RU2557272C1 - Roofing solar panel - Google Patents

Roofing solar panel Download PDF

Info

Publication number
RU2557272C1
RU2557272C1 RU2014123409/03A RU2014123409A RU2557272C1 RU 2557272 C1 RU2557272 C1 RU 2557272C1 RU 2014123409/03 A RU2014123409/03 A RU 2014123409/03A RU 2014123409 A RU2014123409 A RU 2014123409A RU 2557272 C1 RU2557272 C1 RU 2557272C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solar panel
roofing
semi
housing
angle
Prior art date
Application number
RU2014123409/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Семенович Стребков
Анатолий Иванович Кирсанов
Анатолий Евгеньевич Иродионов
Владимир Анатольевич Панченко
Владимир Александрович Майоров
Original Assignee
Дмитрий Семенович Стребков
Анатолий Иванович Кирсанов
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства" (ФГБНУ ВИЭСХ)
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 Дмитрий Семенович Стребков, Анатолий Иванович Кирсанов, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства" (ФГБНУ ВИЭСХ) filed Critical Дмитрий Семенович Стребков
Priority to RU2014123409/03A priority Critical patent/RU2557272C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2557272C1 publication Critical patent/RU2557272C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/0543Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the refractive type, e.g. lenses
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/0547Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the reflecting type, e.g. parabolic mirrors, concentrators using total internal reflection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/23Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
    • H02S20/25Roof tile elements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40Thermal components
    • H02S40/44Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • 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
    • Y02E10/52PV systems with concentrators
    • 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
    • Y02E10/60Thermal-PV hybrids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: in a roofing solar panel containing a housing with an inner cavity with a protective covering on the working surface, whereupon solar radiation strikes with a beam inlet angle of β0, and receivers consisting of switched solar cells, a compound concentrator is installed under the protective covering and made in the form of a diverting optic system transparent for radiation and consisting of a variety of prisms with acute angle Ψ between the beam inlet and outlet surface and several semi-parabolic cylinder mirror reflectors with parametric angle δ, which have beam inlet and outlet surfaces. Focal regions of all the reflectors are offset towards lower or upper side of the panel, and radiation receivers are installed parallel to the focal axis and perpendicular to the panel plane between the focal axis and the mirror coating of each reflector. Relation between beam inlet angle β0, acute angle Ψ, material refraction coefficient n of the diverting optic system and parametric angle δ of the semi-parabolic cylinder mirror reflector is given.
EFFECT: reduction of panel material consumption.
16 cl, 7 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к устройству кровельных панелей для крыш зданий и сооружений со встроенными солнечными модулями.The invention relates to a device for roofing panels for roofs of buildings and structures with integrated solar modules.

Известна кровельная панель с солнечной батареей, включающая несущее основание в виде криволинейной поверхности с размещенной на нем солнечной батареей на базе полупроводниковых фотоэлектрических преобразователей с электрокабелем токосъема. Солнечная батарея размещена на утопленной относительно верхней поверхности основания на глубину до 20 мм плоской площадке и зашита до верхней поверхности основания герметизирующей отверждающей композицией с уровнем пропускания светового излучения не менее 30% в диапазоне работы солнечной батареи (Пат. РФ №2194827, опубл. 20.12.2002).A known roofing panel with a solar battery, including a bearing base in the form of a curved surface with a solar battery placed on it based on semiconductor photoelectric converters with an electric current collection cable. The solar battery is placed on a flat platform recessed relative to the upper surface of the base to a depth of 20 mm and is sewn to the upper surface of the base with a sealing hardening composition with a transmittance of light radiation of at least 30% in the range of the solar battery (Pat. RF No. 2194827, publ. 20.12. 2002).

Недостатком известной кровельной панели является большой расход полупроводникового материала для фотопреобразователей и низкая мощность солнечной батареи из-за оптических потерь в герметизирующей композиции.A disadvantage of the known roofing panel is the high consumption of semiconductor material for photoconverters and the low power of the solar battery due to optical losses in the sealing composition.

Известна кровельная солнечная панель фирмы "HEDA Solar" (КНР), содержащая встроенные солнечные модули из четырех или восьми скоммутированных кремниевых солнечных элементов размером 156×156 мм или 125×125 мм. Кровельная солнечная панель имеет защитное покрытие из закаленного стекла и электрическую мощность 8-20 Вт, рабочее напряжение 1-2 В в зависимости от количества скоммутированных солнечных элементов (Проспект фирмы "HEDA Solar" www.hedasolar.com).The known solar roofing panel company "HEDA Solar" (PRC), containing built-in solar modules of four or eight commutated silicon solar cells with a size of 156 × 156 mm or 125 × 125 mm. The roofing solar panel has a protective coating of tempered glass and an electric power of 8-20 W, operating voltage of 1-2 V, depending on the number of connected solar cells (Prospectus of the company "HEDA Solar" www.hedasolar.com).

Недостатком известной кровельной солнечной панели является большой расход солнечного кремния для солнечных элементов и высокая стоимость.A disadvantage of the known roofing solar panel is the high consumption of solar silicon for solar cells and the high cost.

Известен солнечный модуль с концентратором солнечной энергии, установленный на крыше и фасаде здания, содержащий плоское защитное прозрачное ограждение и установленный на защитном прозрачном ограждении в фокусе линейно-фокусирующего цилиндрического концентратора приемник излучения в виде полосы, концентратор выполнен в виде несимметричного отражателя, состоящего из двух разновеликих частей, разделенных плоскостью симметрии, проходящей через вершину и фокальную ось отражателя, причем большая часть отражателя выполнена в виде половины параболоцилиндрического (в дальнейшем - полупараболоцилиндрического) отражателя, а меньшая часть - в виде кругового цилиндрического отражателя с радиусом, равным расстоянию от фокальной оси до вершины полупараболоцилиндрического отражателя, фокальная ось смещена к одной из сторон защитного ограждения, параллельно его основанию, и совпадает с краем полосы приемника излучения.Known solar module with a solar energy concentrator mounted on the roof and facade of the building, containing a flat protective transparent fence and mounted on a protective transparent fence in the focus of a linearly focusing cylindrical concentrator, a radiation receiver in the form of a strip, the concentrator is made in the form of an asymmetric reflector, consisting of two different-sized parts separated by a plane of symmetry passing through the apex and the focal axis of the reflector, with most of the reflector made in the form of floors the parabolic cylindrical (hereinafter referred to as the semi-parabolic) reflector, and the smaller part is in the form of a circular cylindrical reflector with a radius equal to the distance from the focal axis to the top of the semi-parabolic cylindrical reflector, the focal axis is shifted to one side of the protective fence, parallel to its base, and coincides with the edge radiation receiver bands.

