concentration (from the c-d zone of the concentrator 1) on the lateral surface of the thermal part of the end surface in the form of a truncated cone of the photodetector 4 of the photovoltaic receiver 2 from the width of the focal region in relative units (from 0 to 1).

Из приведенных характеристик видно, что изменение концентрации освещенности по ширине фокальной области теплофотоэлектрического преемника 2 не превышает 40%, что не влияет на электрофизические и тепловые характеристики солнечного модуля.From the above characteristics it is seen that the change in the concentration of illumination across the width of the focal region of the photovoltaic successor 2 does not exceed 40%, which does not affect the electrophysical and thermal characteristics of the solar module.

Работает солнечный теплофотоэлектрический модуль с концентратором следующим образом.A solar thermal photovoltaic module with a hub operates as follows.

Солнечное излучение попадает на поверхность параболоторического концентратора 1, отражается под углами наклона α, β, γ, ориентированными в своих зонах (а-b, b-с, c-d) таким образом, чтобы они обеспечивали равномерную концентрацию лучей:Solar radiation enters the surface of parabolotor concentrator 1, is reflected at angles of inclination α, β, γ, oriented in their zones (a-b, b-c, c-d) so that they provide a uniform concentration of rays:

- на фотоэлектрической части 3 теплофотоэлектрического приемника 2 модуля, выполненного в виде цилиндра радиусом rо из скоммутированных высоковольтных фотоэлектрических преобразователей высотой ho с устройством охлаждения 5;- on the photovoltaic part 3 of the thermophotovoltaic receiver 2 of the module, made in the form of a cylinder of radius r about from switched high-voltage photovoltaic converters of height h o with a cooling device 5;

- на тепловой части 4 теплофотоэлектрического приемника 2 модуля, выполненного в виде усеченного конуса с максимальным радиусом rо и минимальным радиусом rов боковой поверхности, нагревая проточную воду цилиндрического устройства охлаждения 5.- on the thermal part 4 of the photovoltaic receiver 2 of the module, made in the form of a truncated cone with a maximum radius r about and a minimum radius r s of the side surface, heating the flowing water of a cylindrical cooling device 5.

Пример выполнения солнечного теплофотоэлектрического модуля с параболоторическим концентратором.An example of the implementation of a solar thermal photovoltaic module with a paraboloric concentrator.

Концентратор 1 с максимальным радиусом Rmax=485 мм, минимальным радиусом Rmin=67 мм и высотой 545,6 мм выполнен из алюминиевого листа толщиной 0,5 мм с зеркально отражающей внутренней поверхностью с рабочим профилем:The hub 1 with a maximum radius R max = 485 mm, a minimum radius R min = 67 mm and a height of 545.6 mm is made of an aluminum sheet with a thickness of 0.5 mm with a mirror-reflecting inner surface with a working profile:

в зонах а-b, b-с обеспечивающим равномерную концентрацию лучей теплофотоэлектрического приемника 2 модуля на его фотоэлектрической части 3, выполненного в виде цилиндра радиусом ro=60 мм из скоммутированных высоковольтных ФЭП высотой ho=60 мм, шириной Δr=10 мм и закрепленного на цилиндрическом устройстве охлаждения 5. Концентрация освещенности на поверхности фотоэлектрической части 3 теплофотоэлектрического приемника 2 модуля составляет К=16 крат;in zones a-b, b-c providing a uniform concentration of the rays of the photovoltaic receiver 2 of the module on its photovoltaic part 3, made in the form of a cylinder with a radius r o = 60 mm from a switched high-voltage solar cells with a height of h o = 60 mm, a width of Δr = 10 mm and mounted on a cylindrical cooling device 5. The concentration of illumination on the surface of the photovoltaic part 3 of the photovoltaic receiver 2 of the module is K = 16 times;

