RU2748109C1 - Solar thermoelectric generator for remote agricultural facilities - Google Patents
Solar thermoelectric generator for remote agricultural facilities Download PDFInfo
- Publication number
- RU2748109C1 RU2748109C1 RU2020132212A RU2020132212A RU2748109C1 RU 2748109 C1 RU2748109 C1 RU 2748109C1 RU 2020132212 A RU2020132212 A RU 2020132212A RU 2020132212 A RU2020132212 A RU 2020132212A RU 2748109 C1 RU2748109 C1 RU 2748109C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- storage tank
- thermoelectric
- solar
- control unit
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 36
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 11
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 4
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G6/00—Devices for producing mechanical power from solar energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S90/00—Solar heat systems not otherwise provided for
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
- H02S10/30—Thermophotovoltaic systems
-
- 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
- Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
-
- 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
Abstract
Description
Изобретение относится к области сельского хозяйства для использования в качестве основного или резервного электроснабжения электроэнергией технологических установок в отдаленных районах страны, использующих тепловую энергию солнечного излучения.The invention relates to the field of agriculture for use as the main or backup power supply for technological installations in remote regions of the country, using thermal energy of solar radiation.
Известна солнечная энергетическая установка с термоэлектрическим генератором, использующая для питания светотехнических устройств, термоэлектрические преобразователи тепловой энергии солнца в электрическую, и предназначенные для подзарядки накопителя энергии питающего источник света (патент РФ R 2382935, МПК F21W 111/047, F24J 2/42, опубл. 27.02.2010.Бюл. №6). В солнечной энергетической установке с термоэлектрическим генератором содержится светотехническое устройство, автономный источник электропитания (аккумулятор) и подзарядное энергетическое устройство. В качестве подзарядного устройства используется термоэлектрический генератор, преобразующий тепловую энергию солнца в электрическую, помещенный внутри гелиоконцентратора, функции которого выполняет оптическое устройство на основе линзы Френеля. Выработанное термоэлектрическим генератором электричество подается в накопитель энергии (аккумулятор), который с свою очередь обеспечивает электроэнергией потребителя.Known solar power plant with a thermoelectric generator, which uses to power lighting devices, thermoelectric converters of solar thermal energy into electrical energy, and intended for recharging the energy storage device feeding the light source (RF patent R 2382935, IPC F21W 111/047, F24J 2/42, publ. 27.02.2010 Bul. No. 6). A solar power plant with a thermoelectric generator contains a lighting device, an autonomous power supply (battery) and a recharging power device. A thermoelectric generator is used as a recharger, which converts the thermal energy of the sun into electrical energy, placed inside a solar concentrator, the functions of which are performed by an optical device based on a Fresnel lens. The electricity generated by the thermoelectric generator is fed into an energy storage device (battery), which in turn provides the consumer with electricity.
Недостатком известной установки является ограниченная область применения и невозможность электроснабжения электроустановок в технологических процессах сельскохозяйственного назначения.The disadvantage of the known installation is the limited scope and impossibility of power supply of electrical installations in technological processes for agricultural purposes.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для превращения солнечной энергии в электрическую (патент РФ 2402719, МПК F24J 2/42, F24J 2/08, опубл. 27.10. 2010. Бюл. №30). Устройство для превращения солнечной энергии в электрическую содержит термоэлектрический генератор, систему охлаждения, блок управления, линзы, установленные на платформе с возможностью приема солнечных лучей и фокусирования солнечных лучей на теплообменнике горячих спаев термоэлектрического генератора, каналами подачи и отвода охлаждающей воды. Полученная электроэнергия через аккумуляторы направляется к потребителю. Устройство позволяет получать в весеннее-летнее-осеннее время электроэнергию.The closest in technical essence to the proposed invention is a device for converting solar energy into electrical energy (RF patent 2402719, IPC F24J 2/42, F24J 2/08, publ. 27.10. 2010. Bull. No. 30). The device for converting solar energy into electrical energy contains a thermoelectric generator, a cooling system, a control unit, lenses installed on the platform with the ability to receive sunlight and focus the sun rays on the heat exchanger of hot junctions of the thermoelectric generator, channels for supplying and removing cooling water. The resulting electricity is sent through the batteries to the consumer. The device allows you to receive electricity in the spring-summer-autumn time.
Недостатком известного устройства является то, что устройство не позволяет накапливать тепловую энергию для превращения ее в электрическую в аккумуляторе, который с свою очередь обеспечивает электроэнергией потребителя с помощью термоэлектрического модуля в то время, когда отсутствует интенсивное солнечное излучение и невозможность автономного использования ее для удаленных объектов сельского хозяйства.The disadvantage of the known device is that the device does not allow accumulating thermal energy to convert it into electrical energy in the battery, which in turn provides the consumer with electricity using a thermoelectric module at a time when there is no intense solar radiation and the impossibility of its autonomous use for remote rural objects. farms.