Недостатком известного солнечного модуля является необходимость установки на крыше под солнечным модулем кровельного покрытия для защиты зданий и сооружений от внешних воздействий, что увеличивает стоимость зданий и сооружений.A disadvantage of the known solar module is the need to install a roof covering under the solar module to protect buildings and structures from external influences, which increases the cost of buildings and structures.

Другим недостатком известного модуля являются большие косинусные потери излучения, равные 1-cos (90°-2δ), где δ - параметрический угол концентратора, связанные с отклонением плоскости симметрии полупараболоцилиндрического отражателя от нормали к рабочей поверхности модуля, и оптические потери на пропускание в горизонтальных жалюзи с фацетами. Например, при апертурном угле φ=24° косинусные потери солнечного излучения составляют 1-cos 42°=0,257, т.е. 25,7%.Another disadvantage of the known module is the large cosine radiation loss equal to 1-cos (90 ° -2δ), where δ is the parametric angle of the concentrator associated with the deviation of the plane of symmetry of the semi-parabolic cylinder reflector from the normal to the working surface of the module, and optical transmission losses in horizontal blinds with facets. For example, at an aperture angle φ = 24 °, the cosine losses of solar radiation are 1-cos 42 ° = 0.257, i.e. 25.7%.

Задачей изобретения является создание кровельной солнечной панели с высоким оптическим КПД и низким расходом полупроводникового материала и низкой стоимостью.The objective of the invention is the creation of a roofing solar panel with high optical efficiency and low consumption of semiconductor material and low cost.

Технический результат заключается в повышении эффективности использования солнечной энергии в кровельной солнечной панели и в снижении стоимости получения электрической энергии и теплоты.The technical result consists in increasing the efficiency of using solar energy in a roofing solar panel and in reducing the cost of generating electric energy and heat.

Указанный технический результат достигается тем, что в кровельной солнечной панели, установленной на наклонной крыше здания или сооружения, нормаль к поверхности крыши находится в меридиональной плоскости, содержащей корпус с внутренней полостью с защитным покрытием на рабочей поверхности, на которую падает солнечное излучение с углом входа лучей β0, и приемники из скоммутированных солнечных элементов, в полости корпуса 1 под защитным покрытием установлен составной концентратор, выполненный в виде прозрачной для излучения отклоняющей оптической системы из множества призм с острым углом Ψ между поверхностью входа и выхода лучей и нескольких полупараболоцилиндрических зеркальных отражателей с параметрическим углом δ, имеющих поверхности входа и выхода лучей, фокальные области всех полупараболоцилиндрических зеркальных отражателей смещены к нижней или верхней стороне кровельной солнечной панели, а приемники излучения из скоммутированных солнечных элементов установлены параллельно фокальной оси и перпендикулярно плоскости кровельной солнечной панели между фокальной осью и зеркальным покрытием каждого полупараболоцилиндрического зеркального отражателя, плоскости поверхности входа лучей отклоняющей оптической системы и плоскости поверхности входа лучей полупараболоцилиндрического зеркального отражателя параллельны плоскости защитного покрытия, а угол входа лучей β0, острый угол Ψ и коэффициент преломления n материала отклоняющей оптической системы связаны с параметрическим углом δ полупараболоцилиндрического зеркального отражателя следующим соотношением:The specified technical result is achieved by the fact that in the roofing solar panel mounted on the inclined roof of the building or structure, the normal to the roof surface is in the meridional plane containing the housing with an internal cavity with a protective coating on the working surface, onto which the solar radiation with an angle of entry of rays is incident β 0 , and receivers from commutated solar cells, in the cavity of the housing 1 under the protective coating, a composite concentrator is installed, made in the form of a deflecting transparent for radiation of the optical system of a plurality of prisms with an acute angle Ψ between the entrance and exit surfaces of the beams and several semi-parabolic cylindrical reflectors with a parametric angle δ having the surfaces of the entry and exit beams, the focal regions of all semi-parabolic cylindrical reflectors are shifted to the lower or upper side of the solar roof panel, and radiation receivers from commutated solar cells are installed parallel to the focal axis and perpendicular to the plane of the roofing solar panel between the foc Flax axis and the mirror coating each poluparabolotsilindricheskogo specular reflector surface plane of the entrance beam deflecting optical system and the plane of the surface of entrance ray poluparabolotsilindricheskogo specular reflector parallel to the plane of the protective coating, and the angle input ray β 0, acute angle Ψ and the refractive index n of the material of the deflection optical system associated with the parametric angle δ of the semi-parabolic cylindrical mirror reflector as follows:

Figure 00000001
Figure 00000001

В варианте кровельной солнечной панели корпус кровельной солнечной панели выполнен из ударопрочной пластмассы.In a variant of the roofing solar panel, the housing of the roofing solar panel is made of impact-resistant plastic.

В другом варианте кровельной солнечной панели корпус кровельной солнечной панели выполнен из керамики.In another embodiment of the roofing solar panel, the housing of the roofing solar panel is made of ceramic.

Еще в одном варианте кровельной солнечной панели корпус кровельной солнечной панели выполнен из смеси песка и пластмассы.In yet another embodiment of the roofing solar panel, the housing of the roofing solar panel is made of a mixture of sand and plastic.

В варианте кровельной солнечной панели внутренние полости корпуса отформованы для размещения защитного покрытия полупараболоцилиндрических зеркальных отражателей, отклоняющей оптической системы и приемников из скоммутированных солнечных элементов.In a variant of a roofing solar panel, the internal cavities of the housing are molded to accommodate a protective coating of semi-parabolic cylindrical reflectors, a deflecting optical system and receivers from commutated solar cells.

В варианте кровельной солнечной панели защитное покрытие выполнено в виде оптической отклоняющей системы.In the variant of the roofing solar panel, the protective coating is made in the form of an optical deflecting system.