в зоне c-d обеспечивающим равномерную концентрацию лучей на тепловой части 4 теплофотоэлектрического приемника 2 модуля, выполненного в виде усеченного конуса с максимальным радиусом rо=60 мм и минимальным радиусом rов=5 мм боковой поверхности, закрепленного на цилиндрическом устройстве охлаждения 5. Средняя концентрация освещенности на тепловой части 4 теплофотоэлектрического приемника 2 модуля составит К=65 крат. Таким образом, предложенный теплофотоэлектрический модуль солнечного концентрированного излучения с высоковольтными фотоэлектрическими преобразователями и параболоторическим концентратором 1 обеспечивает: достаточно равномерное распределение освещенности со средней концентрацией К=16 крат на фотоэлектрической части 3 теплофотоэлектрического приемника 2 модуля из последовательно-параллельно соединенных высоковольтных ФЭП, повышая напряжение и КПД преобразования солнечной энергии в электрическую; и достаточно равномерное распределение освещенности тепловой части 4 теплофотоэлектрического приемника 2 модуля со средней концентрацией К=65 крат, нагревая проточную воду и тем самым повышая общий КПД преобразования солнечной энергии теплофотоэлектрического модуля.in zone cd providing uniform concentration rays on the thermal part 4 teplofotoelektricheskogo receiver module 2, designed as a truncated cone with a maximum radius of r o = 60 mm and the minimum radius r s = 5 mm lateral surface mounted on a cylindrical cooling device 5. The average illuminance concentration on the thermal part 4 of the photovoltaic receiver 2 of the module will be K = 65 times. Thus, the proposed solar photovoltaic module of concentrated solar radiation with high-voltage photovoltaic converters and parabolotor concentrator 1 provides: a fairly uniform distribution of illumination with an average concentration of K = 16 times on the photovoltaic part 3 of the thermophotovoltaic receiver 2 modules from series-parallel connected high-voltage photovoltaic cells, increasing voltage and efficiency conversion of solar energy into electrical energy; and a fairly uniform distribution of the illumination of the thermal part 4 of the photovoltaic receiver 2 of the module with an average concentration of K = 65 times, heating the running water and thereby increasing the overall efficiency of solar energy conversion of the photovoltaic module.

Claims (1)