Технической задачей предлагаемого изобретения является получение электрической энергии за счет использования тепловой энергии солнечного излучения для автономного электроснабжения потребителей электрической энергии в удаленных районах при отсутствии интенсивного солнечного излучения.The technical objective of the present invention is to obtain electrical energy through the use of thermal energy of solar radiation for autonomous power supply to consumers of electrical energy in remote areas in the absence of intense solar radiation.
В результате использования изобретения появляется возможность автономного электроснабжения потребителей электрической энергии при отсутствии интенсивного солнечного излучения в удаленных районах, где отсутствует централизованное электроснабжение за счет преобразования тепловой энергии солнечного излучения в жидкости (теплоносителе), накапливания ее в баке-аккумуляторе и преобразования в электрическую в термоэлектрическом модуле, которая через аккумулятор (накопитель энергии) обеспечивает электроэнергией потребителя.As a result of using the invention, it becomes possible to independently supply electricity to consumers of electrical energy in the absence of intense solar radiation in remote areas where there is no centralized power supply due to the conversion of thermal energy of solar radiation in a liquid (coolant), accumulating it in a storage tank and converting it into electrical energy in a thermoelectric module , which through the accumulator (energy storage) provides the consumer with electricity.
Технический результат достигается тем, что предлагаемый гелиотермоэлектрический электрогенератор для удаленных объектов сельского хозяйства, содержащий солнечный концентратор с отражателем и приемной трубкой, термоэлектрическую сборку, аккумулятор, блок управления, согласно изобретению, снабжен баком-аккумулятором, в котором расположен теплообменник, соединенный через запорный вентиль, соединенный с блоком управления, прямым и обратным трубопроводами с приемной трубкой солнечного концентратора, причем бак-аккумулятор подающим и отводящим трубопроводами через циркуляционный насос соединен с жидкостным радиатором термоэлектрической сборки, которая имеет также воздушный радиатор и расположенный между жидкостным и воздушным радиаторами термоэлектрический модуль, соединенный с блоком управления и аккумулятором, при этом нагретая в приемной трубке солнечного концентратора жидкость за счет термосифонной циркуляции направляется в теплообменник бака – аккумулятора, где отдает тепловую энергию жидкости, находящейся в баке- аккумуляторе, и по обратному трубопроводу направляется в приемную трубку, из бака-аккумулятора нагретая жидкость по подающему трубопроводу с помощью циркуляционного насоса, соединенного с блоком управления, поступает в жидкостной радиатор термоэлектрической сборки, из которого по отводящему трубопроводу охлажденная жидкость через циркуляционный насос направляется в бак-аккумулятор, образуя замкнутый контур циркуляции жидкости, при этом другая сторона термоэлектрического модуля охлаждает воздушный радиатор, в результате за счет того, что одна сторона модуля нагрета, а другая холодная термоэлектрический модуль генерирует электроэнергию, которая накапливается в аккумуляторе.The technical result is achieved by the fact that the proposed solar thermoelectric generator for remote objects of agriculture, containing a solar concentrator with a reflector and a receiving tube, a thermoelectric assembly, a battery, a control unit, according to the invention, is equipped with a storage tank, in which a heat exchanger is located, connected through a shut-off valve, connected to the control unit, direct and return pipelines with the receiving tube of the solar concentrator, and the storage tank is connected by supply and outlet pipelines through a circulation pump to the liquid radiator of the thermoelectric assembly, which also has an air radiator and a thermoelectric module located between the liquid and air radiators, connected to the control unit and the battery, while the liquid heated in the receiving tube of the solar concentrator due to thermosiphon circulation is directed to the heat exchanger of the tank - accumulator, where it gives off thermal energy the liquid in the storage tank and through the return pipeline is directed to the receiving tube, from the storage tank the heated liquid through the supply pipeline with the help of a circulation pump connected to the control unit enters the liquid radiator of the thermoelectric assembly, from which the cooled liquid through the outlet pipeline through the circulation pump it is directed to the storage tank, forming a closed loop of liquid circulation, while the other side of the thermoelectric module cools the air radiator, as a result, due to the fact that one side of the module is heated, and the other cold thermoelectric module generates electricity, which is accumulated in the battery.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлен гелиотермоэлектрический электрогенератор для удаленных объектов сельского хозяйства. The essence of the invention is illustrated by a drawing, which shows a solar thermoelectric generator for remote agricultural facilities.