В варианте кровельной солнечной панели полупараболоцилиндрические зеркальные отражатели выполнены из плоских стеклянных зеркальных фацет, плоскости которых параллельны фокальной оси, а ширина стеклянных зеркальных фацет в меридиональной плоскости соизмерима или превышает ширину приемника из скоммутированных солнечных элементов.In the variant of the roofing solar panel, semi-parabolic cylindrical reflectors are made of flat glass mirror faces, the planes of which are parallel to the focal axis, and the width of the glass mirror faces in the meridional plane is commensurate with or exceeds the width of the receiver from the connected solar cells.

В другом варианте кровельной солнечной панели полупараболоцилиндрические зеркальные отражатели выполнены из полированного листового алюминиевого сплава.In another embodiment of the roofing solar panel, semi-parabolic cylindrical reflectors are made of polished aluminum sheet alloy.

В варианте кровельной солнечной панели полупараболоцилиндрические зеркальные отражатели из полированного листового алюминиевого сплава имеют плоские отформованные участки, параллельные фокальной оси, а ширина этих участков в меридиональной плоскости соизмерима или превышает ширину приемника из скоммутированных солнечных элементов.In the variant of the roofing solar panel, semi-parabolic cylindrical reflectors made of polished sheet aluminum alloy have flat shaped sections parallel to the focal axis, and the width of these sections in the meridional plane is comparable to or greater than the width of the receiver from commutated solar cells.

В варианте кровельной солнечной панели боковые стенки внутренних формообразующих полостей корпуса для размещения полупараболоцилиндрических зеркальных отражателей расположены в меридиональной плоскости и снабжены зеркальным отражающим покрытием.In a variant of the roofing solar panel, the side walls of the internal forming cavities of the housing for accommodating semi-parabolic cylindrical reflectors are located in the meridional plane and are provided with a reflective coating.

В варианте кровельной солнечной панели в корпусе перпендикулярно плоскости защитного покрытия выполнены щели, проходящие через фокальные оси полупараболоцилиндрических зеркальных отражателей, в указанные щели на герметике установлены дополнительные защитные покрытия из стекла или прозрачного пластика, между дополнительными защитными покрытиями и корпусом установлены приемники из скоммутированных солнечных элементов.In the variant of the roofing solar panel, slots are made in the housing perpendicular to the plane of the protective coating, passing through the focal axes of the semi-parabolic cylindrical reflectors, additional protective coatings of glass or transparent plastic are installed in the specified slots on the sealant, receivers from commutated solar cells are installed between the additional protective coatings and the housing.

В варианте кровельной солнечной панели каждое пространство между дополнительными защитными покрытиями и корпусом, в которых размещены приемники из скоммутированных солнечных элементов, заполнено прозрачным силиконовым гелем.In the variant of the roofing solar panel, each space between the additional protective coatings and the housing, in which the receivers from the switched solar cells are placed, is filled with a transparent silicone gel.

В варианте кровельной солнечной панели внутри корпуса выполнены панели для кабельного соединения приемников из скоммутированных солнечных элементов к коммутационной коробке, которая установлена в полости корпуса между полупараболоцилиндрическими зеркальными отражателями с обратной стороны кровельной солнечной панели и снабжена токопроводящим кабелем для коммутации с другими кровельными солнечными панелями.In a variant of a roofing solar panel, inside the case there are panels for cable connection of receivers from commutated solar cells to a junction box, which is installed in the cavity of the case between the semi-parabolic cylindrical reflectors on the back of the roofing solar panel and is equipped with a conductive cable for switching with other roofing solar panels.

В варианте кровельной солнечной панели на обратной стороне снаружи корпуса выполнены каналы для прокладки токопроводящего кабеля к расположенным рядом кровельным солнечным панелям.In a variant of the roofing solar panel, on the back side of the outside of the housing there are channels for laying a conductive cable to the adjacent solar roofing panels.

В варианте кровельной солнечной панели приемники из скоммутированных солнечных элементов и фокальные оси полупараболоцилиндрических зеркальных отражателей смещены к верхней части корпуса, а угол наклона кровельной солнечной панели к горизонтальной поверхности при установке на крыше составляет φ-23,5°-β0, где φ - ширина местности.In the variant of the roofing solar panel, receivers from commutated solar cells and the focal axes of the semi-parabolic cylindrical mirror reflectors are shifted to the upper part of the housing, and the angle of inclination of the roofing solar panel to a horizontal surface when installed on a roof is φ-23.5 ° -β 0 , where φ is the width terrain.

В варианте кровельной солнечной панели приемники из скоммутированных солнечных элементов и фокальные оси полупараболоцилиндрических зеркальных отражателей смещены к нижней части корпуса, а угол наклона кровельной солнечной панели к горизонтальной поверхности при установке на крыше составляет φ+23,5°+β0, где φ - ширина местности.In the variant of the roofing solar panel, receivers from commutated solar cells and the focal axes of semi-parabolic cylindrical mirror reflectors are shifted to the lower part of the housing, and the angle of inclination of the roofing solar panel to a horizontal surface when installed on a roof is φ + 23.5 ° + β 0 , where φ is the width terrain.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, где на фиг. 1 - общий вид с наружной и с обратной стороны кровельной солнечной панели, у которой приемники из скоммутированных солнечных элементов и фокальные оси полупараболоцилиндрических зеркальных отражателей смещены к верхней части корпуса. На фиг. 2 - продольное сечение кровельной солнечной панели. На фиг. 3 - поперечное сечение кровельной солнечной панели в меридиональной плоскости. На фиг. 4 - общий вид оптической отклоняющей системы составного концентратора на основе множества призм. На фиг. 5 - ход лучей в составном концентраторе кровельной солнечной панели. На фиг. 6 - установка кровельной солнечной панели на крыше здания с ориентацией панели на солнце 22 июня в день летнего солнцестояния. На фиг. 7 - установка кровельной солнечной панели на крыше здания с ориентацией панели на солнце 22 декабря.The invention is illustrated in FIG. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, where in FIG. 1 is a general view from the outside and from the back of the roofing solar panel, in which the receivers from commutated solar cells and the focal axes of the semi-parabolic cylindrical mirror reflectors are offset to the upper part of the housing. In FIG. 2 is a longitudinal section of a roofing solar panel. In FIG. 3 is a cross section of a roofing solar panel in a meridional plane. In FIG. 4 is a perspective view of an optical deflecting system of a composite hub based on a plurality of prisms. In FIG. 5 - the course of the rays in the composite concentrator of the roofing solar panel. In FIG. 6 - installation of a roofing solar panel on the roof of the building with the orientation of the panel in the sun on June 22 on the day of summer solstice. In FIG. 7 - installation of a roofing solar panel on the roof of the building with the orientation of the panel in the sun on December 22.

