RU2687888C1 - Solar power system - Google Patents

Solar power system Download PDF

Info

Publication number
RU2687888C1
RU2687888C1 RU2018129120A RU2018129120A RU2687888C1 RU 2687888 C1 RU2687888 C1 RU 2687888C1 RU 2018129120 A RU2018129120 A RU 2018129120A RU 2018129120 A RU2018129120 A RU 2018129120A RU 2687888 C1 RU2687888 C1 RU 2687888C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solar
frame
tapes
holders
arcuate
Prior art date
Application number
RU2018129120A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дахир Курманбиевич Семенов
Original Assignee
Дахир Курманбиевич Семенов
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 Дахир Курманбиевич Семенов filed Critical Дахир Курманбиевич Семенов
Priority to RU2018129120A priority Critical patent/RU2687888C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2687888C1 publication Critical patent/RU2687888C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.SUBSTANCE: invention relates to solar power engineering. Invention is a solar power system comprising at least one stationary installed module of parabolic solar collector with support elements or solar cells on flat holders, turning means, solar reflectors on the arc-shaped holders of the frame and the solar radiation converter, wherein solar reflectors or solar cells on flat holders are made flexible in the form of longitudinally arranged relative to the holders of the frame and parallel to each other tapes, wherein the frame is equipped with devices for tensioning tapes.EFFECT: invention promotes simplification of solar power system using flexible polymer tapes as light-reflecting or photosensitive surface at reduction of weight and transport sizes of solar modules and improvement of their operational characteristics.6 cl, 14 dwg

Description

Изобретение относится к солнечной энергетике и может найти применение в солнечных системах для преобразования солнечной световой энергии в тепловую или в электрическую. Наиболее перспективным является применение изобретения в масштабных тепловых и электростанциях.The invention relates to solar energy and can be used in solar systems for converting solar light energy into heat or electricity. The most promising is the application of the invention in large-scale thermal and power plants.

Из уровня техники известен космический аппарат, содержащий пленочный солнечный парус, управляющий отсек с источником напряжения, коммутатором и лебедками, связанными тягами с парусом, элероны на периферии паруса, соединенные через коммутатор с источником напряжения, при этом парус выполнен в виде многоугольника, образованного параллельными лентами, соединенными (склеенными, сваренными) между собой боковыми кромками, при этом ленты выполнены из гибкого и легкого материала с высокой светоотражающей способностью (см. патент на изобретение RU 2188145, оп. в 2002 году). Благодаря гибкости лент паруса, его доставляют на орбиту в сложенном состоянии в виде гофра, а разворачивают уже на орбите. Поскольку ленты соединены между собой, они образуют в разложенном состоянии цельную светоотражающую плоскость. Такими же недостатками обладает солнечный концентратор для космического аппарата, содержащий совокупность фотовольтаических элементов, объединенных с образованием прямоугольной панели солнечной батареи для выработки электрической энергии, некоторое число панелей рефлекторов, которые перед запуском космического аппарата находятся в сложенном положении, и средства выпуска панелей рефлекторов после запуска космического аппарата для установки указанных панелей рефлекторов с обеих длинных сторон панели солнечной батареи в виде корыта с получением заданного коэффициента концентрации света (см. патент на изобретение RU 2192070, оп. в 2002 году).The prior art spacecraft containing solar film sail, control compartment with a voltage source, switch and winches connected by rods with a sail, ailerons on the periphery of the sail, connected through a switch with a voltage source, while the sail is made in the form of a polygon formed by parallel ribbons joined together (glued, welded) with each other side edges, and the ribbons are made of a flexible and light material with high light reflecting ability (see patent for inventions e RU 2188145, op. in 2002). Due to the flexibility of the ribbons of the sail, it is delivered into orbit in the folded state in the form of a corrugation, and is deployed already in orbit. Since the ribbons are interconnected, they form, in the unfolded state, a complete reflective plane. The solar concentrator for a spacecraft has the same disadvantages, which contains a set of photovoltaic cells combined to form a rectangular solar panel for generating electrical energy, a number of reflector panels that are in the folded position before launching the spacecraft, and after launching the spacecraft apparatus for installing these panels reflectors on both long sides of the solar panel in the form of bark and to obtain a predetermined light concentration factor (see. patent RU 2192070, op. in 2002 year).