Солнечный теплофотоэлектрический модуль с параболоторическим концентратором, состоящий из параболоидного концентратора типа «Фокон» и теплофотоэлектрического приемника, расположенного в фокальной области с равномерным распределением концентрированного излучения, отличающийся тем, что солнечный теплофотоэлектрический модуль содержит параболоторический концентратор и теплофотоэлектрический приемник с устройством охлаждения, установленный в фокальной области, концентратор, представляющий тело вращения с зеркальной внутренней поверхностью отражения, состоящий из нескольких зон (a-b, b-c, c-d), выполнен составным по принципу собирания отраженных лучей в двух фокальных областях из отдельных зон концентратора:
- форма отражающей поверхности зон a-b, b-c концентратора Х(У) определяется системой уравнений, соответствующей условию равномерной освещенности поверхности фотоэлектрической части теплофотоэлектрического приемника, выполненного в виде цилиндра из скоммутированных высоковольтных ФЭП длиной ho и радиусом ro,
Yn=Rn 2/4fo, Xn=Rn-(k-1)ro, Rn=2fo(tgαn+cosαn), Δα=αo/N, αn=Δα(n-N/2), X*=2f1Q[(1+1/Q2)l/2-1], Q=B/ro, B=ho+h, Y*=X*2/4f1, Y*n=ΔY*n, Хn=[4f1(Y*+Y*n)]1/2, ΔY=P[1±(1-4R/P2)1/2]/2, P=L+Yb, L=fo+h+ho/2,
где Yn - ордината (в основной системе координат XOY) рассчитываемой поверхности концентратора в точке n, которая выбирается из ряда целых чисел n=1, 2, 3, …N,
Rn - радиус рассчитываемой поверхности концентратора в точке n,
F0 - фокусное расстояние рассчитываемой параболы,
Xn - абсцисса рассчитываемой поверхности концентратора,
K - произвольный коэффициент, выбирается в соответствии с граничными условиями,
αn - угол (в зоне рабочего профиля концентратора а-с) между уровнем ординаты в точке координат Хn, Уn и отраженным от поверхности параболы с фокусным расстоянием fo лучом, приходящим в фокальную область, расположенную на радиусе rо фотоэлектрического приемника в интервалах Δα=αo/N, где n выбирается из ряда целых чисел n=1, 2, 3…N,
где α0 - угол между отраженным лучом в точке b и отраженным лучом в точке c поверхности параболы,
X*- параметр, рассчитываемый по формуле
X*=2f1Q[(1+1/Q2)l/2-1],
где параметр f1 выбирается в соответствии с граничными условиями:
Q - параметр, соответствующий значению Q=(h0 -h)/r0 ,
где h - расстояние от торцевой поверхности фотоэлектрической части теплофотоэлектрического приемника до фокуса рассчитываемой параболы,
r0 - радиус фотоэлектрической части теплофотоэлектрического приемника,
Y*- функция, рассчитываемая по формуле:
Y*n=ΔY*n,
где n выбирается из ряда целых чисел n=1, 2, 3…N,
Хn - абсцисса рассчитываемой поверхности концентратора в зависимости от значений f1, Y*, Y*n ,
ΔY - параметр, рассчитываемый по формуле:
ΔY=P[1±(1-4R/P2)1/2]/2,
где P - параметр, соответствующий значению
P=L+Yb ,
параметр R выбирается в соответствии с граничными условиями,
L - параметр, соответствующий значению
L=fo+h+ho/2,
где fo - фокусное расстояние рассчитываемой параболы,
ho - длина ФЭП,
h - расстояние от торцевой поверхности фотоэлектрической части теплофотоэлектрического приемника до фокуса рассчитываемой параболы,
Yb - ордината в точке координат Хb,Yb параболы с фокусным расстоянием fo,
значения параметров fo, f1, k выбираются в соответствии с граничными условиями, геометрическая концентрация освещенности фотоэлектрического приемника Kn в интервалах радиуса концентратора ΔХn=Хn-Xn-1 равна:
Kn=(Rn+1 2-Rn 2)n/do,
где Rn+1 - радиус рассчитываемой поверхности концентратора в точке n+1,
Rn - радиус рассчитываемой поверхности концентратора в точке n,
где n выбирается из ряда целых чисел n=1, 2, 3…N,
do - ширина фокальной области, расположенной на радиусе r0 фотоэлектрического приемника,
- форма отражающей поверхности зоны c-d концентратора Х(У) определяется системой уравнений, соответствующей условию равномерной освещенности поверхности тепловой части теплофотоэлектрического приемника, выполненного в виде усеченного конуса с боковой поверхностью длиной d*, верхним радиусом rов и нижним радиусом rв:
Хc=2Уc(1/codβв-tgβв), tgβв=(Yс-Нв)(Rc-roв), fв=Yc-Xctgβв, rв=Хc-Rc, d*=h*/sinφo, d*n=d*n/N, Kn=(R2 n+1-R2 n)/(r*n+1+r*n)Δd*, Xвn=2fв(tgγвn+1/cosγвn), tgφo=h*/(ro-r*во),
где Хc - абсцисса (в основной системе координат XOY) рассчитываемой поверхности концентратора в точке c, которая выбирается из ряда целых чисел n=1, 2, 3…N,
Уc - ордината (в основной системе координат XOY) рассчитываемой поверхности концентратора в точке c, которая выбирается из ряда целых чисел n=1, 2, 3…N,
βв - угол (в зоне рабочего профиля концентратора c-d) между уровнем ординаты в точке координат Хс, Ус и отраженным от поверхности параболы с фокусным расстоянием fв лучом, приходящим в фокальную область усеченного конуса фотоэлектрического приемника,