На фиг. 1 показан общий вид кровельной солнечной панели с наружной (а) и обратной стороны (б). Кровельная солнечная панель имеет корпус 1, в котором сформированы герметичные с обратной стороны полости для размещения защитного покрытия 2 составного концентратора, состоящего из оптической отклоняющей системы 3 и двух полупараболоцилиндрических зеркальных отражателей 4, 5, у которых фокальные оси 6 и 7 смещены к верхней части 8 корпуса 1 и приемников 9 и 10 из скоммутированных солнечных элементов 11. В полости корпуса 1 перед приемниками 9 и 10 выполнены пазы 12 и 13, в которых установлены защитные покрытия 14 и 15 из стекла или прозрачного пластика приемников 9 и 10. Плоскости защитного покрытия 14 и 15 приемников 9 и 10 перпендикулярны плоскости защитного покрытия 2 корпуса 1 кровельной солнечной панели. Пространство между защитным покрытием 14, 15 и частью 18, 19 корпуса 1, в котором установлены приемники 9 и 10, заполнено прозрачным силиконовым гелем 20. Боковые стенки 21 и 22 внутренних формообразующих полостей 23 корпуса 1 снабжены зеркальными покрытиями 24 и 25. Внутри корпуса 1 выполнены каналы 26 и 27 для соединения приемников 9, 10 кабелем 28 к коммутационной коробке 29. Коммутационная коробка 29 установлена с обратной стороны 30 корпуса 1 и имеет токопроводящий кабель 31 для коммутации с другими кровельными солнечными панелями. Снаружи корпуса 1 на обратной стороне 30 выполнены каналы 32 для прокладки кабеля 31. Плоскость поверхности входа лучей 33 оптической отклоняющей системы 3 и плоскость поверхности входа лучей 34 полупараболоцилиндрических зеркальных отражателей 4, 5 параллельны плоскости защитного покрытия 2.In FIG. 1 shows a general view of the roofing solar panel from the outside (a) and the reverse side (b). The roofing solar panel has a housing 1, in which cavities are sealed on the reverse side to accommodate a protective coating 2 of a composite concentrator, consisting of an optical deflecting system 3 and two semi-parabolic cylindrical reflectors 4, 5, in which the focal axes 6 and 7 are shifted to the upper part 8 housing 1 and receivers 9 and 10 of commutated solar cells 11. In the cavity of housing 1 in front of receivers 9 and 10, grooves 12 and 13 are made, in which protective coatings 14 and 15 are made of glass or transparent plastic and receivers 9 and 10. The planes of the protective coating 14 and 15 of the receivers 9 and 10 are perpendicular to the plane of the protective coating 2 of the housing 1 of the roofing solar panel. The space between the protective coating 14, 15 and the part 18, 19 of the housing 1, in which the receivers 9 and 10 are installed, is filled with a transparent silicone gel 20. The side walls 21 and 22 of the internal forming cavities 23 of the housing 1 are provided with mirror coatings 24 and 25. Inside the housing 1 channels 26 and 27 are made for connecting receivers 9, 10 with cable 28 to the junction box 29. The junction box 29 is installed on the back 30 of the housing 1 and has a conductive cable 31 for switching with other solar roof panels. Outside of the housing 1, on the reverse side 30, channels 32 are made for laying the cable 31. The plane of the surface of the entrance of the rays 33 of the optical deflecting system 3 and the plane of the surface of the entrance of the rays 34 of the semi-parabolic cylindrical mirror reflectors 4, 5 are parallel to the plane of the protective coating 2.

На фиг. 4 оптическая отклоняющая система 3 выполнена из множества ориентированных в одном направлении призм 35 с острым углом Ψ между поверхностью 33 входа и поверхностью 36 выхода лучей.In FIG. 4, the optical deflection system 3 is made up of a plurality of prisms 35 oriented in the same direction with an acute angle Ψ between the inlet surface 33 and the ray exit surface 36.

На фиг. 5 показан ход лучей в составном концентраторе, состоящем из отклоняющей оптической системы 3 и полупараболоцилиндрического зеркального отражателя 4, где β0 - угол входа лучей на поверхности входа 34 в оптическую отклоняющую систему 3, β1 - угол преломления лучей в поверхности входа 3 внутри оптической отклоняющей системы 3, β2 - угол между лучом и нормалью к поверхности выхода 36 лучей внутри оптической отклоняющей системы 3, β3 - угол выхода лучей на поверхности выхода 36 снаружи отклоняющей оптической системы 3, β4 - угол входа лучей у поверхности входа 34 полупараболоцилиндрического зеркального отражателя 4.In FIG. 5 shows the course of rays in a composite concentrator consisting of a deflecting optical system 3 and a semi-parabolic cylindrical mirror reflector 4, where β 0 is the angle of entry of the rays on the surface of the entrance 34 into the optical deflecting system 3, β 1 is the angle of refraction of the rays in the surface of the entrance 3 inside the optical deflecting system 3, β 2 - the angle between the ray and the normal to the exit surface 36 of rays within the optical deflection system 3, β 3 - exit angle of rays to exit the outside surface 36 of the deflecting optical system 3, β 4 - entrance angle of rays from the surfaces Log 34 poluparabolotsilindricheskogo specular reflector 4.

Углы β0, β1, β2, β3 и β4 являются углами между направлениями лучей и нормалью к соответствующей поверхности. Поскольку поверхности входа 33 и 34 лучей параллельны, угол β0, ответственный за косинусные потери, равен углу β4 между направлением лучей входа в полупараболоцилиндрический зеркальный отражатель 4 и поверхностью входа 34 полупараболоцилиндрического зеркального отражателя 4.The angles β 0 , β 1 , β 2 , β 3 and β 4 are the angles between the directions of the rays and the normal to the corresponding surface. Since the input surfaces 33 and 34 of the rays are parallel, the angle β 0 , which is responsible for cosine losses, is equal to the angle β 4 between the direction of the entrance rays of the semi-parabolic cylinder reflector 4 and the input surface 34 of the semi-parabolic cylinder reflector 4.

