RU2554168C1 - Method for obtaining heat and electrical energy and device for its implementation - Google Patents

Method for obtaining heat and electrical energy and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2554168C1
RU2554168C1 RU2014127082/06A RU2014127082A RU2554168C1 RU 2554168 C1 RU2554168 C1 RU 2554168C1 RU 2014127082/06 A RU2014127082/06 A RU 2014127082/06A RU 2014127082 A RU2014127082 A RU 2014127082A RU 2554168 C1 RU2554168 C1 RU 2554168C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
concentrator
worm
hub
sun
Prior art date
Application number
RU2014127082/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Александрович Оленев
Original Assignee
Евгений Александрович Оленев
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 Евгений Александрович Оленев filed Critical Евгений Александрович Оленев
Priority to RU2014127082/06A priority Critical patent/RU2554168C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2554168C1 publication Critical patent/RU2554168C1/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
    • 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
    • Y02E10/47Mountings or tracking
    • 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
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.SUBSTANCE: method for obtaining heat and electrical energy includes focusing of the sun rays by concentrator on the fixed heat-absorbing surface, and further focus movement over it in accordance with sun movement, the heating medium heating through the heat-absorbing surface, and transformation of the obtained heat energy in the electric energy. The concave mirror is used as concentrator, the mirror is moved by sun tracking, at that the heat-absorbing surface is arranged at crossing of the vertical and horizontal axes, around which the concentrator is rotated during tracking. For the concentrator rotation relatively the vertical axis the first motor is started, as result the worn screw 5 starts rotation and turning of the tooth-wheel 2 together with platform 1. When the concentrator achieves the required position (azimuth), the first motor shutdowns. For the concentrator rotation around the horizontal axis the second motor is started, resulting in rotation of the shaft 14 with worn screw 13, that by means of the tooth-wheel 12 and connected with its worn screw 10 the gear sector 9 with axle 6 and wheel 7 rotates. At that by means of the chain-drive 8 the driven wheel 15 with horizontal axles 17 and concentrator is rotated to the required position, then it is locked by the motor shutdown. At that on the bottom part of the heat-absorbing surface of the sphere 19 a light spot of the concentrated sun rays is created, the spot moves over this surface during the sun tracking during day time.EFFECT: increased stability of the energy sources parameters, increased efficiency, improved operation characteristics.10 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для выработки электроэнергии, горячей воды и пара.The invention relates to the field of energy and can be used to generate electricity, hot water and steam.

Прототипом является способ получения тепловой и электрической энергии, включающий фокусирование солнечных лучей концентратором на неподвижную тепловоспринимающую поверхность и последующее передвижение по ней фокуса в соответствии с перемещением солнца, нагрев через тепловоспринимающую поверхность теплоносителя и преобразование полученной тепловой энергии в электрическую [Пат. РФ 2254522, МПК F24J 2/42, 2005].The prototype is a method of producing thermal and electrical energy, including focusing the sun's rays with a concentrator on a fixed heat-absorbing surface and subsequent movement of the focus along it in accordance with the movement of the sun, heating through the heat-absorbing surface of the heat carrier and converting the resulting heat into electrical energy [Pat. RF 2254522, IPC F24J 2/42, 2005].

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- небольшая температура нагрева тепловоспринимающей поверхности, обусловленная, во-первых, рассеиванием части лучей в концентраторе, а во-вторых, недостаточной прозрачностью концентратора;- a small heating temperature of the heat-absorbing surface, due, firstly, to the scattering of part of the rays in the concentrator, and secondly, to the insufficient transparency of the concentrator;

- возможность получения только относительно низкой температуры теплоносителя, что связано с нагревом находящейся вверху (а не внизу), тепловоспринимающей поверхности, в результате чего отсутствует конвекционный ток теплоносителя, приводящий к отсутствию нагрева нижних слоев;- the possibility of obtaining only a relatively low coolant temperature, which is associated with heating of the heat-absorbing surface located at the top (and not below), as a result of which there is no convection heat carrier current, which leads to the absence of heating of the lower layers;

- сложность получения стабильных параметров воды и пара в течение суток.- the difficulty of obtaining stable parameters of water and steam during the day.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение стабильности параметров энергоносителей, выработка их с более высоким КПД, а также улучшение эксплуатационных характеристик.The objective of the invention is to remedy these disadvantages, namely increasing the stability of energy parameters, developing them with higher efficiency, as well as improving operational characteristics.