Нв - уровень расположения торцевой части поверхности усеченного конуса теплофотоэлектрического приемника в координатах X, Y,
Rc - радиус рассчитываемой поверхности концентратора в точке c,
rво - радиус торцевой поверхности усеченного конуса теплофотоэлектрического приемника,
fв - фокусное расстояние рассчитываемой параболы,
rв - расстояние от оси OY до фокусного расстояния рассчитываемой параболы,
d* - ширина усеченного конуса теплофотоэлектрического приемника,
h* - высота усеченного конуса,
φo - угол наклона образующей усеченного конуса,
d*n - ширина усеченного конуса, соответствующая значению d*n=d*n/N, где n выбирается из ряда целых чисел n=1, 2, 3…N,
значения параметров fв, rво выбираются в соответствии с граничными условиями,
Kn - геометрическая концентрация освещенности фотоэлектрического приемника,
Rn - радиус поверхности концентратора в точке n, Rn+1 - радиус поверхности концентратора в точке n+1,
rn - радиус поверхности усеченного конуса теплофотоэлектрического приемника в точке n,
rn+1 - радиус поверхности усеченного конуса теплофотоэлектрического приемника в точке n+1,
Δd* - интервал ширины усеченного конуса,
Xвn - абсцисса рассчитываемой параболы (в основной системе координат XOY) в точке n,
fв - фокусное расстояние параболы,
γвn - угол между уровнем ординаты в У=fв и отраженным от поверхности параболы лучом, приходящим в n-ю фокальную область в пределах значений радиуса от 0 до rво на поверхности усеченного конуса теплофотоэлектрического приемника,
φo - угол наклона образующей усеченного конуса определяется соотношением высоты усеченного конуса h* и разницей между радиусом фотоэлектрической части теплофотоэлектрического приемника rо и радиусом торцевой поверхности усеченного конуса rво. A solar photovoltaic module with a parabolotor concentrator, consisting of a Fokon type paraboloid concentrator and a thermophotovoltaic receiver located in the focal region with a uniform distribution of concentrated radiation, characterized in that the solar thermophotovoltaic module contains a parabolotor concentrator and a thermophotovoltaic receiver with a cooling device installed in the focal region , a hub representing a body of revolution with a mirror internal overhnostyu reflection, consisting of several zones (a-b, b-c, c-d), formed integral on the principle of collecting the reflected beams in the focal regions of two separate zones concentrator:
- the shape of the reflecting surface of zones a-b, b-c of the concentrator X (U) is determined by a system of equations corresponding to the condition for uniform illumination of the surface of the photovoltaic part of the photovoltaic receiver, made in the form of a cylinder of commutated high-voltage photovoltaic cells with length ho and radius ro,
Yn= Rn 2/ 4fo, Xn= Rn- (k-1) ro, Rn= 2fo(tgαn+ cosαn), Δα = αo/ N, αn= Δα (n-N / 2), X * = 2foneQ [(1 + 1 / Q2)l/2-1], Q = B / ro, B = ho+ h, Y * = X *2/ 4fone, Y *n= ΔY * n, Xn= [4fone(Y * + Y *n)]one/2, ΔY = P [1 ± (1-4R / P2)one/2] / 2, P = L + Yb, L = fo+ h + ho/ 2,
where yn -the ordinate (in the main coordinate system XOY) of the calculated surface of the concentrator at point n, which is selected from a series of integers n = 1, 2, 3, ... N,
Rnis the radius of the calculated surface of the concentrator at point n,
F0- the focal length of the calculated parabola,
Xn- the abscissa of the calculated surface of the concentrator,
K is an arbitrary coefficient, is selected in accordance with the boundary conditions,
αn - the angle (in the zone of the working profile of the concentrator a-s) between the ordinate level at the coordinate point Xn, Un and reflected from the surface of the parabola with focal length fo ray arriving in the focal region located at a radius rabout photoelectric receiver in the intervals Δα = αo/ N, where n is selected from a series of integers n = 1, 2, 3 ... N,
where α0- the angle between the reflected beam at a pointb and a reflected beam at a pointcsurface parabolas,
X * - parameter calculated by the formula
X * = 2foneQ [(1 + 1 / Q2)l/2-one],
where is the parameter foneselected in accordance with the boundary conditions:
Q is the parameter corresponding to the value Q = (h0-h) / r0,
where h is the distance from the end surface of the photovoltaic part of the photovoltaic receiver to the focus of the calculated parabola,
 r0- the radius of the photovoltaic part of the photovoltaic receiver,
Y * - function calculated by the formula:
Y *n= ΔY * n,
where n is selected from a series of integers n = 1, 2, 3 ... N,
Xn- abscissa of the calculated surface of the concentrator depending on the values of fone,Y *, Y *n,
 ΔY - parameter calculated by the formula:
ΔY = P [1 ± (1-4R / P2)one/2] / 2,
where P is the parameter corresponding to the value
P = L + Yb,