Известен гелиоэнергетический модуль, состоящий из протяженного фотоэлектрического преобразователя, плоских зеркальных фацет и несущей конструкции, при этом плоские зеркальные фацеты установлены на несущей конструкции, посадочные места которых выполнены по прямолинейной образующей опорного параболического цилиндра и представляют собой грани, нанесенные по этому опорному параболическому цилиндру параллельно его оси, причем каждая грань в сечении, перпендикулярном оси опорного параболического цилиндра, является хордой образующей параболы этого цилиндра, а середины всех хорд образуют геометрическое место точек, являющееся направляющей параболой внутреннего параболического цилиндра, параллельного опорному и смещенному вдоль оси направляющей параболы этого опорного цилиндра в направлении ее фокуса, при этом ось протяженного фотоэлектрического преобразователя расположена в фокусе внутреннего параболического цилиндра (см. патент на изобретение RU 2188364, оп. в 2002 году). Этот модуль предназначен для использования в солнечных электростанциях. Расположенные о параболе отдельные плоские фацеты не создают эффекта парусности, но обладают большим весом, сложны в транспортировке и монтаже, требуют ухода и регулярного мытья светоотражающей поверхности.A solar module is known, consisting of an extended photoelectric converter, flat mirror facets and a supporting structure, with flat mirror facets mounted on a supporting structure, the seats of which are made along a straight line supporting parabolic cylinder and represent edges applied along this supporting parabolic cylinder parallel to it axes, each face in cross section perpendicular to the axis of the supporting parabolic cylinder, is a chord forming n the cylinders of this cylinder, and the midpoints of all the chords form a locus of points, which is the guide parabola of the internal parabolic cylinder parallel to the reference and offset along the axis of the guide parabola of this reference cylinder in the direction of its focus, while the axis of the long photoelectric converter is located in the focus of the internal parabolic cylinder (see patent for invention RU 2188364, op. in 2002). This module is designed for use in solar power plants. The individual flat facets located on the parabola do not create the effect of a sail, but are heavy, difficult to transport and assemble, require maintenance and regular washing of the reflective surface.

Известно устройство для концентрации солнечного излучения в абсорбере, содержащем надувную подушку концентратора, которая содержит элемент покрывающей пленки, содержащий светопроницаемое входное окно для соединения в солнечном излучении и отражательную пленку, с образованием двух полых пространств для концентрации солнечного излучения в абсорбере, содержащего поворотное устройство, посредством которого можно повернуть шарнирную подушку, в частности, вокруг ее продольной оси (см. US 2017336100, оп. в 2017 году). В этом устройстве использованы дешевые полимерные материалы, однако его конструкция с надувными подушками оказалась на практике крайне неудобной в эксплуатации.A device for concentrating solar radiation in an absorber containing an airbag concentrator, which contains an element of a covering film, containing a translucent entrance window for connection in solar radiation and a reflective film, is known with the formation of two hollow spaces for concentrating solar radiation in an absorber containing a rotator, which can be rotated articulated pillow, in particular, around its longitudinal axis (see US 2017336100, op. in 2017). This device uses cheap polymeric materials, but its design with air bags turned out to be extremely inconvenient to use in practice.

Известна солнечная энергетическая установка, содержащая фотоэлектрический солнечный модуль (ФСМ) с системой жидкостного охлаждения, плоский зеркальный концентратор, теплообменник с системой циркуляции жидкости, однонаправленные клапаны, систему слежения за солнцем, параболический зеркальный концентратор (см. патент на изобретение RU 2583317, оп. в 2016 году). Это устройство относится к комбинированным концентраторным солнечным энергетическим установкам с охлаждаемыми двухсторонними фотоэлектрическими солнечными модулями для преобразования солнечной энергии в электрическую и тепловую. Применение такого сложного тяжелого устройства особенно неоправданно в промышленных масштабах.Known solar power plant containing a photovoltaic solar module (FSM) with a liquid cooling system, a flat mirror concentrator, a heat exchanger with a fluid circulation system, unidirectional valves, a sun tracking system, a parabolic mirror concentrator (see patent for invention RU 2583317, Ref. 2016). This device relates to a combined concentrator solar power plants with cooled double-sided photovoltaic solar modules for converting solar energy into electrical and thermal energy. The use of such a complex heavy device is especially unjustified on an industrial scale.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является гелиоэнергетическая система - аппарат, использующий солнечную энергию для подогрева и выработки электроэнергии, включающий стационарно установленный модуль с опорными элементами, средствами поворота модуля, включающего солнечные отражатели солнечного концентратора на дугообразных держателях каркаса и преобразователь солнечного излучения, а также солнечные батареи на плоских держателях (см. патент на изобретение RU 2476782, оп. в 2013 году,). Эта комбинированная гелиоэнергетическая система предназначена для нагревания и аккумулирования жидкостей для различных применений и для выработки электрической энергии с высокими энергетическими КПД. Криволинейные панели солнечного концентратора изготовлены из отражающего металлического или неметаллического материала типа алюминия. Такое выполнение панелей не только очень дорого, но и обладает повышенной материалоемкостью, высокими транспортировочными трудозатратами и весом. Такие концентраторы нуждаются в регулярном мытье и очищении от пыли. У цельных модулей высокая парусность, что приводит к необходимости упрочнения и утяжеления несущей конструкции.The closest technical solution to the claimed invention is a solar power system - a device that uses solar energy to heat and generate electricity, including a stationary installed module with support elements, means of rotating the module, including solar reflectors of the solar concentrator on the arcuate frame holders and a solar radiation converter, as well as solar batteries on flat holders (see patent for invention RU 2476782, op. in 2013,). This combined solar energy system is designed to heat and accumulate liquids for various applications and to generate electrical energy with high energy efficiency. Curved solar concentrator panels are made of reflective metallic or non-metallic material such as aluminum. Such an implementation of the panels is not only very expensive, but also has a high consumption of materials, high transportation costs and weight. Such hubs need regular washing and dust cleaning. One-piece modules have a high windage, which leads to the need for strengthening and weighting the supporting structure.

