RU2576742C2 - Солнечный модуль с концентратором - Google Patents
Солнечный модуль с концентратором Download PDFInfo
- Publication number
- RU2576742C2 RU2576742C2 RU2014118543/06A RU2014118543A RU2576742C2 RU 2576742 C2 RU2576742 C2 RU 2576742C2 RU 2014118543/06 A RU2014118543/06 A RU 2014118543/06A RU 2014118543 A RU2014118543 A RU 2014118543A RU 2576742 C2 RU2576742 C2 RU 2576742C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- module
- angle
- rays
- width
- receiver
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным модулям с концентраторами солнечного излучения для получения электричества и тепла. В солнечном модуле с концентратором, имеющем рабочую поверхность, на которую падает солнечное излучение, концентратор и приемник излучения, на рабочей поверхности установлена отклоняющая оптическая система из основных зеркальных отражателей, выполненных в виде жалюзи из плоских зеркальных фацет, на выходе оптической отклоняющей системы установлены дополнительные зеркальные отражатели, углы входа β0, выхода лучей β1 для основных зеркальных отражателей, углы входа лучей β0 и β2 для дополнительных зеркальных отражателей, угол φ и φ1 наклона основных и дополнительных зеркальных отражателей связаны соотношениями, а приемник с шириной А=B·ctgβ1 установлен по ходу лучей β1, β2 в плоскости, перпендикулярной к плоскости выхода лучей, где В - ширина оптической отклоняющей системы. В результате использования предлагаемого солнечного модуля повышается удельная мощность приемника. 11 з.п. ф-лы, 11 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным модулям с концентраторами солнечного излучения для получения электричества и тепла.
Известен солнечный модуль с концентратором на основе параболоцилиндрических фоклинов, установленных с двух сторон по краям фотопреобразователей (Solar Tobay, Yuly/August 1997, p. 31).
Недостатком известного модуля является низкий коэффициент концентрации 2-2,5. Другим недостатком является неравномерность освещенности в фокальной области на фотоприемнике.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является солнечный модуль, содержащий концентратор энергии, имеющий рабочую поверхность, на которую падает солнечное излучение, на рабочей поверхности призмы установлены миниатюрные зеркальные экраны, выполненные в виде жалюзи из плоских зеркальных фацет, скоммутированные фотопреобразователи выполнены с двусторонней рабочей поверхностью, концентратор - в виде двух симметрично расположенных призм, имеющих общий фотопреобразователь, а на рабочей поверхности концентратора в зоне одной или обеих призм установлены миниатюрные зеркальные экраны (Патент РФ №2133415. Солнечный фотоэлектрический модуль (варианты) / Безруких П.П., Огребков Д.С., Тверьянович Э.В., Иродионов А.Е. // БИ. 1999. №20).
Недостатками известного солнечного модуля является неравномерное распределение освещенности по поверхности приемника и большие оптические потери в призменном концентраторе.
Задачей предлагаемого изобретения является создание солнечного модуля с концентратором, имеющим низкие оптические потери и высокую равномерность освещения на приемнике излучения.
В результате использования предлагаемого солнечного модуля повышается удельная мощность приемника.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в солнечном модуле с концентратором, имеющем рабочую поверхность, на которую падает солнечное излучение, концентратор и приемник излучения, на рабочей поверхности установлена отклоняющая оптическая система из основных зеркальных отражателей, выполненных в виде жалюзи из плоских зеркальных фацет, на выходе оптической отклоняющей системы установлены дополнительные зеркальные отражатели, углы входа β0, выхода лучей β1 для основных зеркальных отражателей, углы входа лучей β0 и β2 для дополнительных зеркальных отражателей, угол φ и φ1 наклона основных и дополнительных зеркальных отражателей связаны соотношениями
β0=2φ-tg(2tgφ),
β1=2φ-β0=φ1,
β2=2φ1-β0,
где φ и φ1 - углы наклона основных и дополнительных зеркальных отражателей, отсчитывающиеся от вертикали к рабочей поверхности против часовой стрелки,
β0, β1 и β2 - углы входа и выхода лучей, отсчитывающиеся от вертикали к рабочей поверхности против часовой стрелки, расстояние a между основными зеркальными отражателями на рабочей поверхности и ширина основных зеркальных отражателей удовлетворяет соотношению a=dsinφ, при котором для любых углов φ нижняя грань основного зеркального отражателя и верхняя грань следующего основного зеркального отражателя находятся в одной вертикальной плоскости, ширина дополнительных зеркальных отражателей d1 удовлетворяет соотношению
где d - ширина основных зеркальных отражателей, а приемник с шириной A=B·ctgβ1 установлен по ходу лучей β1, β2 в плоскости, перпендикулярной к плоскости выхода лучей, где B - ширина оптической отклоняющей системы.