Figure 00000002
Figure 00000002

Полупараболоцилиндрические зеркальные отражатели 4 и 5 на фиг. 5 выполнены из полированного алюминиевого сплава и имеют плоские отформованные участки а, параллельные фокальным осям 6 и 7. Ширина плоских участков а в меридиональной плоскости соизмерима с шириной d приемников 9 и 10 из скоммутированных солнечных элементов 11, что обеспечивает равномерное освещение приемников 9 и 10 и отсутствие перегрева локальных участков приемников 9 и 10.The semi-parabolic cylindrical mirror reflectors 4 and 5 in FIG. 5 are made of polished aluminum alloy and have flat shaped sections a parallel to the focal axes 6 and 7. The width of the flat sections a in the meridional plane is comparable with the width d of the receivers 9 and 10 of the switched solar cells 11, which ensures uniform illumination of the receivers 9 and 10 and the absence of overheating of the local sections of the receivers 9 and 10.

На фиг. 6 кровельные солнечные панели установлены на южном скате 37 крыши 38 здания 39. Приемники 9 и 10 и фокальные оси 6 и 7 полупараболоцилиндрических зеркальных отражателей 4 и 5 смещены к верхней части 8 корпуса 1, а угол наклона кровельной солнечной панели к горизонтальной плоскости 40 при установке на крыше 38 составляет θ=φ-23,5°-β0, где φ - ширина местности. При этом нормаль 41 к поверхности защитного покрытия 2 в меридиональной плоскости направлена на положение Солнца 42 в полдень 22 июня в день летнего солнцестояния с отклонением от него вверх от горизонтальной плоскости 40 на угол входа лучей β0. При такой установке кровельная солнечная панель получает максимальное количество солнечной энергии в летние месяцы. С уменьшением высоты положения Солнца количество поступающей солнечной энергии будет уменьшаться пропорционально cos β0.In FIG. 6 solar roof panels are installed on the southern slope 37 of the roof 38 of building 39. The receivers 9 and 10 and the focal axes 6 and 7 of the semi-para-cylindrical mirror reflectors 4 and 5 are offset to the upper part 8 of building 1, and the angle of inclination of the solar roof panel to the horizontal plane 40 when installed on the roof 38 is θ = φ-23.5 ° -β 0 , where φ is the width of the terrain. In this case, the normal 41 to the surface of the protective coating 2 in the meridional plane is directed to the position of the Sun 42 at noon on June 22 on the day of the summer solstice with a deviation from it upward from the horizontal plane 40 by the angle of entry of rays β 0 . With this installation, the roofing solar panel receives the maximum amount of solar energy in the summer months. With a decrease in the height of the position of the Sun, the amount of incoming solar energy will decrease in proportion to cos β 0 .

На фиг. 7 кровельные солнечные панели установлены на южном скате 37 крыши 38 здания 39 таким образом, чтобы использовать максимальное количество поступающей солнечной энергии в зимнее время. Приемники 9 и 10, фокальные оси 6 и 7 полупараболоцилиндрических зеркальных отражателей 4 и 5 смещены к нижней части 43 корпуса 1, а угол наклона кровельной солнечной панели к горизонтальной плоскости 40 при установке на крыше 38 составляет θ=φ+23,5°+β0. При этом нормаль 41 к поверхности защитного покрытия 2 в меридиональной плоскости направлена на положение Солнца 44 в полдень 22 декабря с отклонением от него вниз к горизонтальной плоскости на угол входа лучей β0. Кровельная солнечная панель работает следующим образом (фиг. 5). Солнечное излучение через защитное покрытие 2 поступает под углом β0 на поверхность входа лучей 33 отклоняющей оптической системы 3 из набора призм 35 с острым углом Ψ с коэффициентом преломления n, входит в призму 35 под углом β1, выходит из призмы 35 под углом β3 и поступает на поверхность входа 34 полупараболоцилиндрического зеркального отражателя 4 под углом β4, отражается от полупараболоцилиндрического зеркального отражателя 4 и поступает на приемник 9 при условии β4≥90°-2δ.In FIG. 7 roofing solar panels are installed on the southern slope 37 of the roof 38 of building 39 in such a way as to use the maximum amount of incoming solar energy in the winter. The receivers 9 and 10, the focal axes 6 and 7 of the semi-para-cylindrical mirror reflectors 4 and 5 are shifted to the lower part 43 of the housing 1, and the angle of inclination of the roofing solar panel to the horizontal plane 40 when installed on the roof 38 is θ = φ + 23.5 ° + β 0 . In this case, the normal 41 to the surface of the protective coating 2 in the meridional plane is directed to the position of the Sun 44 at noon on December 22 with a deviation from it down to the horizontal plane at the angle of entry of rays β 0 . The roofing solar panel works as follows (Fig. 5). Solar radiation through the protective coating 2 enters at an angle β 0 to the input surface of the rays 33 of the deflecting optical system 3 from a set of prisms 35 with an acute angle Ψ with a refractive index n, enters the prism 35 at an angle β 1 , leaves the prism 35 at an angle β 3 and enters the input surface 34 of the semi-parabolic-cylindrical specular reflector 4 at an angle β 4 , is reflected from the semi-para-cylindrical-specular reflector 4 and arrives at the receiver 9 provided β 4 ≥90 ° -2δ.

Косинусные потери за счет отклонения потока солнечного излучения от нормали к поверхности входа лучей 33 полупараболоцилиндрического зеркального отражателя 4:Cosine losses due to deviation of the solar radiation flux from the normal to the input surface of the rays 33 of the semi-parabolic cylindrical reflector 4:

Figure 00000003
Figure 00000003

Расчеты по формулам (1)-(7) для δ=26,1° приведены в таблице 1.Calculations according to formulas (1) - (7) for δ = 26.1 ° are given in table 1.