Технической проблемой является необходимость снижения веса конструкции гелиоэнергетической системы и уменьшения транспортировочных габаритов.The technical problem is the need to reduce the weight of the design of the solar system and reduce the shipping dimensions.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи упрощения конструкции гелиоэнергетической установки при значительном снижении стоимости ее изготовления и улучшении эксплуатационных характеристик.The present invention is directed to the solution of the technical problem of simplifying the design of a solar power plant with a significant reduction in the cost of its manufacture and improving operational performance.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в гелиоэнергетической системе, включающей не менее, чем один стационарно установленный модуль параболического солнечного коллектора с опорными элементами, средствами поворота, солнечными отражателями на дугообразных держателях каркаса и преобразователем солнечного излучения, солнечные отражатели выполнены гибкими в виде продольно расположенных относительно дугообразных держателей каркаса и параллельно друг другу лент, при этом каркас снабжен приспособлениями для натяжения лент. Приспособления для натяжения лент выполнены в виде креплений на их концах с винтовой нарезкой, амортизаторами и гайками, причем каркас снабжен дугообразными кронштейнами с прорезями для размещения этих креплений. Каркас снабжен дугообразными кронштейнами с установленными на них натяжными роликами, а приспособление для натяжения лент выполнено в виде креплений на их концах с натяжными роликами, связанными канатом с натяжными роликами дугообразных кронштейнов.The solution of the technical problem is achieved by the fact that in a solar system, including at least one permanently installed module of a parabolic solar collector with support elements, turning means, solar reflectors on the arcuate frame holders and a solar radiation converter, the solar reflectors are made flexible in the form of longitudinally located relative to the arcuate holders of the frame and parallel to each other tapes, while the frame is equipped with devices for tension tapes. Belt tensioners are made in the form of fastenings at their ends with screw thread, shock absorbers and nuts, and the frame is provided with arcuate brackets with slots for accommodating these fasteners. The frame is equipped with arcuate brackets with tensioning rollers mounted on them, and the belt tensioning device is made in the form of fasteners at their ends with tensioning rollers connected by a rope with the tension rollers of arcuate brackets.

