RU2767046C1 - Modular solar cogeneration plant - Google Patents
Modular solar cogeneration plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2767046C1 RU2767046C1 RU2020139067A RU2020139067A RU2767046C1 RU 2767046 C1 RU2767046 C1 RU 2767046C1 RU 2020139067 A RU2020139067 A RU 2020139067A RU 2020139067 A RU2020139067 A RU 2020139067A RU 2767046 C1 RU2767046 C1 RU 2767046C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solar
- absorber
- modular
- thermal
- dimensions
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
- H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
-
- 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
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
-
- 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
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области гелиотехники и предназначено для энергоснабжения объектов сельскохозяйственного и индивидуального назначения тепловой и электрической энергией.The invention relates to the field of solar technology and is intended for the supply of agricultural and individual facilities with thermal and electrical energy.
Известна солнечно-энергетическая установка, солнечный модуль и комбинированная солнечно-энергетическая установка на его основе, включающая концентратор в фокусе которого расположен фотовольтаический преобразователь солнечной энергии с контактами подключения, батарей накопителей электрической и тепловой энергии и системой жидкостно-проточного теплосъема, при этом фотовольтаический преобразователь выполнен в виде полой трубки из теплопроводящего материала на внешней поверхности которого нанесена полупроводниковая структура и внутри которой циркулирует теплоноситель, а также комбинированной солнечно-энергетической установки, включающей указанные выше солнечные модули [патент на изобретение РФ RU 2455584, F24J2/42, H01L31/00 Солнечный модуль и комбинированная солнечно-энергетическая установка на его основе от 10.07.2012 Бюл. №19].Known solar power plant, a solar module and a combined solar power plant based on it, including a concentrator in the focus of which is a photovoltaic solar energy converter with connection contacts, electric and thermal energy storage batteries and a liquid-flow heat removal system, while the photovoltaic converter is made in the form of a hollow tube of heat-conducting material on the outer surface of which a semiconductor structure is applied and inside which the coolant circulates, as well as a combined solar power plant, including the above solar modules [RF patent RU 2455584, F24J2/42, H01L31/00 Solar module and a combined solar power plant based on it from 10.07.2012 Bull. No. 19].
Недостатком указанной солнечно-энергетической установки является наличие концентратора, требующего слежения за солнцем, трубки из теплопроводящего материала с нанесением на нее полупроводниковой структуры. Перечисленные факторы усложняют конструкцию и увеличивают стоимость при невысокой эффективности.The disadvantage of this solar power plant is the presence of a concentrator that requires tracking the sun, a tube of heat-conducting material coated with a semiconductor structure. These factors complicate the design and increase the cost with low efficiency.
Известен многофункциональный солнечный коллектор для преобразования электромагнитного излучения Солнца в тепловую и электрическую энергию, содержащий монолитный корпус из теплоизоляционного материала, прозрачное ограждение и расположенный в корпусе абсорбер [RU 2388974, F24J 2/04, 10.05.2010], при этом абсорбер может быть выполнен с селективным покрытием, нанесенным на переднюю сторону, обращенную к прозрачному ограждению, и может быть снабжен фотоэлектрическими элементами.Known multifunctional solar collector for converting the electromagnetic radiation of the Sun into thermal and electrical energy, containing a monolithic body of heat-insulating material, a transparent fence and located in the body of the absorber [RU 2388974, F24J 2/04, 10.05.2010], while the absorber can be made with selective coating applied to the front side facing the transparent fence and can be equipped with photovoltaic cells.
Недостатком указанного коллектора является достаточно громоздкая конструкция.The disadvantage of this collector is a rather bulky design.