В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной А=Bctgβ1·cosβ0, который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.
В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит плоский зеркальный отражатель размером В, параллельный плоскости выхода лучей и удаленный от плоскости выхода лучей на расстояние, равное ширине приемника .
В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной
, который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.
В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит плоский зеркальный отражатель размером
, параллельный плоскости выхода лучей, удаленный от плоскости выхода лучей на расстояние
, равное ширине приемника, а также дополнительный осесимметричный зеркальный отражатель размером
, установленный в плоскости выхода лучей.
В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной
, который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.
В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит зеркальный цилиндрический отражатель с радиусом R с осью, расположенной на линии касания поверхности выхода отклоняющей оптической системы и приемника с шириной приемника А=R=Bcosβ1.
В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной А=R=Bcosβ1·cosβ0, который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.
В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит плоский зеркальный отражатель, который установлен под острым углом
к нормали поверхности выхода лучей таким образом, что все отраженные от него лучи ортогональны к приемнику шириной A=B·ctgΨ.
В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной А=BctgΨ·cosβ0, который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.
В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит плоский зеркальный отражатель, который установлен под острым углом Ψ к нормали к поверхности выхода лучей, соединенный со вторым зеркальным отражателем шириной
, параллельным плоскости выхода лучей с углом β1, а приемник имеет ширину .
В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной
, который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг. 1-11.
На фиг. 1 представлена схема отклоняющей оптической системы и ход лучей в ней (двухмерное изображение) солнечного модуля с концентратором.
На фиг. 2 показано пропускание лучей в отклоняющей оптической системе солнечного модуля с концентратором.
На фиг. 3 показан солнечный модуль с концентратором и односторонним приемником.
На фиг. 4 представлен солнечный модуль с концентратором, содержащий две отклоняющие оптические системы с общим приемником.
На фиг. 5 представлен солнечный модуль с концентратором, содержащий плоский зеркальный отражатель, параллельный рабочей поверхности модуля.
На фиг. 6 показан солнечный модуль с концентратором, содержащий две отклоняющие оптические системы с общим приемником и два плоских зеркальных отражателя, параллельных поверхности выхода лучей.
На фиг. 7 представлен солнечный модуль с концентратором, содержащий плоский зеркальный отражатель, параллельный плоскости миделя, а также дополнительный плоский зеркальный отражатель, установленный на поверхности выхода.
На фиг. 8 представлен солнечный модуль с концентратором, содержащий зеркальный цилиндрический отражатель.
На фиг. 9 показан солнечный модуль с концентратором, содержащий две отклоняющие оптические системы с общим приемником и и зеркальный цилиндрический концентратор.
На фиг. 10 представлен солнечный модуль с концентратором, содержащий плоский зеркальный отражатель, который устанавливается под углом Ψ к нормали к плоскости выхода лучей.
На фиг. 11 представлен солнечный модуль с концентратором, содержащий плоский зеркальный отражатель с углом Ψ к нормали к плоскости выхода лучей, соединенный с другим зеркальным отражателем, параллельным плоскости выхода лучей.
На фиг. 1 солнечный модуль с концентратором содержит рабочую поверхность 1, на которую падает излучение 2, отклоняющую оптическую систему 3 с поверхностью входа 4 и выхода 5 лучей, высотой h, шириной l и длиной L, состоящую из основных зеркальных отражателей 6, установленных под углом φ к вертикали к рабочей поверхности 1, и дополнительных зеркальных отражателей 7, установленных на поверхности выхода 5 отклоняющей оптической системы 3 под углом β1. Основные зеркальные отражатели 6 установлены друг от друга на расстоянии a.