Задача решается тем, что в способе получения тепловой и электрической энергии, включающем фокусирование солнечных лучей концентратором на неподвижную тепловоспринимающую поверхность и последующее передвижение по ней фокуса в соответствии с перемещением солнца, нагрев через тепловоспринимающую поверхность теплоносителя и преобразование полученной тепловой энергии в электрическую, в качестве концентратора используют вогнутое зеркало, которое перемещают путем слежения за солнцем, при этом тепловоспринимающую поверхность размещают на пересечении вертикальной и горизонтальных осей, вокруг которых осуществляют поворот концентратора при слежении.The problem is solved in that in a method for generating thermal and electric energy, including focusing the sun's rays by a concentrator on a fixed heat-receiving surface and subsequent movement of the focus along it in accordance with the movement of the sun, heating through the heat-receiving surface of the heat carrier and converting the received thermal energy into electrical energy as a concentrator use a concave mirror, which is moved by tracking the sun, while the heat-receiving surface is placed at the intersection of the vertical and horizontal axes around which the hub is rotated during tracking.

Поворот концентратора при слежении осуществляют двигателями, которые устанавливают вне элементов, движущихся заодно с концентратором. После прохождения тепловоспринимающей поверхности теплоноситель подают на теплопередающую поверхность, в качестве которой используют поверхности труб котла, который топят ископаемым топливом. Теплообменную поверхность выполняют выпуклой сферической по отношению к падающим на нее солнечным лучам.The rotation of the concentrator during tracking is carried out by engines, which are installed outside the elements moving along with the concentrator. After passing through the heat-absorbing surface, the coolant is fed to the heat-transfer surface, which is used as the surface of the pipes of the boiler, which is heated with fossil fuels. The heat exchange surface is convex spherical with respect to the sun's rays incident on it.

Устройство для осуществления способа получения тепловой и электрической энергии, содержащее концентратор солнечных лучей и неподвижный теплообменник, дополнительно снабжено платформой и электрическими двигателями, соединенными, по крайней мере, двумя кинематическими связями с концентратором и установленными с возможностью перемещать его вокруг горизонтальной и вертикальной геометрических осей, при этом одна часть первой кинематической связи выполнена, в виде двух червяков со скрещивающимися взаимно перпендикулярными осями и червячного колеса, которое жестко закреплено на оси одного червяка, размещенного на платформе и взаимодействующего с зубчатым сектором, который второй частью первой кинематической связи соединен с горизонтальной осью поворота концентратора, и сопряжено с другим червяком, ось которого совмещена с вертикальной осью поворота платформы и концентратора, выполненного в виде вогнутого зеркала.A device for implementing a method of producing thermal and electric energy, containing a sunbeam concentrator and a stationary heat exchanger, is additionally equipped with a platform and electric motors connected by at least two kinematic connections to the concentrator and installed with the ability to move it around the horizontal and vertical geometric axes, this one part of the first kinematic connection is made, in the form of two worms with intersecting mutually perpendicular axes and a worm an egg wheel, which is rigidly fixed on the axis of one worm located on the platform and interacting with the gear sector, which is connected to the horizontal axis of rotation of the hub by the second part of the first kinematic connection, and is coupled to another worm, the axis of which is aligned with the vertical axis of rotation of the platform and concentrator, made in the form of a concave mirror.

Вторая часть первой кинематической связи выполнена в виде цепной передачи. Вторая кинематическая связь выполнена в виде червячной передачи. Один червяк выполнен глобоидным. Червячная передача выполнена самотормозящейся. Червяк намагничен в радиальном направлении.The second part of the first kinematic connection is made in the form of a chain transmission. The second kinematic connection is made in the form of a worm gear. One worm is made globoid. The worm gear is self-braking. The worm is magnetized in the radial direction.

Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.These distinctive features allow you to achieve the following advantages compared with the prototype.