Гелиотермоэлектрический электрогенератор для удаленных объектов сельского хозяйства содержит термоэлектрическую сборку 17, состоящую из термоэлектрического модуля 1, жидкостного радиатора 2, воздушного радиатора 3, солнечного концентратора 16, который состоит из отражателя 5 и приемной трубки с жидкостью 6, установленной в фокусе отражателя 5, бак-аккумулятор 7, теплообменник 8, прямой трубопровод 9, обратный трубопровод 10, циркуляционный насос 4, отводящий трубопровод 11 и подающий трубопровод 12 относительно водяного радиатора 2 термоэлектрической сборки 17, аккумулятор (накоптель электрической энергии) 13, запорный вентиль 14, блок управления 15.A solar thermoelectric generator for remote agricultural objects contains a
В баке-аккумуляторе 7 расположен теплообменник 8, соединенный через запорный вентиль 14, установленный на прямом трубопроводе 9, с одним концом приемной трубки 6 солнечного концентратора 16, а другой конец приемной трубки 6 соединен с теплообменником 8 обратным трубопроводом 10, образуя замкнутый контур термосифонную циркуляцию жидкости. Запорный вентиль 14 соединен с блоком правления 15.A
Бак-аккумулятор 7 подающим 12 и отводящим 11 трубопроводами через циркуляционный насос 4 соединен с жидкостным радиатором 2 термоэлектрической сборки 17, образуя замкнутый контур циркуляции жидкости. Термоэлектрический модуль 1, расположенный в термоэлектрической сборке 17 между жидкостным 2 и воздушным 3 радиаторами соединен с блоком управления 15 и с аккумулятором 13. The accumulator tank 7 is connected with the
Нагретая жидкость по подающему трубопроводу 12 из бака-аккумулятора 7 с помощью циркуляционного насоса 4, соединенного с блоком управления 15, поступает в жидкостной радиатор 2 термоэлектрической сборки 17. По отводящему трубопроводу 11 охлажденная жидкость, охлажденная в жидкостном радиаторе 2 с помощью циркуляционного насоса 4 подается в бак-аккумулятор 7. The heated liquid through the
Другая сторона термоэлектрического модуля 1 охлаждается с помощью воздушного радиатора 3, при этом термоэлектрический модуль 1, соединенный с аккумулятором13, генерирует электроэнергию.The other side of the
В качестве жидкости (жидкостного теплоносителя) в гелиотермоэлектрическом электрогенераторе используют, например синтетическое масло с температурой 200°С.As a liquid (liquid heat carrier) in a solar thermoelectric generator, for example, synthetic oil with a temperature of 200 ° C is used.
Работает гелиотермоэлектрический электрогенератор для удаленных объектов сельского хозяйства, следующим образом.A solar thermoelectric generator works for remote agricultural facilities as follows.
При включении блока управления 15 открывается запорный вентиль 14, тогда нагретая в приемной трубке 6 солнечного концентратора 16 жидкость за счет термосифонной циркуляции направляется в теплообменник 8. В результате теплообменник 8 , отдает тепловую энергию жидкости, находящейся в баке- аккумуляторе и нагревает ее. When the
Циркуляция нагретой жидкости из бака – аккумулятора 7, поступающая в термоэлектрическую сборку 17, происходит следующим образом. Из бака – аккумулятора 7 с помощью циркуляционного насоса 4 по подающему трубопроводу 12 нагретая жидкость поступает в жидкостной радиатор 2, откуда по отводящему трубопроводу 11 направляется в бак – аккумулятор 7, образуя замкнутый контур циркуляции жидкости.The circulation of the heated liquid from the tank - accumulator 7, entering the
Теплота от жидкостного радиатора 2 передается горячей стороне термоэлектрического модуля 1 и нагревает её. Для поглощения тепловой энергии с холодной стороны термоэлектрического модуля 1 и поддержания её в холодном состоянии по отношению к горячей стороне, используется воздушный радиатор 3. Ассимилируя эту теплоту, радиатор 3 рассеивает её в окружающее пространство, в результате термоэлектрический модуль 1 за счет того, что одна сторона модуля нагрета, а другая холодная генерирует электроэнергию, которая накапливается в аккумуляторе 13. The heat from the
При этом, во время недостаточной интенсивности солнечного излучения или в ночное время нагрев горячей стороны термоэлектрического модуля 1 будет осуществляться за счет тепловой энергии запасенной в баке – аккумуляторе 7.In this case, during insufficient intensity of solar radiation or at night, heating of the hot side of
Таким образом, предлагаемый гелиотермоэлектрический электрогенератор для удаленных объектов сельского хозяйства позволяет с помощью термоэлектрических модулей преобразовывать солнечную тепловой энергии в электрическую энергию.Thus, the proposed solar thermoelectric generator for remote agricultural facilities allows using thermoelectric modules to convert solar thermal energy into electrical energy.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020132212A RU2748109C1 (en) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | Solar thermoelectric generator for remote agricultural facilities |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020132212A RU2748109C1 (en) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | Solar thermoelectric generator for remote agricultural facilities |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2748109C1 true RU2748109C1 (en) | 2021-05-19 |