Количество основных 6 и дополнительных 7 зеркальных отражателей в отклоняющей оптической системе 3
. Обозначим через β0 и β1 угол входа луча и выхода лучей от основных зеркальных отражателей 6 в отклоняющей оптической системе 3. Углы β0 и β1 отсчитываются от вертикали к рабочей поверхности. Угол β1 выбирается из условия максимального отклонения отраженного луча на выходе из системы на расстоянии OE=2a-δ от линии AB входа луча, где δ - бесконечно малая величина, обеспечивающая полную оптическую прозрачность отклоняющей оптической системы 3.
Принимая h=1, получим
Для лучей, нормальных к поверхности отклоняющей оптической системы 3
β0=0 и β1=2φ.
Тогда из (1) следует, что
Равенство (2) возможно только при φ→0.
Для угла наклона основных зеркальных отражателей 6 φ>0 и угла входа лучей β0>0 имеет место равенство: β1=2φ-β0.
Подставляя β1 из (1), получим
На фиг. 2 пропускание Δ от основных зеркальных отражателей 6 лучей β0 составляет
Из треугольников BDN и DNK
где d и d1 - размеры основных 6 и дополнительных 7 зеркальных отражателей.
Из (4) получаем соотношение для ширины дополнительных зеркальных отражателей d1
Угол выхода лучей β2 от дополнительных зеркальных отражателей 7 для лучей входа β0 равен
Установка дополнительных зеркальных отражателей 7 позволяет отклонить на угол β2 те лучи β0, для которых отклоняющая оптическая система 3 из основных зеркальных отражателей 6 была прозрачна и обеспечить 100% переотражение всех лучей β0, поступающих на рабочую поверхность 1 солнечного модуля с концентратором.
В солнечном модуле с концентратором на фиг. 3 отклоняющая оптическая система 3 шириной В=QO создает на поверхности выхода 5 поток параллельных лучей с углами β1 и β2, которые поступают на приемник 8 шириной A=OO1, установленный по ходу лучей β1 и β2 на плоскости OO1, перпендикулярной к рабочей поверхности 1 и проходящей через боковую грань 9 отклоняющей оптической системы 3.
Из треугольника QOO1
А=OO1=QO·ctgβ1=Bctgβ1.
Коэффициент концентрации для отклоняющей оптической системы 3 QOO1 с учетом косинусных потерь при β0≠0 составит
На фиг. 4 две отклоняющие оптические системы 10 QOO1 и 11 ROO2 имеют общий двухсторонний приемник размером Acosβ0, установленный в плоскости симметрии 12 OO3 солнечного модуля. Угол O1OO3 равен углу O2OO1 и составляет β0. Отрезок O1O3O2 выполнен в виде зеркального плоского отражателя 13 размером 2A·sinβ0.
Плоскости входа лучей 14 и 15 наклонены к плоскости миделя 16 под углами β0. Угол между плоскостями входа лучей 14 и 15 составляет 180°-2β0, а угол между плоскостями основных зеркальных отражателей 17 и 18 в двух отклоняющих оптических системах 10 и 11 составляет 2φ-2β0.
Коэффициент концентрации солнечного модуля на фиг. 4 с учетом косинусных потерь равен
На фиг. 5 плоский зеркальный отражатель 19 установлен по средней линии I1I2 Δ QO1O параллельно поверхности выхода лучей 5 QO таким образом, что луч QI1 после отражения от зеркального отражателя 19 попадет в точку О. Односторонний приемник 20 размером А=OI2 установлен в плоскости OI2. Коэффициент концентрации солнечного модуля на фиг. 5 с учетом косинусных потерь равен
A=OI1=IG=QG·ctgβ1.
QO=2QG.