А также тем, что в гелиоэнергетической системе, включающей не менее, чем один стационарно установленный модуль с опорными элементами, средствами поворота каркаса с солнечными батареями на плоских держателях и преобразователем солнечного излучения, солнечные батареи выполнены гибкими в виде продольно расположенных относительно плоских держателей каркаса и параллельно друг другу лент, при этом каркас снабжен приспособлениями для натяжения лент. Приспособления для натяжения лент выполнены в виде креплений на их концах с винтовой нарезкой, амортизаторами и гайками, причем каркас снабжен плоскими кронштейнами с прорезями для размещения этих креплений. Каркас снабжен плоскими кронштейнами с установленными на них натяжными роликами, а приспособление для натяжения лент выполнено в виде креплений на их концах с натяжными роликами, связанными канатом с натяжными роликами плоских кронштейнов.And also by the fact that in a solar system, including at least one stationary installed module with supporting elements, means for rotating the frame with solar batteries on flat holders and a solar radiation converter, solar batteries are made flexible in the form of longitudinally arranged relatively flat holders of the frame and in parallel each other tapes, while the frame is equipped with devices for tensioning tapes. Belt tensioners are made in the form of fastenings at their ends with screw thread, shock absorbers and nuts, and the frame is provided with flat brackets with slots to accommodate these fasteners. The frame is equipped with flat brackets with tensioning rollers mounted on them, and the belt tensioning device is made in the form of fasteners at their ends with tensioning rollers connected by a rope with the tension rollers of flat brackets.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображен общий вид одного протяженного модуля гелиоэнергетической установки по преобразованию солнечной энергии в тепловую с одной степенью свободы, в изометрии. На фиг. 2 - то же, фрагмент вида сзади на боковую опору. На фиг. 3 - то же, фрагмент вида спереди на боковую опору. На фиг. 4 - то же, вид сбоку. На фиг. 5 - то же, фрагмент натяжного устройства. На фиг. 6 - гелиоэнергетическая система по преобразованию солнечной энергии в тепловую из протяженных модулей с одной степенью свободы. На фиг. 7 изображен общий вид одного компактного модуля гелиоэнергетической установки по преобразованию солнечной энергии в тепловую с двумя степенями свободы, в изометрии. На фиг. 8 - то же, вид сзади. На фиг. 9 - то же, вид сбоку. На фиг. 10 - то же, фрагмент натяжного устройства. На фиг. 11 - гелиоэнергетическая система по преобразованию солнечной энергии в тепловую из компактных модулей с двумя степенями свободы. На фиг. 12 изображен общий вид одного компактного модуля гелиоэнергетической установки по преобразованию солнечной энергии в электрическую с двумя степенями свободы, в изометрии. На фиг. 13 - то же, вид сзади. На фиг. 14 - гелиоэнергетическая система по преобразованию солнечной энергии в электрическую из компактных модулей с двумя степенями свободы, расположенная на плоту.FIG. 1 shows a general view of one extended module of a solar power plant for the conversion of solar energy into heat with one degree of freedom, in isometry. FIG. 2 - the same, a fragment of the rear view of the side support. FIG. 3 - the same, a fragment of the front view on the side support. FIG. 4 - the same, side view. FIG. 5 - the same, a fragment of the tensioner. FIG. 6 - solar energy system for the conversion of solar energy into thermal energy from extended modules with one degree of freedom. FIG. 7 shows a general view of one compact module of a solar power plant for the conversion of solar energy into heat with two degrees of freedom, in isometry. FIG. 8 - the same, rear view. FIG. 9 - the same, side view. FIG. 10 - the same, a fragment of the tensioner. FIG. 11 - solar energy system for the conversion of solar energy into heat from compact modules with two degrees of freedom. FIG. 12 shows a general view of one compact module of a solar power plant for the conversion of solar energy into electrical energy with two degrees of freedom, in isometry. FIG. 13 - the same, rear view. FIG. 14 - solar energy system for converting solar energy into electric energy from compact modules with two degrees of freedom, located on a raft.

Гелиоэнергетическая система (см. фиг. 1-14) предназначена для преобразования солнечной световой энергии в тепловую (фиг. 1-11) или в электрическую (фиг. 12-14).The solar energy system (see Fig. 1-14) is designed to convert solar light energy into heat (Fig. 1-11) or into electricity (Fig. 12-14).