Family
ID=75919790
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020132212A RU2748109C1 (en) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | Solar thermoelectric generator for remote agricultural facilities |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2748109C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2788266C1 (en) * | 2022-06-03 | 2023-01-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Electric generator for remote agricultural facilities |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU63911U1 (en) * | 2006-06-07 | 2007-06-10 | ФГОУ ВПО Рязанская государственная сельскохозяйственная академия им. профессора П.А. Костычева | DEVICE FOR THERMOELECTRIC COOLING OF GAS |
RU2402719C1 (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-27 | Виталий Никифорович Тимофеев | Device for solar to electric energy conversion |
JP2011058367A (en) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Nippon Eco Solutions Inc | Compound energy utilization system |
RU2569403C1 (en) * | 2014-08-05 | 2015-11-27 | Андрей Леонидович Шпади | Self-sustained power and heat supply system for building |
RU2630317C2 (en) * | 2015-07-07 | 2017-09-07 | Александр Сергеевич Диков | Modular building with enhanced consumer properties |
-
2020
- 2020-09-30 RU RU2020132212A patent/RU2748109C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU63911U1 (en) * | 2006-06-07 | 2007-06-10 | ФГОУ ВПО Рязанская государственная сельскохозяйственная академия им. профессора П.А. Костычева | DEVICE FOR THERMOELECTRIC COOLING OF GAS |
RU2402719C1 (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-27 | Виталий Никифорович Тимофеев | Device for solar to electric energy conversion |
JP2011058367A (en) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Nippon Eco Solutions Inc | Compound energy utilization system |
RU2569403C1 (en) * | 2014-08-05 | 2015-11-27 | Андрей Леонидович Шпади | Self-sustained power and heat supply system for building |
RU2630317C2 (en) * | 2015-07-07 | 2017-09-07 | Александр Сергеевич Диков | Modular building with enhanced consumer properties |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2788266C1 (en) * | 2022-06-03 | 2023-01-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Electric generator for remote agricultural facilities |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7296410B2 (en) | Solar power system and method for power generation | |
US20140224295A1 (en) | Effective and scalable solar energy collection and storage | |
CN107178910B (en) | A kind of solar energy heat distribution system based on CPVT and step accumulation of heat | |
JP6152553B2 (en) | Solar power generation system and solar power generation method | |
CN103742374A (en) | Concentrated solar heat distributed energy comprehensive utilization method | |
KR101784989B1 (en) | Thermoelectric generation system using solar heat collector | |
KR100770360B1 (en) | Multi-apparatus for solar heat and solar light | |
RU2748109C1 (en) | Solar thermoelectric generator for remote agricultural facilities | |
CN108061395B (en) | Photo-thermal power generation system and photo-thermal power station | |
KR101628668B1 (en) | Apparatus for controlling temperature of photovoltaic panel | |
WO2012076847A1 (en) | Solar energy apparatus with a combined photovoltaic and thermal power generation system | |
RU2788266C1 (en) | Electric generator for remote agricultural facilities | |
RU128702U1 (en) | CONSUMER ENERGY SUPPLY SYSTEM BASED ON THE COMPLEX USE OF CLASSICAL AND RENEWABLE ENERGY SOURCES | |
RU2746434C1 (en) | Autonomous power supply system of residential building | |
RU2586034C1 (en) | Solar power plant | |
RU2505887C2 (en) | Multipurpose solar power plant | |
JP2013105927A (en) | Power generating facility utilizing solar energy and operational method thereof | |
CN104913513A (en) | Solar photovoltaic and photothermal power generation system | |
RU35386U1 (en) | SYSTEM OF AUTONOMOUS POWER SUPPLY OF RESIDENTIAL AND INDUSTRIAL SPACES | |
KR20170050982A (en) | Portable heat storage device and integrated electricity generating system using solar energy comprising the same | |
KR101336602B1 (en) | A solar-heated high temperature heat source apparatus of a high degree of efficiency | |
RU2320891C1 (en) | Autonomous life support system in conditions of low altitudes | |
RU117589U1 (en) | CIRCULAR MULTI-FUNCTIONAL SOLAR POWER INSTALLATION | |
CN110572124A (en) | Concentrating solar power generation device based on double-loop cooling | |
CN111964282A (en) | High-efficient photovoltaic system |