На фиг. 6 солнечный модуль с концентратором имеет две симметрично установленные отклоняющие оптические системы 10 и 11 и два зеркальных отражателя I1I2 19 и I3I4 21, установленные на средней линии Δ QO1O и Δ OQO2. Зеркальные отражатели 19 и 21 соединены плоским зеркальным отражателем 22 размером 2A·sinβ0, а приемник 23 размером A·cosβ0 установлен в плоскости симметрии OO4. Коэффициент концентрации солнечного модуля с концентратором с учетом косинусных потерь
На фиг. 7 один зеркальный отражатель 24 установлен по линии Y1Y2, а второй зеркальный отражатель 25 установлен в плоскости выхода лучей 5 QO таким образом, что луч QY1 после отражения от зеркального отражателя 24 поступал в точку Х2 зеркального отражателя 25 и после отражения от зеркального отражателя 25 попадал в точку Y2. Точки X1 и Х2 выбираем из условия
QX1=X1X2=X2O,
QO=QX1+X1X2+X2O=3X2O.
Приемник 26 установлен в плоскости OY2. Ширина приемника равна
OY2=X1Y1=QX1·ctgβ1=X2Octgβ1.
Коэффициент концентрации с учетом косинусных потерь
Коэффициент концентрации для солнечного модуля с двумя отклоняющими оптическими системами и двухсторонним приемником:
k6=2k5=4tgβ1.
Увеличения коэффициента концентрации по сравнению с солнечным модулем на фиг. 5, 6 не происходит, т.к. ширина приемника 26 уменьшается по сравнению с фиг. 5, но часть лучей β1 и β2 не используется из-за блокировки лучей зеркальным отражателем 25.
На фиг 8 солнечный модуль с концентратором содержит цилиндрический зеркальный отражатель 27 радиусом R=OS=OO5=Bcosβ1 с осью, расположенной в точке О касания поверхности выхода отклоняющей оптической системы 3 и приемника 28 с шириной приемника OO5.
Ширина приемника 28
A=R=OQ·cosβ1.
Коэффициент концентрации с учетом косинусных потерь
На фиг. 9 из Δ QSO и Δ OTR находим радиус зеркальных отражателей 29 и 30
OS=OT=OQ·cosβ1.
Цилиндрический зеркальный отражатель 29 и 30 с центром в точке О радиуса R=OQ·cosβ1 имеет на участке 2β0 плоский зеркальный отражатель 31 размером 2А·sinβ0 с центром в точке O5 и обеспечивает переотражение всех лучей β1 на двухстороннем приемнике 32 размером А=OO5=OQ·cosβ1·cosβ0.
Коэффициент концентрации с учетом косинусных потерь
На фиг. 10 на пути лучей с углом β1 устанавливается под углом Ψ к нормали к плоскости выхода 5 лучей зеркальный отражатель 33 OO6 таким образом, что все отраженные от него лучи имеют угол падения на приемник 34
.
Ширина приемника 34
А=OO6=QO6·ctgΨ.
Коэффициент концентрации с учетом косинусных потерь
Для модуля с двухсторонним приемником размером А=OO6·cosβ0 общий коэффициент концентрации с учетом косинусных потерь
На фиг. 11 зеркальный отражатель 35 с углом Ψ к нормали к поверхности выхода 5 соединен в точке Z1 с зеркальным отражателем 36 Z1O7, параллельным плоскости выхода 5 QO лучей β1 и β2. Точка Z1 выбирается из условия, что луч с углом β1 после отражения от отражателя 36 Z1O7 попадает в точку O приемника 37.
Ширина зеркального отражателя 36
Z1O7=OO7·tgβ1=Atgβ1.
Ширина зеркального отражателя 35
QZ2=OO7·tgψ.
Ширина поверхности выхода 5
B=QO=QZ2+OZ2=OO7(tgψ+tgβ1).
Ширина приемника 37
Коэффициент концентрации с учетом косинусных потерь
Коэффициент концентрации для солнечного модуля с двухсторонним общим приемником
k12=2(tgψ+tgβ1)=2k11.
Солнечный модуль с концентратором работает следующим образом.