Известна солнечно-энергетическая станция, содержащая солнечные батареи с модульными зеркальными концентраторами солнечной энергии, размещенными на несущей конструкции, оснащенной системой слежения за Солнцем, принимающими излучение фотовольтаическими преобразователями с блоками накопления электрической энергии, циркуляционные контуры теплопередачи для охлаждения фотовольтаических преобразователей и получения тепла [RU 2382953, F24J 2/42, 27.02.2010]. Фотовольтаические преобразователи представляют собой двусторонние полупроводниковая структуры с вертикальными р-n переходами которые расположены в фокусе зеркальных концентраторов в заполненных теплоносителем корпусах с прозрачными окнами, при этом теплоноситель прозрачен для фотоактивного излучения и не прозрачен для нефотоактивного излучения, а зеркальные концентраторы дополнительно снабжены планарными солнечными батареями, установленными в центральной зоне входной апертуры зеркальных концентратов.Known solar power station containing solar panels with modular mirror concentrators of solar energy, placed on a supporting structure, equipped with a tracking system for the sun, receiving radiation photovoltaic converters with electric energy storage units, circulation heat transfer circuits for cooling photovoltaic converters and generating heat [RU 2382953 , F24J 2/42, 02/27/2010]. Photovoltaic converters are two-sided semiconductor structures with vertical p-n junctions that are located at the focus of mirror concentrators in coolant-filled cases with transparent windows, while the coolant is transparent for photoactive radiation and not transparent for non-photoactive radiation, and mirror concentrators are additionally equipped with planar solar panels, installed in the central zone of the entrance aperture of mirror concentrates.
В известном устройстве солнечная энергия поступает в фотовольтаический преобразователь через заполненный теплоносителем корпус, снабженный прозрачными окнами.In the known device, solar energy enters the photovoltaic converter through a housing filled with coolant, equipped with transparent windows.
Недостаток заключается в том, что рабочий элемент находится в теплоносителе, а обеспечить и поддерживать его прозрачность достаточно сложно. Кроме того, известное устройство имеет большие габариты и вес, а также наличие концентраторов, усложняющих конструкцию.The disadvantage is that the working element is in the coolant, and it is quite difficult to ensure and maintain its transparency. In addition, the known device has large dimensions and weight, as well as the presence of hubs that complicate the design.
Известна гелиоустановка горячего водоснабжения, работа которой основана на термосифонном эффекте с использованием разности температур, содержащая солнечный тепловой коллектор, расположенный выше него бак-аккумулятор, прямой трубопровод, подающий воду из коллектора в бак, обратный трубопровод, отводящий воду из бака в коллектор, поплавок, размещенный в баке, патрубок слива горячей воды и регулятор расхода, причем, как минимум, участок прямого трубопровода выполнен гибким и конец его прикреплен к поплавку (патент на изобретение РФ RU 2006757, Гелиоустановка горячего водоснабжения от 10.07.1991).Known hot water solar plant, the operation of which is based on the thermosiphon effect using a temperature difference, containing a solar thermal collector, a storage tank located above it, a direct pipeline that supplies water from the collector to the tank, a return pipeline that drains water from the tank to the collector, a float, located in the tank, a hot water drain pipe and a flow regulator, and at least a section of the straight pipeline is made flexible and its end is attached to the float (RF patent RU 2006757, Solar hot water plant dated 10.07.1991).
К наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению можно отнести солнечные водонагреватели проточного типа, содержащие солнечный тепловой коллектор, трубопровод, по которому поступает жидкость в коллектор, трубопровод, по которому протекает жидкость из коллектора в бак-аккумулятор, в один из трубопроводов включен регулятор расхода, выполненный в виде дросселя с изменяемым проходным сечением (Танака С, Суда Р. Жилые дома с автономным солнечным теплоснабжением. - М.: Стройиздат, 1989, с. 88, рис. 3.1, д) и (Системы солнечного тепло- и хладоснабжения /P.P. Авезов, М.А. Барский-Зорин, И.М. Васильева и др.; под ред. Э.В. Саранцкого и С.А. Чистовича. - М: Стройиздат. 1990. - 328 с: ил., с. 159, рис. 6.6, а).The closest in technical essence to the proposed invention include flow type solar water heaters containing a solar thermal collector, a pipeline through which liquid enters the collector, a pipeline through which liquid flows from the collector to the storage tank, a flow controller is included in one of the pipelines , made in the form of a throttle with a variable flow area (Tanaka S, Suda R. Residential buildings with autonomous solar heating. - M .: Stroyizdat, 1989, p. 88, Fig. 3.1, e) and (Systems of solar heat and cold supply / PP Avezov, M.A. Barsky-Zorin, I.M. Vasiliev, etc., edited by E.V. Sarantsky and S.A. Chistovich, M: Stroyizdat, 1990, 328 p., ill., p. 159, Fig. 6.6, a).