Использование в качестве концентратора вогнутого зеркала, которое перемещают путем слежения за солнцем, при этом тепловоспринимающую поверхность размещают на пересечении вертикальной и горизонтальных осей, вокруг которых осуществляют поворот концентратора при слежении, способствует более высокой температуре нагрева, так как на пути солнечных лучей отсутствуют какие-либо элементы. При этом нагретая поверхность создает восходящий поток воздуха, увлекающий пыль, что защищает зеркальную поверхность от загрязнения. Это повышает КПД использования солнечной энергии и улучшает эксплуатационные характеристики.The use of a concave mirror as a hub, which is moved by tracking the sun, while the heat-absorbing surface is placed at the intersection of the vertical and horizontal axes around which the hub is rotated during tracking, contributes to a higher heating temperature, since there are no any elements. In this case, the heated surface creates an upward flow of air, entraining dust, which protects the mirror surface from pollution. This increases the efficiency of solar energy and improves performance.

Осуществление поворота концентратора при слежении двигателями, которые устанавливаю вне элементов, движущихся заодно с концентратором, снижает момент инерции поворотного механизма, его вес и уменьшает потребление энергии.The implementation of the rotation of the hub when tracking by engines that are installed outside of the elements moving along with the hub reduces the moment of inertia of the rotary mechanism, its weight and reduces energy consumption.

Подача теплоносителя после прохождения им тепловоспринимающей поверхности на теплопередающую поверхность, в качестве которой используют поверхности труб котла, который топят ископаемым топливом, позволяет получать, во-первых, пар высоких параметров (давления и температуры) перед подачей его в паровую турбину, что повышает КПД. Во-вторых, дает возможность стабильно держать параметры энергоносителей в любое время суток за счет изменения количества сжигаемого в котле ископаемого топлива. Это повышает эксплуатационные характеристики.The flow of the heat carrier after it passes the heat-absorbing surface to the heat-transfer surface, which is used as the surface of the boiler tubes, which is heated with fossil fuels, allows, firstly, to obtain pairs of high parameters (pressure and temperature) before feeding it to the steam turbine, which increases the efficiency. Secondly, it makes it possible to stably keep energy parameters at any time of the day by changing the amount of fossil fuel burned in the boiler. This improves performance.

Выполнение теплообменной поверхности выпуклой сферической по отношению к падающим на нее солнечным лучам обеспечивает к ним перпендикулярность тепловоспринимающей поверхности и упрощает выдерживание фокусного расстояния при повороте концентратора в процессе слежения, что повышает КПД использования солнечной энергии и улучшает эксплуатационные характеристики.The implementation of the heat-exchange surface is convex spherical with respect to the incident sunlight to them ensures the perpendicularity of the heat-receiving surface and makes it easier to maintain the focal length when turning the concentrator during tracking, which increases the efficiency of the use of solar energy and improves operational characteristics.

Дополнительное снабжение устройства для получения тепловой и электрической энергии платформой и электрическими двигателями, соединенными, по крайней мере, двумя кинематическими связями с концентратором и установленными с возможностью перемещать его вокруг горизонтальной и вертикальной геометрических осей обеспечивает установку концентратора в нужное положение в процессе слежения, что повышает КПД использования солнечной энергии.Additional supply of the device for generating thermal and electric energy with a platform and electric motors connected by at least two kinematic connections with the hub and installed with the ability to move it around the horizontal and vertical geometric axes ensures that the concentrator is in the desired position during the tracking process, which increases the efficiency use of solar energy.