Солнечное излучение (фиг. 3) поступает на зеркальный отражатель 6 под углом входа β0 и отражается под углом β1. Установка дополнительных зеркальных отражателей 7 позволяет отклонить на угол β2>β1 лучи β0, для которых отклоняющая система из основных зеркальных отражателей была прозрачна и обеспечить 100% переотражение всех лучей β0, поступающих на рабочую поверхность 1 солнечного модуля с концентратором. Отклоняющая оптическая система 3 создает поток параллельных лучей с углами β1 и β2 на приемнике 8 в плоскости OO1. Зеркальный отражатель 13 на фиг. 4, 19 на фиг. 5, зеркальные отражатели 19, 21, 22 на фиг. 6, 24 и 25 на фиг. 7, 27 на фиг. 8, 29, 30 и 31 на фиг. 9, 33 на фиг. 10 и зеркальные отражатели 35 и 36 на фиг. 11 переотражают параллельные лучи с углами β1 и β2, поступающие от отклоняющей оптической системы 3 на приемник излучения.
Пример выполнения солнечного модуля с концентратором.
Отклоняющая оптическая система 3 на фиг. 1 содержит основные зеркальные отражатели 6 размером d=50 мм, l=1000 мм и дополнительные зеркальные отражатели 7 размером d1=6,86 мм, l=1000 мм. Угол наклона основных зеркальных отражателей 6 к вертикальной плоскости φ=22,5°, угол входа лучей β0=5,4°, угол выхода лучей β1=39,6°, угол наклона дополнительных зеркальных отражателей 7 φ1=β1=39,6°, угол выхода лучей β2=73,8°. Расстояние между основными зеркальными отражателями 6 a=19,13 мм, пропускание Δ=4,37 мм.
Коэффициент концентрации для приемника на фиг. 6 составит k4=3,31, на фиг. 9 k8=2,59.
Определим площадь основных зеркальных отражателей 6 S30 на поверхности входа 4 отклоняющей оптической системы 3 размером для солнечного модуля с концентратором 1×1 м. Площадь одного зеркального отражателя 6 длиной 1 м
S1=1·d, м2,
где d - ширина отражателя, м.
Расстояние между зеркальными фацетными отражателями a=d·sinφ (фиг. 1). При выборе отклоняющей оптической системы 3 на фиг. 1 принимается, что точки В и D находятся на одной вертикали к поверхности для всех основных зеркальных отражателей 6 при любом угле φ. Это означает, что при увеличении φ и постоянной ширине d зеркального отражателя 6 растет расстояние a между зеркальными отражателями. Количество зеркальных отражателей на поверхности модуля размером 1×1 м
Общая площадь зеркальных отражателей не зависит от площади отдельных зеркальных отражателей и их количества, а определяется углом наклона отражателя φ к вертикальной плоскости
В таблице представлена общая площадь зеркальных отражателей в расчете на 1 м2 площади модуля, м2/м2.
В отличие от солнечных модулей с концентраторами на основе линз Френеля предлагаемый модуль с концентратором использует параллельный пучок лучей на приемнике, что обеспечивает 100% прозрачность для проходящих лучей и отсутствие оптических потерь, свойственных призменным концентраторам и линзам Френеля.
Солнечный модуль с отклоняющей оптической системой 3 может быть использован для передачи параллельного потока солнечной энергии на приемники излучения в теплицах, зданиях и в подземных сооружениях.