Figure 00000004
Figure 00000004

Согласно таблице 1 предлагаемая конструкция солнечного модуля с концентратором позволяет уменьшить косинусные потери по сравнению с прототипом с 21% (Ψ=0) до 17,8% при Ψ=24°. Эффективный апертурный угол солнечного модуля с концентратором увеличивается с δ до величины 90 β 0 2

Figure 00000005
. Для Ψ=24° β0=17,8° эффективный апертурный угол солнечного модуля с концентратором увеличивается с δ=26,1 до 90 1 β 0 2 = 36
Figure 00000006
, что при изменении солнечного склонения на 7,83° в месяц соответствует увеличению продолжительности работы в стационарном режиме на 26,1 7,83 2 = 6,7
Figure 00000007
месяца до 36 7,83 2 = 9,2
Figure 00000008
месяца.According to table 1, the proposed design of a solar module with a concentrator can reduce cosine losses compared with the prototype from 21% (Ψ = 0) to 17.8% at Ψ = 24 °. The effective aperture angle of the solar module with the concentrator increases from δ to 90 - β 0 2
Figure 00000005
. For Ψ = 24 ° β 0 = 17.8 °, the effective aperture angle of the solar module with the concentrator increases from δ = 26.1 to 90 - one β 0 2 = 36
Figure 00000006
that when the solar declination changes by 7.83 ° per month corresponds to an increase in the duration of stationary operation by 26.1 7.83 2 = 6.7
Figure 00000007
months to 36 7.83 2 = 9.2
Figure 00000008
months.

Коэффициент концентрации солнечного излучения в кровельной солнечной панели с учетом косинусных потерь равен:The concentration coefficient of solar radiation in the roofing solar panel, taking into account cosine losses, is equal to:

Figure 00000009
Figure 00000009

Кровельная солнечная панель работает в стационарном режиме без слежения за Солнцем и собирает на приемнике 13, 14 (фиг. 5) прямую и диффузную солнечную радиацию в пределах апертурного угла δ.The roofing solar panel operates in a stationary mode without tracking the Sun and collects direct and diffuse solar radiation at the receiver 13, 14 (Fig. 5) within the aperture angle δ.

Пример выполнения кровельной солнечной панели.An example of a roofing solar panel.

Отклоняющая оптическая система 3 состоит из набора призм 35 с острым углом Ψ=24°. Угол входа лучей β0=17,8°, угол β4=37,8°, апертурный угол δ полупараболоцилиндрического зеркального отражателя 4 из полированного алюминия δ=26,1°. Приемники 9, 10 имеют размеры 42×312 мм, состоят из двух кремниевых солнечных элементов 11 размером 42×156 мм, соединенных параллельно. Между собой приемники 9 и 10 соединены последовательно. Геометрический коэффициент концентрации к=4,92, косинусные потери 4,8%, оптический КПД 80%, КПД приемника 9 и 10 15%. Активная площадь кровельной солнечной панели для использования солнечной энергии равна 0,1 м2. Общий КПД с учетом солнечных потерь 10%. Пиковая электрическая мощность 10 Вт при освещенности 1 кВт м2 и температуре 25°. Приемники 9 и 10 могут быть выполнены с устройствами отвода тепла для получения электроэнергии и горячей воды или горячего воздуха.The deflecting optical system 3 consists of a set of prisms 35 with an acute angle Ψ = 24 °. Ray entry angle β 0 = 17,8 °, an angle β 4 = 37,8 °, the aperture angle δ 4 poluparabolotsilindricheskogo specular reflector made of polished aluminum δ = 26.1 °. The receivers 9, 10 have dimensions of 42 × 312 mm, consist of two silicon solar cells 11 of size 42 × 156 mm, connected in parallel. Between each other, the receivers 9 and 10 are connected in series. The geometric concentration coefficient k = 4.92, cosine losses 4.8%, optical efficiency 80%, receiver efficiency 9 and 10 15%. The active area of the roofing solar panel for the use of solar energy is 0.1 m 2 . Total efficiency taking into account solar losses of 10%. Peak electric power of 10 W at an illumination of 1 kW m 2 and a temperature of 25 °. Receivers 9 and 10 can be made with heat removal devices for generating electricity and hot water or hot air.

При стоимости полупараболоцилиндрических зеркальных отражателей 4, 5 30 долл./м2, концентрации 4,92, оптическом КПД 0,8 и электрическом КПД 15% себестоимость кровельной солнечной панели составит 12 долл., или 1 долл.//Вт, при существующей стоимости 3 долл./Вт, т.е. снизится в 2,5 раза, при этом стоимости составного концентратора и приемника 9 и 10 будут примерно равны и составлять по 50% от стоимости кровельной солнечной панели.When the cost of semi-parabolic cylindrical reflectors is 4, 5 30 dollars / m 2 , a concentration of 4.92, an optical efficiency of 0.8 and an electrical efficiency of 15%, the cost of a roofing solar panel will be $ 12, or $ 1 // W, at the current cost 3 dollars / W, i.e. it will decrease by 2.5 times, while the costs of the composite hub and receiver 9 and 10 will be approximately equal and amount to 50% of the cost of the roofing solar panel.

По сравнению с прототипом солнечный модуль с концентратором имеет небольшие косинусные потери, большой срок службы и низкую стоимость.Compared with the prototype, a solar module with a hub has small cosine losses, a long service life and low cost.

Claims (16)