Выполнение одной части первой кинематической связи в виде двух червяков со скрещивающимися взаимно перпендикулярными осями и червячного колеса, которое жестко закреплено на оси одного червяка, размещенного на платформе и взаимодействующего с зубчатым сектором, который второй частью первой кинематической связи соединен с горизонтальной осью поворота концентратора, и сопряжено с другим червяком, ось которого совмещена с вертикальной осью поворота платформы и концентратора, выполненного в виде вогнутого зеркала, позволяет размещать электродвигатель, управляющий поворотом концентратора вокруг оси, вне платформы. Это снижает весогабаритные характеристики поворачивающихся частей, а также их момент инерции, что при частых пусках и остановках снижает энергопотребление, дает возможность применять менее мощный электродвигатель, улучшая тем самым эксплуатационные характеристики.The execution of one part of the first kinematic connection in the form of two worms with crossed mutually perpendicular axes and a worm wheel, which is rigidly fixed to the axis of one worm located on the platform and interacting with the gear sector, which is connected to the horizontal axis of rotation of the hub by the second part of the first kinematic connection, and paired with another worm, the axis of which is combined with the vertical axis of rotation of the platform and the hub, made in the form of a concave mirror, allows you to place The electric motor that controls the rotation of the hub around an axis, outside the platform. This reduces the weight and size characteristics of the rotating parts, as well as their moment of inertia, which with frequent starts and stops reduces energy consumption, makes it possible to use a less powerful electric motor, thereby improving performance.

Выполнение второй части первой кинематической связи в виде цепной передачи снижает весогабаритные характеристики устройства, что снижает энергопотребление в процессе работы и улучшает эксплуатационные характеристики.The implementation of the second part of the first kinematic connection in the form of a chain transmission reduces the weight and size characteristics of the device, which reduces power consumption during operation and improves operational characteristics.

Выполнение второй кинематической связи в виде червячной передачи снижает весогабаритные характеристики устройства.The implementation of the second kinematic connection in the form of a worm gear reduces the weight and size characteristics of the device.

Выполнение червяка глобоидным уменьшает весогабаритные характеристики механизма, а выполнение червячной передачи самотормозящейся позволяет автоматически фиксировать концентратор в нужном положении после отключения электродвигателей, что упрощает конструкцию и улучшает эксплуатационные характеристики привода.Performing a worm globoid reduces the overall dimensions of the mechanism, and performing a self-braking worm gear allows you to automatically lock the hub in the desired position after turning off the electric motors, which simplifies the design and improves the operating characteristics of the drive.

Намагничивание червяка в радиальном направлении позволяет использовать его в виде датчика угла поворота концентратора, разместив при этом рядом с червяком, например геркон или датчик Холла. Это упрощает конструкцию, повышает ее надежность и улучшает эксплуатационные характеристики привода.Magnetizing the worm in the radial direction allows it to be used in the form of a concentrator angle sensor, placing it next to the worm, for example a reed switch or a Hall sensor. This simplifies the design, increases its reliability and improves the operational characteristics of the drive.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображена схема устройства для получения тепловой и электрической энергии. На фиг. 2 изображен вид А устройства. На фиг. 3 изображена схема котла, отапливаемого ископаемым топливом.In FIG. 1 shows a diagram of a device for generating thermal and electrical energy. In FIG. 2 shows a view A of the device. In FIG. 3 shows a diagram of a boiler heated by fossil fuels.