parameter R is selected in accordance with the boundary conditions,
L is the parameter corresponding to the value
L = fo+ h + ho/ 2,
where fo- the focal length of the calculated parabola,
ho- the length of the photomultiplier,
h - the distance from the end surface of the photovoltaic part of the photovoltaic receiver to the focus of the calculated parabola,
Yb- ordinate at the coordinate point XbYbfocal length parabolaso,
parameter values fofone, k are selected in accordance with the boundary conditions, the geometric concentration of illumination of the photoelectric detector Kn in the intervals of the radius of the concentrator ΔXn= Xn-Xn-1 is equal to:
Kn= (Rn + 1 2-Rn 2) n / do,
where rn + 1is the radius of the calculated surface of the concentrator at the point n + 1,
Rnis the radius of the calculated surface of the concentrator at point n,
where n is selected from a series of integers n = 1, 2, 3 ... N,
 do- the width of the focal region located at a radius r0photoelectric receiver
- the shape of the reflecting surface of the c-d zone of the concentrator X (Y) is determined by a system of equations corresponding to the condition for uniform illumination of the surface of the thermal part of the heat-photovoltaic receiver, made in the form of a truncated cone with a side surface of length d *, upper radius rov and lower radius rat:
Xc= 2Uc(1 / codβat-tgβat), tgβat= (Yfrom-Hat) (Rc-rov), fat= Yc-Xctgβat, rat= Xc-Rc, d * = h * / sinφo, d *n= d * n / N, Kn= (R2 n + 1-R2 n) / (r *n + 1+ r *n) Δd *, Xbn= 2fat(tgγbn+ 1 / cosγbn), tgφo= h * / (ro-r *in),
where xc- abscissa (in the main coordinate system XOY) of the calculated surface of the concentrator at a pointc, which is selected from a series of integers n = 1, 2, 3 ... N,
Atc- ordinate (in the main coordinate system XOY) of the calculated surface of the concentrator at a pointc, which is selected from a series of integers n = 1, 2, 3 ... N,
βat - the angle (in the zone of the working profile of the concentrator c-d) between the ordinate level at the coordinate point Xfrom, Ufrom and reflected from the surface of the parabola with focal length fat a beam arriving at the focal region of the truncated cone of the photoelectric receiver,
Nat- the location level of the end part of the surface of the truncated cone of the photovoltaic receiver in coordinates X, Y,
Rc - radius of the calculated surface of the concentrator at a pointc
rin- the radius of the end surface of the truncated cone of the photovoltaic receiver,
fat- the focal length of the calculated parabola,
rat- the distance from the axis OY to the focal length of the calculated parabola,
d * is the width of the truncated cone of the photovoltaic receiver,
h * is the height of the truncated cone,
φo- the angle of inclination of the generatrix of the truncated cone,
d *n- the width of the truncated cone corresponding to the value of d *n= d * n / N, where n is selected from a series of integers n = 1, 2, 3 ... N,
parameter values fat,rinare selected in accordance with the boundary conditions,
Kn- geometric concentration of illumination of the photoelectric receiver,
Rnis the radius of the surface of the concentrator at the point n, Rn + 1is the radius of the surface of the concentrator at the point n + 1,
rn- the radius of the surface of the truncated cone of the photovoltaic receiver atn
rn + 1- the radius of the surface of the truncated cone of the photovoltaic receiver atn + 1,
Δd * is the interval of the width of the truncated cone,
Xbn- abscissa of the calculated parabola (in the main coordinate system XOY) at the pointn
fat- the focal length of the parabola,
γbn - the angle between the level of the ordinate in Y = fatand a ray reflected from the surface of the parabolanfocal region within the radius from 0 to rinon the surface of a truncated cone of a photovoltaic receiver,
 φo- the angle of inclination of the generatrix of the truncated cone is determined by the ratio of the height of the truncated cone h * and the difference between the radius of the photovoltaic part of the photovoltaic receiver raboutand the radius of the end surface of the truncated cone rin.
RU2012141690/06A 2012-10-02 2012-10-02 Solar heat photoelectric module with compound parabolic concentrator RU2543256C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012141690/06A RU2543256C2 (en) 2012-10-02 2012-10-02 Solar heat photoelectric module with compound parabolic concentrator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012141690/06A RU2543256C2 (en) 2012-10-02 2012-10-02 Solar heat photoelectric module with compound parabolic concentrator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012141690A RU2012141690A (en) 2014-04-10
RU2543256C2 true RU2543256C2 (en) 2015-02-27