Изображенная на фиг. 1-6 гелиоэнергетическая система включает один или комплекс протяженных модулей 1 параболического солнечного коллектора с опорными элементами, включающего расположенные на несущем элементе, выполненном, например, в виде несущей трубы 2, дугообразные держатели 3. Количество протяженных модулей 1 параболического солнечного коллектора выбирают, исходя из запланированной мощности гелиоэнергетической системы. Труба 2 установлена на опорах 4 с возможностью поворота вокруг своей оси (одна степень свободы) в опорных подшипниках 5. При этом пары концевых опор 4 снабжены раскосами 6 и распорками 7 для увеличения жесткости конструкции. Опоры 4 закреплены на фундаменте или на отдельных фундаментах 8; Концы дугообразных держателей 3 связаны распорными элементами, например, распорными трубами 9. Концы распорных труб 9 с обеих сторон связаны дугообразными натяжными кронштейнами 10, которые в свою очередь установлены на несущей трубе 2. Оба конца у дугообразных натяжных кронштейнов 10 соединены растяжками 11. Между противоположно установленными дугообразными натяжными кронштейнами 10 натянуты солнечные отражатели - гибкие светоотражающие ленты 12. Оба конца светоотражающих лент 12 снабжены натяжными приспособлениями. Это могут быть крепления 13 с винтовой нарезкой на концах для установки в прорезях 14 дугообразных кронштейнов 10 (см. фиг. 5). На концах креплений 13 с противоположной от лент 12 стороны закреплены амортизаторы 15 с гайками 16 для регулировки натяжения лент 12. Ленты 12 натянуты между дугообразных натяжных кронштейнов 10 с образованием параболического солнечного коллектора. Дугообразные держатели 3 расположены с нерабочей стороны лент 12. При этом на несущей трубе 2 с внутренней стороны параболического солнечного коллектора установлены стойки 17 нагревательной трубы 18 с теплоносителем. Нагревательная труба 18 угловыми патрубками 19 связана с устройством преобразования тепловой энергии теплоносителя (на рисунке не показано). На опорах 4 закреплены линейные приводы 20 поворота параболического солнечного коллектора относительно опорных подшипников 5 трубы 2 с образованием поворотного механизма с одной степенью свободы. Свободными концами линейные приводы 20 связаны с кронштейнами 21, установленными на дугообразных держателях 3. Кронштейн 22 крепления хвостовика линейного привода 20 связан с опорой 4. Поворотный механизм модуля 1 параболического солнечного коллектора связан с устройством слежения за солнцем и управления поворотом коллектора (на рисунке не показано).Depicted in FIG. 1-6, the solar energy system includes one or a complex of extended modules 1 of a parabolic solar collector with supporting elements, including located on a supporting element made, for example, in the form of a supporting pipe 2, arcuate holders 3. The number of extended modules 1 of a parabolic solar collector is selected based on planned power of the solar system. The pipe 2 is installed on the supports 4 with the possibility of rotation around its axis (one degree of freedom) in the support bearings 5. At the same time, the pairs of end supports 4 are equipped with braces 6 and spacers 7 to increase the rigidity of the structure. The supports 4 are fixed on the foundation or on separate foundations 8; The ends of the arcuate holders 3 are connected by spacer elements, for example, spacer tubes 9. The ends of the spacer tubes 9 are connected on both sides by arcuate tension brackets 10, which in turn are mounted on the carrier tube 2. Both ends of the arc-shaped tension brackets 10 are connected by braces 11. Between the opposite installed by the arcuate tension arms 10, the solar reflectors are stretched — flexible reflective tapes 12. Both ends of the reflective tapes 12 are provided with tensioning devices. These can be fasteners 13 with a screw thread at the ends for installation in the slots 14 of the arcuate brackets 10 (see Fig. 5). At the ends of the mounts 13 from the side opposite to the belts 12, shock absorbers 15 are fixed with nuts 16 for adjusting the tension of the belts 12. The belts 12 are stretched between the arcuate tension arms 10 to form a parabolic solar collector. The arcuate holders 3 are located on the non-operating side of the ribbons 12. In this case, the supports 17 with a heat carrier 18 are installed on the carrier tube 2 on the inner side of the parabolic solar collector. The heating tube 18 angular nozzles 19 is connected with a device for converting thermal energy of the coolant (not shown in the figure). On the supports 4 fixed linear actuators 20 rotation of a parabolic solar collector relative to the support bearings 5 of the pipe 2 with the formation of a turning mechanism with one degree of freedom. The free ends of the linear actuators 20 are connected with brackets 21 mounted on arcuate holders 3. The bracket 22 for fixing the shank of the linear actuator 20 is connected to the support 4. The rotary mechanism of the parabolic solar collector module 1 is connected to the sun tracking and collector rotation control device (not shown) ).

Изображенная на фиг. 7-11 гелиоэнергетическая система включает один или комплекс компактных модулей 23 параболического солнечного коллектора с двумя степенями свободы. Модули 23 состоят из расположенных на несущем элементе, выполненном, например, в виде несущей трубы 2, дугообразных держателей 3 и дугообразных натяжных кронштейнов 10. Несущая труба 2 установлена на неподвижной опоре 4 с фундаментом 8 посредством двух поворотных механизмов: поворотного в горизонтальной плоскости привода 24 с траверсой 25 и линейного привода 20 с кронштейном 26 для поворота в вертикальной плоскости. Концы дугообразных держателей 3 связаны распорными элементами, например, распорными трубами 9. Между противоположно установленными дугообразными натяжными кронштейнами 10 натянуты гибкие светоотражающие ленты 12. Оба конца светоотражающих лент 12 снабжены натяжным приспособлениями. Это могут быть крепления 27, связанные канатом 28 с натяжными роликами 29, с возможностью натягивания относительно кронштейна 10 (см. фиг. 10). Светоотражающие ленты 12 натянуты между дугообразных натяжных кронштейнов 10 с образованием параболического солнечного коллектора. Дугообразные держатели 3 расположены с нерабочей стороны лент 12. При этом на несущей трубе 2 с внутренней стороны параболического солнечного коллектора установлены стойки 17 нагревательной трубы 18 с теплоносителем. Нагревательная труба 18 угловыми патрубками 19 связана с устройством преобразования тепловой энергии теплоносителя (на рисунке не показано). Поворотные механизмы параболического солнечного коллектора связаны с устройством слежения за солнцем и управления поворотом коллектора (на рисунке не показано).Depicted in FIG. 7-11 The solar system includes one or a complex of compact modules 23 parabolic solar collector with two degrees of freedom. The modules 23 consist of those located on a carrier element, made, for example, in the form of a carrier tube 2, arcuate holders 3 and arcuate tensioning brackets 10. Carrier tube 2 is mounted on a fixed support 4 with a foundation 8 by means of two turning mechanisms: a rotary drive 24 in a horizontal plane with crosshead 25 and linear actuator 20 with bracket 26 for rotation in the vertical plane. The ends of the arcuate holders 3 are connected by spacer elements, for example, spacers 9. Between oppositely mounted arcuate tension arms 10 flexible reflective tapes 12 are stretched. Both ends of the reflective tapes 12 are provided with tension devices. These can be fastenings 27, connected by a rope 28 with tensioning rollers 29, with the possibility of tensioning relative to the bracket 10 (see Fig. 10). Reflective tapes 12 are stretched between the arcuate tension arms 10 to form a parabolic solar collector. The arcuate holders 3 are located on the non-operating side of the ribbons 12. In this case, the supports 17 with a heat carrier 18 are installed on the carrier tube 2 on the inner side of the parabolic solar collector. The heating tube 18 angular nozzles 19 is connected with a device for converting thermal energy of the coolant (not shown in the figure). The turning mechanisms of a parabolic solar collector are associated with a device for tracking the sun and controlling the rotation of the collector (not shown in the figure).