Устройство для получения тепловой и электрической энергии содержит платформу 1, закрепленную на червячном зубчатом колесе 2, установленном с возможностью поворота на втулке 3, неподвижно закрепленной на основании 4, и сопряженном с червяком 5, соединенным с первым электродвигателем (не показан) и вращающимся в опорах основания. В платформе с возможностью вращения установлена ось 6, на которой неподвижно закреплены ведущее колесо 7 (звездочка) цепной передачи 8 и зубчатый сектор 9, сопряженный с зубьями глобоидного червяка 10, который установлен в пазу 11 платформы 1 с возможностью осевого вращения и имеет жестко закрепленное на оси червячное колесо 12, сопряженное с червяком 13, вал 14 которого установлен во втулке 3 с возможностью вращения и соединен со вторым электродвигателем (не показан), закрепленным на основании 4. Ведомое колесо 15 цепной передачи и концентратор 16 солнечных лучей, неподвижно закреплены на установленной в платформе с возможностью вращения горизонтальной оси 17, на которой может быть размещен торсион 18 для компенсации неуравновешенности, создаваемой смещенным относительно горизонтальной оси центром тяжести концентратора. На пересечении горизонтальной и вертикальной осей вращения концентратора неподвижно размещена тепловоспринимающая поверхность в виде пустотелой сферы 19 (котла), имеющей трубы 20, 21 соответственно для подвода холодной и отвода горячей воды (пара), при этом труба 20 может быть с зазором пропущена сквозь червяк 13 и закреплена некоторым образом, например снизу основания 4. В этом случае концентратор должен иметь щель 22 шириной больше диаметра трубы, для пропуска последней в процессе работы. Заметим, что труба может быть закреплена и другим образом. Труба 21 может быть соединена с котлом 23, имеющим размещенные в воде 24 дымовые трубы 25, паровое пространство 26 которого через паропровод 27 и пароперегреватель 28 сообщено с паровой турбиной 29, которая кинематически связана с генератором 30, вырабатывающим электроэнергию для потребителя. В топке 31 котла размещены горелки 32 для сжигания, например газового топлива, продукты 33 горения которого через дымовые трубы котла и дымогарную трубу поступают в атмосферу.A device for generating thermal and electric energy comprises a platform 1 mounted on a worm gear 2 mounted rotatably on a sleeve 3 fixedly mounted on a base 4 and mated to a worm 5 connected to a first electric motor (not shown) and rotating in supports grounds. The axis 6 is mounted in the platform with rotation, on which the drive wheel 7 (sprocket) of the chain drive 8 and the gear sector 9 are fixed, coupled with the teeth of the globoid worm 10, which is mounted in the groove 11 of the platform 1 with the possibility of axial rotation and is rigidly fixed to the axis of the worm wheel 12, coupled with the worm 13, the shaft 14 of which is rotatably mounted in the sleeve 3 and connected to a second electric motor (not shown) fixed to the base 4. The driven gear 15 of the chain drive and the hub 16 with of sun rays fixedly mounted on a horizontal axis 17 mounted on the platform for rotation, on which torsion 18 can be placed to compensate for the imbalance created by the center of gravity of the concentrator displaced relative to the horizontal axis. At the intersection of the horizontal and vertical axes of rotation of the concentrator, the heat-receiving surface is fixedly mounted in the form of a hollow sphere 19 (boiler) having pipes 20, 21, respectively, for supplying cold and draining hot water (steam), while pipe 20 can be passed through the worm 13 with a gap and fixed in some way, for example, from the bottom of the base 4. In this case, the concentrator should have a slot 22 with a width greater than the diameter of the pipe, for the latter to pass through during operation. Note that the pipe can be fixed in another way. The pipe 21 can be connected to a boiler 23 having chimneys 25 located in the water 24, the steam space 26 of which is connected via a steam line 27 and a superheater 28 to a steam turbine 29, which is kinematically connected to a generator 30 that generates electricity for the consumer. In the furnace 31 of the boiler there are burners 32 for burning, for example, gas fuel, the combustion products of which 33 through the chimneys of the boiler and the smoke pipe enter the atmosphere.

Работает устройство для получения тепловой и электрической энергии следующим образом.The device operates to produce thermal and electrical energy as follows.

Для поворота концентратора 16 вокруг вертикальной оси включают первый электродвигатель, в результате чего червяк 5 начинает вращаться в опорах основания и поворачивать на втулке 3 зубчатое колесо 2 вместе с платформой 1 (фиг. 1-2). При этом происходит также поворот в горизонтальной плоскости оси 6 и глобоидного червяка 10 с червячным колесом 12, которое своими зубьями будет скользить по винтовой поверхности червяка 13. Так как угол поворота платформы 1 в процессе очередной коррекции своего положения по солнцу небольшой, а передаточное отношение от червяка 13 до сектора 9, наоборот, большое, то колесо 12 будет практически стоять на месте при повороте платформы, тем более не будет поворачиваться сектор 9 с горизонтальной осью 6 и колесами 7, 15, а следовательно, и концентратор 16 вместе с осью 17. При достижении концентратором нужного положения (азимута) выключают первый электродвигатель, обеспечивая за счет самоторможения червячной передачи его фиксацию.To turn the hub 16 around the vertical axis, the first electric motor is turned on, as a result of which the worm 5 begins to rotate in the base supports and rotate the gear 2 on the sleeve 3 together with the platform 1 (Fig. 1-2). In this case, there is also a rotation in the horizontal plane of axis 6 and the globoid worm 10 with the worm wheel 12, which with its teeth will slide on the helical surface of the worm 13. Since the angle of rotation of the platform 1 during the next correction of its position in the sun is small, and the gear ratio from the worm 13 to sector 9, on the contrary, is large, then the wheel 12 will practically remain in place when the platform rotates, moreover, sector 9 with the horizontal axis 6 and wheels 7, 15 will not rotate, and therefore the hub 16 location with axis 17. Upon reaching the desired position of the hub (azimuth) switch off the first motor, providing a self-locking due to its worm gear fixation.