Family

ID=50435751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012141690/06A RU2543256C2 (en) 2012-10-02 2012-10-02 Solar heat photoelectric module with compound parabolic concentrator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2543256C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4586334A (en) * 1985-01-23 1986-05-06 Nilsson Sr Jack E Solar energy power generation system
RU2277680C1 (en) * 2005-01-14 2006-06-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Solar photoelectric module with concentrator
RU2366867C1 (en) * 2008-03-25 2009-09-10 Российская академия Сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Solar module with stationary concentrate
RU2396493C1 (en) * 2009-05-27 2010-08-10 Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ РООССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) Solar plant with hub

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4586334A (en) * 1985-01-23 1986-05-06 Nilsson Sr Jack E Solar energy power generation system
RU2277680C1 (en) * 2005-01-14 2006-06-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Solar photoelectric module with concentrator
RU2366867C1 (en) * 2008-03-25 2009-09-10 Российская академия Сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Solar module with stationary concentrate
RU2396493C1 (en) * 2009-05-27 2010-08-10 Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ РООССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) Solar plant with hub

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012141690A (en) 2014-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li Design and development of a lens-walled compound parabolic concentrator-a review
US20100206302A1 (en) Rotational Trough Reflector Array For Solar-Electricity Generation
US20100126555A1 (en) Concentrating photovoltaic photo-current balancing system
JP2011101013A (en) Linear concentrating solar collector
WO2017187256A3 (en) Multistage concentrated photo voltaic power generation system and the method thereof
RU2505755C2 (en) Photovoltaic module with compound parabolic concentrator
RU2196280C2 (en) Solar plant
RU2543256C2 (en) Solar heat photoelectric module with compound parabolic concentrator
RU2554674C2 (en) Thermal photoelectric module with parabolic-cylinder concentrator of solar radiation
RU128398U1 (en) THERMAL PHOTOELECTRIC MODULE WITH A SOLAR RADIATION CONCENTRATOR
KR20130085132A (en) Fresnel lens - light pipe combined lens system for solar power generation
KR20140033363A (en) Light trapping architecture for photovoltaic and photodetector applications
CN104297826B (en) Non-imaging secondary reflector for light condensing system
RU2444809C2 (en) Solar photovoltaic module with concentrator
US20110088751A1 (en) Non-imaging radiant energy concentrator
RU132258U1 (en) THERMOPHOTOELECTRIC MODULE WITH PARABOLOTORIC CONCENTRATE OF SOLAR RADIATION
RU2522376C2 (en) Solar module with compound parabolic concentrator included in stirling engine
US20150207007A1 (en) Compound Linear V Fresnel-Parabolic Trough Solar Concentrator
RU2591747C2 (en) Thermal photoelectric module with parabolic-cylinder concentrator of solar radiation and method of making same
KR101494420B1 (en) Fixed type Solar Generator equipped with Reflector
EP1766298A2 (en) Reflecting solar concentrator for the generation of electrical energy
CN202268819U (en) Solar condensation power generation device with multi-fold reflecting surfaces
KR101293193B1 (en) A concentrating photovoltaic module
WO2012093327A1 (en) A photovoltaic device
CN102608743B (en) Solar axisymmetric parallel light ultrathin condenser

Legal Events

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

Effective date: 20141104