Claims (12)
1. Солнечный модуль с концентратором, имеющий рабочую поверхность, на которую падает солнечное излучение, концентратор и приемник излучения, на рабочей поверхности установлена отклоняющая оптическая система из основных зеркальных отражателей, выполненных в виде жалюзи из плоских зеркальных фацет, имеющая поверхности входа и выхода лучей, отличающийся тем, что на выходе отклоняющей оптической системы установлены дополнительные зеркальные отражатели, углы входа β0, выхода лучей β1 для основных зеркальных отражателей, углы входа лучей β0 и β2 для дополнительных зеркальных отражателей, угол φ и φ1 наклона основных и дополнительных зеркальных отражателей связаны соотношениями
β0=2φ-tg(2tgφ),
β1=2φ-β0=φ1,
β2=2φ1-β0,
где φ и φ1 - углы наклона основных и дополнительных зеркальных отражателей, отсчитывающиеся от вертикали к рабочей поверхности против часовой стрелки,
β0, β1 и β2 - углы входа и выхода лучей, отсчитывающиеся от вертикали к рабочей поверхности против часовой стрелки, расстояние а между основными зеркальными отражателями на рабочей поверхности и ширина основных зеркальных отражателей удовлетворяет соотношению а=dsinφ, при котором для любых углов φ нижняя грань основного зеркального отражателя и верхняя грань следующего основного зеркального отражателя находятся в одной вертикальной плоскости, ширина дополнительных зеркальных отражателей d1 удовлетворяет соотношению
где d - ширина основных зеркальных отражателей, а приемник с шириной А=B·ctgβ1 установлен по ходу лучей β1, β2 в плоскости, перпендикулярной к плоскости выхода лучей, где В - ширина оптической отклоняющей системы.
β0=2φ-tg(2tgφ),
β1=2φ-β0=φ1,
β2=2φ1-β0,
где φ и φ1 - углы наклона основных и дополнительных зеркальных отражателей, отсчитывающиеся от вертикали к рабочей поверхности против часовой стрелки,
β0, β1 и β2 - углы входа и выхода лучей, отсчитывающиеся от вертикали к рабочей поверхности против часовой стрелки, расстояние а между основными зеркальными отражателями на рабочей поверхности и ширина основных зеркальных отражателей удовлетворяет соотношению а=dsinφ, при котором для любых углов φ нижняя грань основного зеркального отражателя и верхняя грань следующего основного зеркального отражателя находятся в одной вертикальной плоскости, ширина дополнительных зеркальных отражателей d1 удовлетворяет соотношению
где d - ширина основных зеркальных отражателей, а приемник с шириной А=B·ctgβ1 установлен по ходу лучей β1, β2 в плоскости, перпендикулярной к плоскости выхода лучей, где В - ширина оптической отклоняющей системы.
2. Солнечный модуль с концентратором по п. 1, отличающийся тем, что модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной А=Bctgβ1·cosβ0, который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.
4. Солнечный модуль с концентратором по п. 3, отличающийся тем, что модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной
, который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.
5. Солнечный модуль с концентратором по п. 1, отличающийся тем, что модуль содержит плоский зеркальный отражатель размером
, параллельный плоскости выхода лучей, удаленный от плоскости выхода лучей на расстояние
, равное ширине приемника, а также дополнительный осесимметричный зеркальный отражатель размером
, установленный в плоскости выхода лучей.
6. Солнечный модуль с концентратором по п. 5, отличающийся тем, что модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной
, который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.
7. Солнечный модуль с концентратором по п. 1, отличающийся тем, что модуль содержит зеркальный цилиндрический отражатель с радиусом R с осью, расположенной на линии касания поверхности выхода отклоняющей оптической системы и приемника с шириной приемника А=R=Bcosβ1.
8. Солнечный модуль с концентратором по п. 7, отличающийся тем, что модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной А=R=Bcosβ1·cosβ0, который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.
10. Солнечный модуль с концентратором по п. 9, отличающийся тем, что модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной А=BctgΨ·cosβ0, который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.
11. Солнечный модуль с концентратором по п. 1, отличающийся тем, что модуль содержит плоский зеркальный отражатель, который установлен под острым углом Ψ к нормали к поверхности выхода лучей, соединенный со вторым зеркальным отражателем шириной
, параллельным плоскости выхода лучей с углом β1, а приемник имеет ширину .