Изображенная на фиг. 12-14 гелиоэнергетическая система по преобразованию солнечной энергии в электрическую включает один или комплекс компактных модулей 31 с двумя степенями свободы. Модуль 31 включает несущую трубу 2, по концам которой установлены плоские натяжные кронштейны 32. Концы натяжных кронштейнов 32 связаны распорными трубами 9. Гибкие тонкопленочные солнечные батареи 33 натянуты между натяжными кронштейнами 32 с образованием плоской поверхности. Для натяжения гибких тонкопленочных солнечных батарей 33 можно использовать приспособления, изображенные на фиг. 5 и 10. Несущая труба 2 установлена на неподвижной опоре 4 с фундаментом 8 посредством двух поворотных механизмов: поворотного в горизонтальной плоскости привода 24 с траверсой 25 и линейного привода 20 с кронштейном 26 для поворота в вертикальной плоскости. Гибкие тонкопленочные батареи 33 связаны с устройством накопления и преобразования электрического тока (на рисунке не показано).Depicted in FIG. 12-14 solar energy system for the conversion of solar energy into electrical energy includes one or a complex of compact modules 31 with two degrees of freedom. Module 31 includes a carrier tube 2, at the ends of which flat tension arms 32 are installed. The ends of tension arms 32 are connected by spacers 9. Flexible thin-film solar batteries 33 are stretched between tension arms 32 to form a flat surface. For tensioning flexible thin-film solar cells 33, the devices shown in FIG. 5 and 10. The carrier tube 2 is mounted on a fixed support 4 with the foundation 8 by means of two turning mechanisms: a horizontally rotatable drive 24 with a cross-beam 25 and a linear actuator 20 with a bracket 26 for rotation in the vertical plane. Flexible thin-film batteries 33 are connected with an electric current accumulation and conversion device (not shown in the figure).

Модули 1, 23 и 31 можно устанавливать на любом грунте, а также на воде с помощью легкого устойчивого плота 34, как показано на фиг. 14. Плот 34 может быть снабжен элементами балансировки в виде гироскопа (на рисунке не показано) для уменьшения степени качания на волнах водоема.Modules 1, 23, and 31 can be installed on any soil as well as on water using a lightweight, stable raft 34, as shown in FIG. 14. The raft 34 can be equipped with balancing elements in the form of a gyroscope (not shown in the figure) to reduce the degree of rocking on the waves of the reservoir.