Для поворота концентратора 16 вокруг горизонтальной оси включают второй электродвигатель, благодаря чему начинают вращаться вал 14 с червяком 13, который посредством зубчатого колеса 12 и связанного с ним червяка 10 поворачивает зубчатый сектор 9 с осью 6 и колесом 7. При этом за счет цепной передачи 8 происходит поворот ведомого колеса 15 с горизонтальной осью 17 и концентратором 16 до требуемого положения, после чего производят его фиксирование путем выключения двигателя. При этом на нижней части тепловоспринимающей поверхности сферы 19 формируется нагревающее теплоноситель световое пятно сконцентрированных солнечных лучей, перемещающееся по этой поверхности в процессе слежения за солнцем в течение светового дня, на протяжении которого коррекцию концентратора можно выполнять по заранее заданной программе. Заметим, что, так как оба электродвигателя размещены на основании 4, то механизм системы слежения за солнцем получается максимально облегченным, что позволяет использовать электродвигатели малой мощности на перемещение концентратора, положение которого можно легко «запоминать» по количеству оборотов червяков.To turn the hub 16 around the horizontal axis, a second electric motor is turned on, due to which the shaft 14 begins to rotate with the worm 13, which, by means of the gear wheel 12 and the worm 10 connected with it, rotates the gear sector 9 with the axis 6 and the wheel 7. At the same time, due to the chain transmission 8 the driven wheel 15 is rotated with the horizontal axis 17 and the hub 16 to the desired position, after which it is fixed by turning off the engine. At the same time, on the lower part of the heat-absorbing surface of the sphere 19, a light spot of concentrated solar rays is heated, which moves along this surface in the process of tracking the sun during daylight hours, during which the concentrator can be corrected according to a predetermined program. Note that, since both electric motors are located on the base 4, the mechanism of the sun tracking system turns out to be as light as possible, which allows the use of low power electric motors to move the concentrator, the position of which can be easily "remembered" by the number of revolutions of the worms.

В результате воздействия солнечной энергии вода в сфере 19 будет постоянно нагреваться и поступать (например с помощью насоса) по трубе 21 в котел 23, где при необходимости будет нагреваться до большей температуры, соприкасаясь с теплопередающей поверхностью дымовых труб 25, обогреваемых продуктами 33 горения газового топлива, сжигаемого горелками 32 (фиг. 3). Заметим, что для нагрева большого количества воды с помощью солнечной энергии необходимо в котел 23 подавать горячую воду от нескольких сфер 19, нагреваемых автономно, отдельно стоящими концентраторами, являющимися часть описанного устройства. Из парового пространства 26 через паропровод 27 и пароперегреватель 28 пар высоких параметров поступает в турбину 29, вращающую генератор 30, который производит электроэнергию. Отработавший после турбины пар можно использовать для нагрева холодной воды или непосредственно для производственных нужд.As a result of exposure to solar energy, the water in the sphere 19 will constantly be heated and flow (for example, using a pump) through the pipe 21 to the boiler 23, where it will be heated to a higher temperature if necessary, in contact with the heat transfer surface of the chimneys 25, heated by the products of gas fuel combustion 33 burned by burners 32 (FIG. 3). Note that in order to heat a large amount of water using solar energy, it is necessary to supply hot water to the boiler 23 from several spheres 19, heated independently, by separate concentrators, which are part of the described device. From the steam space 26, through the steam line 27 and the superheater 28, the pairs of high parameters enter the turbine 29, which rotates the generator 30, which generates electricity. The steam used after the turbine can be used to heat cold water or directly for production needs.