12. Солнечный модуль с концентратором по п. 11, отличающийся тем, что модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной
, который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014118543/06A RU2576742C2 (ru) | 2014-05-08 | 2014-05-08 | Солнечный модуль с концентратором |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014118543/06A RU2576742C2 (ru) | 2014-05-08 | 2014-05-08 | Солнечный модуль с концентратором |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014118543A RU2014118543A (ru) | 2015-11-20 |
RU2576742C2 true RU2576742C2 (ru) | 2016-03-10 |
Family
ID=54552917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014118543/06A RU2576742C2 (ru) | 2014-05-08 | 2014-05-08 | Солнечный модуль с концентратором |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2576742C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2645800C1 (ru) * | 2017-05-18 | 2018-02-28 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Солнечный модуль с концентратором |
RU2700655C1 (ru) * | 2019-04-19 | 2019-09-18 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Солнечный модуль с концентратором |
RU2763117C1 (ru) * | 2021-07-23 | 2021-12-27 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Солнечный модуль с концентратором |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4143640A (en) * | 1975-05-08 | 1979-03-13 | Massachusetts Institute Of Technology | Venetian-blind solar collector |
RU2133415C1 (ru) * | 1998-04-29 | 1999-07-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства | Солнечный фотоэлектрический модуль (варианты) |
RU2303205C1 (ru) * | 2006-03-24 | 2007-07-20 | Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) | Солнечная энергетическая установка (варианты) |
RU2503895C2 (ru) * | 2011-09-08 | 2014-01-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Солнечный модуль с концентратором и способ его изготовления (варианты) |
-
2014
- 2014-05-08 RU RU2014118543/06A patent/RU2576742C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4143640A (en) * | 1975-05-08 | 1979-03-13 | Massachusetts Institute Of Technology | Venetian-blind solar collector |
RU2133415C1 (ru) * | 1998-04-29 | 1999-07-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства | Солнечный фотоэлектрический модуль (варианты) |
RU2303205C1 (ru) * | 2006-03-24 | 2007-07-20 | Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) | Солнечная энергетическая установка (варианты) |
RU2503895C2 (ru) * | 2011-09-08 | 2014-01-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Солнечный модуль с концентратором и способ его изготовления (варианты) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2645800C1 (ru) * | 2017-05-18 | 2018-02-28 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Солнечный модуль с концентратором |
RU2700655C1 (ru) * | 2019-04-19 | 2019-09-18 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Солнечный модуль с концентратором |
RU2763117C1 (ru) * | 2021-07-23 | 2021-12-27 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Солнечный модуль с концентратором |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014118543A (ru) | 2015-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2000147262A (ja) | 集光装置及びこれを利用した太陽光発電システム | |
KR20080038405A (ko) | 프레넬 렌즈 | |
CN110161758B (zh) | 光转换结构、背光模组及虚拟现实显示装置 | |
RU2576742C2 (ru) | Солнечный модуль с концентратором | |
EP2418693B1 (en) | Luminescent solar concentrator with distributed outcoupling structures and microoptical elements | |
ES2399254B1 (es) | Sistema reflexivo de concentracion solar fotovoltaica | |
EP2418694A2 (en) | Solar energy harvesting system using luminescent solar concentrator with distributed outcoupling structures and microoptical elements | |
US20160048008A1 (en) | Tracking-Free High Concentration Ratio Solar Concentrator | |
US20090188562A1 (en) | Fin-type compound parabolic concentrator | |
CN103944067A (zh) | 一种高功率半导体激光器合束系统 | |
US20160284910A1 (en) | Optical concentrator/diffuser using graded index waveguide | |
WO2013058381A1 (ja) | 集光装置、光発電装置及び光熱変換装置 | |
RU2576739C2 (ru) | Солнечный модуль с концентратором | |
RU2576752C2 (ru) | Солнечный модуль с концентратором | |
US8159761B2 (en) | Optical concentrator | |
US20120170144A1 (en) | Solar concentration device | |
RU2012119913A (ru) | Солнечный модуль с концентратором и способ его изготовления (варианты) | |
RU2154778C1 (ru) | Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором | |
RU2645800C1 (ru) | Солнечный модуль с концентратором | |
RU2599076C2 (ru) | Солнечный модуль с концентратором | |
US20120154941A1 (en) | Collector and concentrator of solar radiation | |
Strebkov et al. | Nontracking solar concentrators with louver heliostats: bar-to-bar effects | |
RU2608797C2 (ru) | Солнечный модуль с концентратором (варианты) | |
US7206142B1 (en) | Refractive spectrum splitting concentrator system | |
RU2580462C1 (ru) | Солнечный модуль с концентратором |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160509 |