Гелиоэнергетическую систему собирают и используют следующим образом. Для изготовления гибких светоотражающих лент 12 и гибких тонкопленочных солнечных батарей 33 можно использовать самые дешевые полимерные материалы, например, отходы пластиковых банок и бутылок. Транспортирование комплектов системы к месту установки облегчено за счет компактности и небольшого веса лент 12 и пленочных батарей 33. Простые приспособления для натяжения лент 12 и батарей 33 позволяют быстро развернуть модули 1, 23 и 31 системы в рабочее положение. В отличие от зеркальных и кремниевых поверхностей типовых солнечных коллекторов пленочные поверхности не являются хрупкими, не боятся ударов. Их не надо часто мыть: за счет гибкости лент 12 и батарей 33 на воздухе они вибрируют даже от небольшого ветерка, стряхивая пыль, грязь, влагу. Гелиоэнергетическая система не боится парусности. Сильные порывы ветра легко проходят между лентами 12 или батареями 33, не опрокидывая модули 1, 23, 31. Такие порывы только способствуют самоочищению поверхности лент 12 и батарей 33. Но, когда возникает необходимость в мытье модулей 1, 23 и 31, нет опасности повреждения гибких поверхностей - она прочная и удароустойчивая. Для замены износившейся поверхности коллектора не надо демонтировать его целиком, достаточно заменить только поврежденные ленты 12 либо батареи 33, которые легко снимаются и устанавливаются.The solar system is collected and used as follows. For the manufacture of flexible reflective tape 12 and flexible thin-film solar cells 33 you can use the cheapest polymeric materials, for example, waste plastic cans and bottles. Transporting the system kits to the installation site is facilitated by the compactness and low weight of the belts 12 and film batteries 33. Simple tools for tensioning the belts 12 and batteries 33 allow the modules 1, 23, and 31 of the system to be quickly turned to their working position. Unlike mirror and silicon surfaces of typical solar collectors, the film surfaces are not fragile, they are not afraid of impacts. They do not need to be washed frequently: due to the flexibility of the belts 12 and batteries 33 in the air, they vibrate even from a small breeze, shaking off dust, dirt, and moisture. The solar system is not afraid of windage. Strong gusts of wind easily pass between the bands 12 or the batteries 33, without tilting the modules 1, 23, 31. Such gusts only contribute to the self-cleaning of the surfaces of the bands 12 and the batteries 33. But when it becomes necessary to wash the modules 1, 23 and 31, there is no danger of damage flexible surfaces - it is durable and shock resistant. To replace the worn-out surface of the collector, it is not necessary to dismantle it entirely; it is enough to replace only damaged tapes 12 or batteries 33, which are easily removed and installed.

Таким образом, технический результат, достигаемый с использованием заявленного изобретения, заключается в упрощении гелиоэнергетической системы с использованием гибких полимерных лент в качестве светоотражательной или фоточувствительной поверхности при уменьшении веса и транспортных размеров солнечных модулей и повышении их эксплуатационных характеристик.Thus, the technical result achieved with the use of the claimed invention is to simplify the solar energy system using flexible polymer tapes as a reflective or photosensitive surface while reducing the weight and transport dimensions of solar modules and improving their performance.

Claims (6)

1. Гелиоэнергетическая система, включающая не менее чем один стационарно установленный модуль параболического солнечного коллектора с опорными элементами, средствами поворота, солнечными отражателями на дугообразных держателях каркаса и преобразователем солнечного излучения, отличающаяся тем, что солнечные отражатели выполнены гибкими в виде продольно расположенных относительно дугообразных держателей каркаса и параллельно друг другу лент, при этом каркас снабжен приспособлениями для натяжения лент.1. Solar power system, including at least one permanently installed module of a parabolic solar collector with supporting elements, turning means, solar reflectors on the arcuate frame holders and a solar radiation converter, characterized in that the solar reflectors are made flexible in the form of longitudinally located arcuate frame holders and parallel to each other tapes, while the frame is equipped with devices for tensioning tapes. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что приспособления для натяжения лент выполнены в виде креплений на их концах с винтовой нарезкой, амортизаторами и гайками, причем каркас снабжен дугообразными кронштейнами с прорезями для размещения этих креплений.2. The system under item 1, characterized in that the devices for tensioning tapes are made in the form of fasteners at their ends with screw thread, shock absorbers and nuts, and the frame is equipped with arcuate brackets with slots to accommodate these fasteners. 3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что каркас снабжен дугообразными кронштейнами с установленными на них натяжными роликами, а приспособление для натяжения лент выполнено в виде креплений на их концах с натяжными роликами, связанными канатом с натяжными роликами дугообразных кронштейнов.3. The system of claim. 1, characterized in that the frame is provided with arcuate brackets with tensioning rollers mounted on them, and the belt tensioning device is made in the form of fasteners at their ends with tension rollers connected by a rope with the tension rollers of arcuate brackets. 4. Гелиоэнергетическая система, включающая не менее чем один стационарно установленный модуль с опорными элементами, средствами поворота каркаса с солнечными батареями на плоских держателях и преобразователем солнечного излучения, отличающаяся тем, что солнечные батареи выполнены гибкими в виде продольно расположенных относительно плоских держателей каркаса и параллельно друг другу лент, при этом каркас снабжен приспособлениями для натяжения лент.4. Solar power system, including at least one stationary installed module with supporting elements, means for rotating the frame with solar batteries on flat holders and a solar radiation converter, characterized in that the solar batteries are made flexible in the form of longitudinally relatively flat frame holders and parallel to each other friend tapes, while the frame is equipped with devices for tensioning tapes. 5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что приспособления для натяжения лент выполнены в виде креплений на их концах с винтовой нарезкой, амортизаторами и гайками, причем каркас снабжен плоскими кронштейнами с прорезями для размещения этих креплений.5. The system of claim. 4, characterized in that the devices for tensioning tapes are made in the form of fasteners at their ends with screw thread, shock absorbers and nuts, and the frame is equipped with flat brackets with slots to accommodate these fasteners. 6. Система по п. 4, отличающаяся тем, что каркас снабжен плоскими кронштейнами с установленными на них натяжными роликами, а приспособление для натяжения лент выполнено в виде креплений на их концах с натяжными роликами, связанными канатом с натяжными роликами плоских кронштейнов.6. The system of claim. 4, characterized in that the frame is provided with flat brackets with tension rollers mounted on them, and the belt tensioning device is made in the form of fasteners at their ends with tension rollers connected by a rope with tension rollers of flat brackets.
RU2018129120A 2018-08-09 2018-08-09 Solar power system RU2687888C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129120A RU2687888C1 (en) 2018-08-09 2018-08-09 Solar power system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129120A RU2687888C1 (en) 2018-08-09 2018-08-09 Solar power system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2687888C1 true RU2687888C1 (en) 2019-05-16