В пасмурную погоду увеличивают количество сжигаемого в топке газа на величину, обеспечивающую выделение в котле тепловой энергии, которая равна теплоте, передаваемой воде сферой 19. При этом количество вырабатываемой энергии для потребителя остается прежним. Заметим, что при этом можно повернуть концентратор 16 до занятия им максимально возможного верхнего положения, в котором его зеркало будет защищено от осадков.In cloudy weather, the amount of gas burned in the furnace is increased by an amount that ensures the release of thermal energy in the boiler, which is equal to the heat transferred to the water by sphere 19. At the same time, the amount of generated energy for the consumer remains the same. Note that in this case, it is possible to turn the concentrator 16 until it occupies the maximum possible upper position in which its mirror will be protected from precipitation.

Внедрение изобретения позволит создать простое по конструкции, надежное и удобное в эксплуатации устройство для получения тепловой и электрической энергии, которое можно эксплуатировать как отдельно, так и совместно с котлом, отапливаемым ископаемым топливом.The implementation of the invention will allow you to create a simple in design, reliable and easy to use device for generating thermal and electric energy, which can be operated both separately and together with a boiler heated by fossil fuels.

Claims (10)

1. Способ получения тепловой и электрической энергии, включающий фокусирование солнечных лучей концентратором на неподвижную тепловоспринимающую поверхность и последующее передвижение по ней фокуса в соответствии с перемещением солнца, нагрев через тепловоспринимающую поверхность теплоносителя и преобразование полученной тепловой энергии в электрическую, отличающийся тем, что в качестве концентратора используют вогнутое зеркало, которое перемещают путем слежения за солнцем, при этом тепловоспринимающую поверхность размещают на пересечении вертикальной и горизонтальных осей, вокруг которых осуществляют поворот концентратора при слежении.1. A method of producing thermal and electric energy, including focusing the sun's rays by the concentrator on a fixed heat-receiving surface and subsequent movement of the focus along it in accordance with the movement of the sun, heating through the heat-receiving surface of the heat carrier and converting the received thermal energy into electrical energy, characterized in that as a hub use a concave mirror, which is moved by tracking the sun, while the heat-absorbing surface is placed on The intersection of the vertical and horizontal axes around which the hub is rotated during tracking. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поворот концентратора при слежении осуществляют двигателями, которые устанавливают вне элементов, движущихся заодно с концентратором.2. The method according to p. 1, characterized in that the rotation of the hub during tracking is carried out by engines that are installed outside of the elements moving along with the hub. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после прохождения тепловоспринимающей поверхности теплоноситель подают на теплопередающую поверхность, в качестве которой используют поверхности труб котла, который топят ископаемым топливом.3. The method according to p. 1, characterized in that after passing through the heat-absorbing surface, the coolant is supplied to the heat transfer surface, which is used as the surface of the pipes of the boiler, which is heated with fossil fuels. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что тепловоспринимающую поверхность выполняют выпуклой сферической по отношению к падающим на нее солнечным лучам.4. The method according to p. 1, characterized in that the heat-receiving surface is convex spherical with respect to the incident sunlight. 5. Устройство для осуществления способа получения тепловой и электрической энергии, содержащее концентратор солнечных лучей и неподвижный теплообменник, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено платформой и электрическими двигателями, соединенными, по крайней мере, двумя кинематическими связями с концентратором и установленными с возможностью перемещать его вокруг горизонтальной и вертикальной геометрических осей, при этом одна часть первой кинематической связи выполнена в виде двух червяков со скрещивающимися взаимно перпендикулярными осями и червячного колеса, которое жестко закреплено на оси одного червяка, размещенного на платформе и взаимодействующего с зубчатым сектором, который второй частью первой кинематической связи соединен с горизонтальной осью поворота концентратора, и сопряжено с другим червяком, ось которого совмещена с вертикальной осью поворота платформы и концентратора, выполненного в виде вогнутого зеркала.5. A device for implementing a method of producing thermal and electric energy, comprising a sunbeam concentrator and a stationary heat exchanger, characterized in that it is additionally equipped with a platform and electric motors connected by at least two kinematic connections to the concentrator and installed with the ability to move it around horizontal and vertical geometric axes, while one part of the first kinematic connection is made in the form of two worms with mutually crossing each other the axial axes of the worm wheel, which is rigidly fixed to the axis of one worm located on the platform and interacting with the gear sector, which is connected to the horizontal axis of rotation of the hub by the second part of the first kinematic connection, and is coupled to another worm, the axis of which is aligned with the vertical axis of rotation of the platform and a hub made in the form of a concave mirror. 6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что вторая часть первой кинематической связи выполнена в виде цепной передачи.6. The device according to p. 5, characterized in that the second part of the first kinematic connection is made in the form of a chain transmission. 7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что вторая кинематическая связь выполнена в виде червячной передачи.7. The device according to p. 5, characterized in that the second kinematic connection is made in the form of a worm gear. 8. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что один червяк выполнен глобоидным.8. The device according to p. 5, characterized in that one worm is made globoid. 9. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что червячная передача выполнена самотормозящейся.9. The device according to p. 5, characterized in that the worm gear is self-braking. 10. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что червяк намагничен в радиальном направлении. 10. The device according to p. 5, characterized in that the worm is magnetized in the radial direction.
RU2014127082/06A 2014-07-02 2014-07-02 Method for obtaining heat and electrical energy and device for its implementation RU2554168C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014127082/06A RU2554168C1 (en) 2014-07-02 2014-07-02 Method for obtaining heat and electrical energy and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014127082/06A RU2554168C1 (en) 2014-07-02 2014-07-02 Method for obtaining heat and electrical energy and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2554168C1 true RU2554168C1 (en) 2015-06-27