1. Кровельная солнечная панель, установленная на наклонной крыше здания или сооружения, нормаль к поверхности крыши находится в меридиальной плоскости, содержащая корпус с внутренней полостью с защитным покрытием на рабочей поверхности, на которую падает солнечное излучение с углом входа лучей β0, и приемники из скоммутированных солнечных элементов, отличающаяся тем, что в полости корпуса 1 под защитным покрытием установлен составной концентратор, выполненный в виде прозрачной для излучения отклоняющей оптической системы из множества призм с острым углом Ψ между поверхностью входа и выхода лучей и нескольких полупараболоцилиндрических зеркальных отражателей с параметрическим углом δ, имеющих поверхности входа и выхода лучей, фокальные области всех полупараболоцилиндрических зеркальных отражателей смещены к нижней или верхней стороне кровельной солнечной панели, а приемники излучения из скоммутированных солнечных элементов установлены параллельно фокальной оси и перпендикулярно плоскости кровельной солнечной панели между фокальной осью и зеркальным покрытием каждого полупараболоцилиндрического зеркального отражателя, плоскости поверхности входа лучей отклоняющей оптической системы и плоскости поверхности входа лучей полупараболоцилиндрического зеркального отражателя параллельны плоскости защитного покрытия, а угол входа лучей β0, острый угол Ψ и коэффициент преломления n материала отклоняющей оптической системы связаны с параметрическим углом δ полупараболоцилиндрического зеркального отражателя следующим соотношением:
Figure 00000010
1. A roofing solar panel mounted on an inclined roof of a building or structure, normal to the roof surface, is in the meridian plane, containing a housing with an internal cavity with a protective coating on the work surface, onto which solar radiation with a beam entry angle β 0 is incident, and receivers from commutated solar cells, characterized in that in the cavity of the housing 1 under the protective coating is installed a composite hub made in the form of a transparent radiation deflecting optical system from prisms with an acute angle Ψ between the entry and exit surfaces of the rays and several semi-parabolic cylindrical reflectors with a parametric angle δ having the entry and exit surfaces of the rays, the focal regions of all semi-parabolic cylindrical reflectors are shifted to the lower or upper side of the roofing solar panel, and the radiation receivers from commutated solar elements are installed parallel to the focal axis and perpendicular to the plane of the roofing solar panel between the focal axis and the mirror coating of each semi-parabolic cylindrical reflector, the plane of the input surface of the rays of the deflecting optical system and the plane of the input surface of the rays of the semi-parabolic cylindrical reflector are parallel to the plane of the protective coating, and the angle of entry of rays β 0 , an acute angle Ψ and the refractive index n of the material of the deflecting optical system are associated with the parametric angle δ of the semi-parabolic cylindrical mirror reflector as follows:
Figure 00000010
2. Кровельная солнечная панель по п. 1, отличающаяся тем, что корпус кровельной солнечной панели выполнен из ударопрочной пластмассы.2. The roofing solar panel according to claim 1, characterized in that the housing of the roofing solar panel is made of impact-resistant plastic. 3. Кровельная солнечная панель по п. 1, отличающаяся тем, что корпус кровельной солнечной панели выполнен из керамики.3. The roofing solar panel according to claim 1, characterized in that the housing of the roofing solar panel is made of ceramic. 4. Кровельная солнечная панель по п. 1, отличающаяся тем, что корпус кровельной солнечной панели выполнен из смеси песка и пластмассы.4. The roofing solar panel according to claim 1, characterized in that the housing of the roofing solar panel is made of a mixture of sand and plastic. 5. Кровельная солнечная панель по п. 1, отличающаяся тем, что внутренние полости корпуса отформованы для размещения защитного покрытия полупараболоцилиндрических зеркальных отражателей, отклоняющей оптической системы и приемников из скоммутированных солнечных элементов.5. The roofing solar panel according to claim 1, characterized in that the internal cavities of the housing are molded to accommodate a protective coating of semi-parabolic cylindrical reflectors, a deflecting optical system and receivers from commutated solar cells. 6. Кровельная солнечная панель по п. 1, отличающаяся тем, что защитное покрытие выполнено в виде оптической отклоняющей системы.6. The roofing solar panel according to claim 1, characterized in that the protective coating is made in the form of an optical deflecting system. 7. Кровельная солнечная панель по п. 1, отличающаяся тем, что полупараболоцилиндрические зеркальные отражатели выполнены из плоских стеклянных зеркальных фацет, плоскости которых параллельны фокальной оси, а ширина стеклянных зеркальных фацет в меридиональной плоскости соизмерима или превышает ширину приемника из скоммутированных солнечных элементов.7. The roofing solar panel according to claim 1, characterized in that the semi-parabolic cylindrical reflectors are made of flat glass mirror faces, the planes of which are parallel to the focal axis, and the width of the glass mirror faces in the meridional plane is comparable to or greater than the width of the receiver from commutated solar cells. 8. Кровельная солнечная панель по п. 1, отличающаяся тем, что полупараболоцилиндрические зеркальные отражатели выполнены из полированного листового алюминиевого сплава.8. The roofing solar panel according to claim 1, characterized in that the semi-parabolic cylindrical reflectors are made of polished aluminum sheet alloy. 9. Кровельная солнечная панель по п. 1 и 8, отличающаяся тем, что полупараболоцилиндрические зеркальные отражатели из полированного листового алюминиевого сплава имеют плоские отформованные участки, параллельные фокальной оси, а ширина этих участков в меридиональной плоскости соизмерима или превышает ширину приемника из скоммутированных солнечных элементов.9. The roofing solar panel according to Claims 1 and 8, characterized in that the semi-parabolic cylindrical reflectors made of polished sheet aluminum alloy have flat shaped sections parallel to the focal axis, and the width of these sections in the meridional plane is comparable to or greater than the width of the receiver from commutated solar cells. 10. Кровельная солнечная панель по п. 1, отличающаяся тем, что боковые стенки внутренних формообразующих полостей корпуса для размещения полупараболоцилиндрических зеркальных отражателей расположены в меридиональной плоскости и снабжены зеркальным отражающим покрытием.10. The roofing solar panel according to claim 1, characterized in that the side walls of the internal forming cavities of the housing for accommodating semi-parabolic cylindrical reflectors are located in the meridional plane and are provided with a mirror reflective coating. 11. Кровельная солнечная панель по п. 1, отличающаяся тем, что в корпусе перпендикулярно плоскости защитного покрытия выполнены щели, проходящие через фокальные оси полупараболоцилиндрических зеркальных отражателей, в указанные щели на герметике установлены дополнительные защитные покрытия из стекла или прозрачного пластика, между дополнительными защитными покрытиями и корпусом установлены приемники из скоммутированных солнечных элементов.11. The roofing solar panel according to claim 1, characterized in that in the housing perpendicular to the plane of the protective coating, slots are made passing through the focal axes of the semi-parabolic cylindrical reflectors, additional protective coatings of glass or transparent plastic are installed in the specified slots on the sealant, between additional protective coatings and the body has receivers made of commutated solar cells. 12. Кровельная солнечная панель по п. 11, отличающаяся тем, что каждое пространство между дополнительными защитными покрытиями и корпусом, в которых размещены приемники из скоммутированных солнечных элементов, заполнено прозрачным силиконовым гелем.12. The roofing solar panel according to claim 11, characterized in that each space between the additional protective coatings and the housing in which the receivers of the switched solar cells are placed is filled with a transparent silicone gel. 13. Кровельная солнечная панель по п. 1, отличающаяся тем, что внутри корпуса выполнены панели для кабельного соединения приемников из скоммутированных солнечных элементов к коммутационной коробке, которая установлена в полости корпуса между полупараболоцилиндрическими зеркальными отражателями с обратной стороны кровельной солнечной панели и снабжена токопроводящим кабелем для коммутации с другими кровельными солнечными панелями.13. The roofing solar panel according to claim 1, characterized in that the inside of the housing is made of panels for cable connection of receivers from switched solar cells to a junction box, which is installed in the cavity of the housing between the semi-parabolic cylindrical reflectors on the back of the roofing solar panel and is equipped with a conductive cable for switching with other roofing solar panels. 14. Кровельная солнечная панель по п. 1, отличающаяся тем, что на обратной стороне снаружи корпуса выполнены каналы для прокладки токопроводящего кабеля к расположенным рядом кровельным солнечным панелям.14. The roofing solar panel according to claim 1, characterized in that on the back side of the outside of the housing there are channels for laying a conductive cable to adjacent solar roofing panels. 15. Кровельная солнечная панель по п. 1, отличающаяся тем, что приемники из скоммутированных солнечных элементов и фокальные оси полупараболоцилиндрических зеркальных отражателей смещены к верхней части корпуса, а угол наклона кровельной солнечной панели к горизонтальной поверхности при установке на крыше составляет φ-23,5°-β0, где φ - ширина местности.15. The roofing solar panel according to claim 1, characterized in that the receivers from commutated solar cells and the focal axes of the semi-parabolic cylindrical mirror reflectors are shifted to the upper part of the housing, and the angle of inclination of the roofing solar panel to a horizontal surface when installed on the roof is φ-23.5 ° -β 0 , where φ is the width of the terrain. 16. Кровельная солнечная панель по п. 1, отличающаяся тем, что приемники из скоммутированных солнечных элементов и фокальные оси полупараболоцилиндрических зеркальных отражателей смещены к нижней части корпуса, а угол наклона кровельной солнечной панели к горизонтальной поверхности при установке на крыше составляет φ+23,5°+β0, где φ - ширина местности. 16. The roofing solar panel according to claim 1, characterized in that the receivers from commutated solar cells and the focal axes of the semi-parabolic cylindrical mirror reflectors are shifted to the lower part of the housing, and the angle of inclination of the roofing solar panel to the horizontal surface when installed on the roof is φ + 23.5 ° + β 0 , where φ is the width of the terrain.
RU2014123409/03A 2014-06-09 2014-06-09 Roofing solar panel RU2557272C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014123409/03A RU2557272C1 (en) 2014-06-09 2014-06-09 Roofing solar panel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014123409/03A RU2557272C1 (en) 2014-06-09 2014-06-09 Roofing solar panel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2557272C1 true RU2557272C1 (en) 2015-07-20