Family

ID=66578813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018129120A RU2687888C1 (en) 2018-08-09 2018-08-09 Solar power system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2687888C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2732183C1 (en) * 2019-12-09 2020-09-14 Валентин Петрович Казанцев Renewable energy source
RU219597U1 (en) * 2023-05-24 2023-07-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) solar collector

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4103672A (en) * 1976-05-21 1978-08-01 Meyer Warren A Solar collector
RU2188364C2 (en) * 2000-08-16 2002-08-27 Государственное унитарное предприятие "НПО Астрофизика" Solar energy module
WO2011019860A2 (en) * 2009-08-11 2011-02-17 Sopogy, Inc. Solid core structure parabolic trough solar energy collection system
RU2476782C2 (en) * 2008-07-11 2013-02-27 Перер С.Р.Л., Device using solar energy to heat and generate electric energy
US9270225B2 (en) * 2013-01-14 2016-02-23 Sunpower Corporation Concentrating solar energy collector

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4103672A (en) * 1976-05-21 1978-08-01 Meyer Warren A Solar collector
RU2188364C2 (en) * 2000-08-16 2002-08-27 Государственное унитарное предприятие "НПО Астрофизика" Solar energy module
RU2476782C2 (en) * 2008-07-11 2013-02-27 Перер С.Р.Л., Device using solar energy to heat and generate electric energy
WO2011019860A2 (en) * 2009-08-11 2011-02-17 Sopogy, Inc. Solid core structure parabolic trough solar energy collection system
US9270225B2 (en) * 2013-01-14 2016-02-23 Sunpower Corporation Concentrating solar energy collector

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2732183C1 (en) * 2019-12-09 2020-09-14 Валентин Петрович Казанцев Renewable energy source
RU219597U1 (en) * 2023-05-24 2023-07-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) solar collector
RU226580U1 (en) * 2023-10-19 2024-06-11 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий" (ФИЦ ИВТ) Mesh composite frame of a solar spacecraft battery with a cylindrical body

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7997264B2 (en) Inflatable heliostatic solar power collector
US4719903A (en) Variable aperture, variable flux density, aerospace solar collector
US4888063A (en) Variable aperture, variable flux density, aerospace solar collector
AU2002362938B8 (en) Solar electricity generator
US4173397A (en) Solar concentrator
US8807128B2 (en) Linear fresnel solar arrays
US5325844A (en) Lightweight, distributed force, two-axis tracking, solar radiation collector structures
US5542409A (en) Solar concentrator system
US8322332B2 (en) Self-erecting gimbal mounted solar radiation collectors
US7923624B2 (en) Solar concentrator system
US20100205963A1 (en) Concentrated solar power generation system with distributed generation
US20140182578A1 (en) Solar concentrators, method of manufacturing and uses thereof
AU2002362938A1 (en) Solar electricity generator
US20120152233A1 (en) Solar collector and cooperative solar collector system
EA013199B1 (en) Thin film trough-shaped solar collector
US8919961B2 (en) Inflatable, pressure-controlled, portable line-concentrating heliostat
WO2010024830A1 (en) Linear solar energy collection system
WO2018083506A1 (en) Concentrating solar system of 3 suns for the simultaneous production of electrical, cooling and thermal energy for buildings
AU2008318598B2 (en) Solar collector stabilized by cables and a compression element
RU2687888C1 (en) Solar power system
WO2005120172A2 (en) Modular solar concentrating dish
KR101036344B1 (en) Solar collecting apparatus
ZA200402761B (en) Solar electricity generator.
JP2012042093A (en) Sunlight reflection device and solar thermal power generation system
US20120204863A1 (en) Solar Collector