Family

ID=53498352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014127082/06A RU2554168C1 (en) 2014-07-02 2014-07-02 Method for obtaining heat and electrical energy and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2554168C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1603151A1 (en) * 1988-09-15 1990-10-30 Центральный научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций им.Н.П.Мельникова Heliostat
SU1633238A1 (en) * 1989-03-07 1991-03-07 Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе Solar power trough
RU2254522C1 (en) * 2003-10-06 2005-06-20 Луганский Эрнест Петрович Solar heat power plant
WO2010039999A2 (en) * 2008-10-01 2010-04-08 Steven Polk Solar collector

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1603151A1 (en) * 1988-09-15 1990-10-30 Центральный научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций им.Н.П.Мельникова Heliostat
SU1633238A1 (en) * 1989-03-07 1991-03-07 Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе Solar power trough
RU2254522C1 (en) * 2003-10-06 2005-06-20 Луганский Эрнест Петрович Solar heat power plant
WO2010039999A2 (en) * 2008-10-01 2010-04-08 Steven Polk Solar collector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4420902B2 (en) Solar energy integrated equipment
JP5797737B2 (en) Solar heat collection system
TW201111628A (en) Solar and wind energy converter
CN104583686A (en) Concentrated solar power generation system
CN102261748A (en) Sun light energy and heat energy focusing system
US8413442B2 (en) System for sustaining and storing green solar energy
CN106301152A (en) The solar condensing power generation device of device followed the tracks of by band
Sahu et al. Historical overview of power generation in solar parabolic dish collector system
CN105257488A (en) Solar and wind power generation device
CN103890500B (en) Solar concentrator including heliostat and Fresnel lens
JP2010281251A (en) Solar light concentrating steam power generator
CN107367077A (en) Groove type solar collecting system based on multiple reflections
KR20070102326A (en) Sunlight reflective equipment applied to a solar-heat development system
RU2554168C1 (en) Method for obtaining heat and electrical energy and device for its implementation
WO2013082872A1 (en) Rotating solar power station that simultaneously tracks and concentrates sunlight
CN102562505B (en) Tower-disc type solar energy comprehensive utilization system
JP5420002B2 (en) Solar power plant
JP2014052171A (en) Light collecting device, solar heat power generation device, photovoltaic power generation device
KR100749508B1 (en) Sunlight reflective equipment applied to a solar-heat development system
Yousef et al. Development of solar thermal energy systems
JP2013148332A (en) Solar concentration system, and solar power generation system
JP6135318B2 (en) Concentrator
CN205425472U (en) Photoelectricity - thermal electricity - hot water integration's unit formula solar energy set composite
WO2013005479A1 (en) Solar light collection system and solar thermal electric power generation system
RU2772512C1 (en) Solar power plant