Family

ID=53611759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014123409/03A RU2557272C1 (en) 2014-06-09 2014-06-09 Roofing solar panel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2557272C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2612725C1 (en) * 2016-03-28 2017-03-13 Дмитрий Семенович Стребков Hybrid roof solar panel
RU2799691C1 (en) * 2022-12-07 2023-07-10 Анатолий Иванович Кирсанов Cogeneration solar tile

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2194827C2 (en) * 2001-01-24 2002-12-20 Государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение машиностроения" Roof panel with solar battery
RU2301379C2 (en) * 2005-08-18 2007-06-20 Государственное унитарное предприятие "НПО Астрофизика" Sunlight power module for conversing electromagnet radiation received from remote light radiation source (versions)
US20080308093A1 (en) * 2005-12-21 2008-12-18 Roland Gianasso Solar Energy Collection Device for Tiled Roofs, and a Method for Mounting the Same
US20110252723A1 (en) * 2010-04-19 2011-10-20 Devery Brian S Integrated energy-efficient roofing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2194827C2 (en) * 2001-01-24 2002-12-20 Государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение машиностроения" Roof panel with solar battery
RU2301379C2 (en) * 2005-08-18 2007-06-20 Государственное унитарное предприятие "НПО Астрофизика" Sunlight power module for conversing electromagnet radiation received from remote light radiation source (versions)
US20080308093A1 (en) * 2005-12-21 2008-12-18 Roland Gianasso Solar Energy Collection Device for Tiled Roofs, and a Method for Mounting the Same
US20110252723A1 (en) * 2010-04-19 2011-10-20 Devery Brian S Integrated energy-efficient roofing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A1 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2612725C1 (en) * 2016-03-28 2017-03-13 Дмитрий Семенович Стребков Hybrid roof solar panel
WO2017168277A1 (en) * 2016-03-28 2017-10-05 Анатолий Иванович КИРСАНОВ Hybrid solar roof panel
EP3439169A4 (en) * 2016-03-28 2019-12-04 Kirsanov, Anatolii Ivanovich Hybrid solar roof panel
RU2819015C2 (en) * 2018-09-19 2024-05-08 Мартин ВАКОНИГ Wall element
RU2799691C1 (en) * 2022-12-07 2023-07-10 Анатолий Иванович Кирсанов Cogeneration solar tile
RU2810849C1 (en) * 2023-04-19 2023-12-28 Василий Иванович Котельников Convectional solar-air energy plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110162712A1 (en) Non-tracked low concentration solar apparatus
US20080041441A1 (en) solar concentrator device for photovoltaic energy generation
US7915523B2 (en) Compact solar apparatus for producing electricity and method of producing electricity using a compact solar apparatus
ES2399254B1 (en) REFLEXIVE SYSTEM OF SOLAR PHOTOVOLTAIC CONCENTRATION
US20110209743A1 (en) Photovoltaic cell apparatus
JP2006332113A (en) Concentrating solar power generation module and solar power generator
US20150009568A1 (en) Light collection system and method
US20110197968A1 (en) Solar collector panel
RU2612725C1 (en) Hybrid roof solar panel
RU2557272C1 (en) Roofing solar panel
RU2520803C2 (en) Solar module with concentrator and method of its production
US20220336688A1 (en) Photovoltaic solar collection system and natural illumination apparatus for building integration
RU2172903C1 (en) Solar module with concentrator
US20230144992A1 (en) A light redirecting prism, a redirecting prismatic wall and a solar panel incorporating the same
RU2576072C2 (en) Solar module with concentrator and method of making same
JP4313841B1 (en) Solar lens and solar-powered equipment
RU2576752C2 (en) Solar module with concentrator
US20100307480A1 (en) Non-tracking solar collectors
RU2303753C1 (en) Solar house
RU2608797C2 (en) Solar module with concentrator (versions)
RU2572167C1 (en) Solar module with concentrator (versions)
US20120327523A1 (en) Offset concentrator optic for concentrated photovoltaic systems
WO2013095120A1 (en) Solar concentrator system
US20140247498A1 (en) Compact concentrator assembly
CS250882B1 (en) Linear raster lens

Legal Events

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

Effective date: 20200610