Недостатком таких установок является то, что дроссель не позволяет автоматически регулировать поток жидкости в зависимости от изменения солнечного излучения, приходящего на приемную поверхность солнечного теплового коллектора, а также то, что установка применяется только для производства тепловой энергии, и нет возможности использования приходящей солнечной радиации для выработки электроэнергии.The disadvantage of such installations is that the throttle does not allow automatically adjusting the fluid flow depending on the change in solar radiation coming to the receiving surface of the solar thermal collector, and also that the installation is used only for the production of thermal energy, and there is no possibility of using the incoming solar radiation for electricity generation.
Известна когенерационная фотоэлектрическая тепловая система, в которой фотоэлектрический тепловой модуль, расположенный уровнем ниже солнечного теплового коллектора и соединенный последовательно с ним обеспечивает получение тепловой и электрической энергии в режиме естественной циркуляции теплоносителя с управлением циркуляцией с помощью соленоидного клапана (патент на изобретение РФ RU 2509268, Когенерационная фотоэлектрическая тепловая система от 10.03.2014).A cogeneration photovoltaic thermal system is known, in which a photovoltaic thermal module located at a level below the solar thermal collector and connected in series with it provides thermal and electrical energy in the mode of natural circulation of the coolant with circulation control using a solenoid valve (patent for the invention of the Russian Federation RU 2509268, Cogeneration photovoltaic thermal system from 10.03.2014).
Недостаток такой конструкции состоит в сниженном КПД по сравнению с установками с принудительной циркуляцией.The disadvantage of this design is the reduced efficiency compared to plants with forced circulation.
Известно изобретение, включающее концентратор, в фокусе которого расположен фотовольтаический преобразователь солнечной энергии, с контактами подключения батарей накопителей электрической и тепловой энергии и системой жидкостно-проточного теплосъема, при этом фотовольтаический преобразователь выполнен в виде полой трубки из теплопроводящего материала, на внешней поверхности которой нанесена полупроводниковая структура и внутри которой циркулирует теплоноситель.An invention is known that includes a concentrator, in the focus of which is a photovoltaic solar energy converter, with contacts for connecting batteries of electric and thermal energy storage devices and a liquid-flow heat removal system, while the photovoltaic converter is made in the form of a hollow tube of heat-conducting material, on the outer surface of which a semiconductor structure and within which the coolant circulates.
Недостатком является криволинейная поверхность фотопанели, ограничивающая типы используемых модулей, а также наличие концентратора, удорожающего установку и приводящего к сильному росту температуры фотоэлементов (патент на изобретение РФ RU 2455584, Солнечный модуль и комбинированная солнечно-энергетическая установка на его основе от 10.07.2012).The disadvantage is the curvilinear surface of the photopanel, which limits the types of modules used, as well as the presence of a concentrator, which increases the cost of installation and leads to a strong increase in the temperature of the photocells (patent for the invention of the Russian Federation RU 2455584, Solar module and a combined solar power plant based on it dated 10.07.2012).
Наиболее близким к предлагаемой установке является изобретение, в котором описан способ производства комбинированных солнечных панелей и самим панелям, произведенным с помощью упомянутого способа (патент на изобретение РФ RU 2427766, Способ производства комбинированных солнечных панелей фотоэлектрического и теплового типа и соответствующая солнечная панель от 17.04.2008), отличием которого от предлагаемой заявителем установки является отсутствие модульности и необходимость использования высокотехнологичного оборудования для сборки фотоэлектрического теплового модуля.The closest to the proposed installation is an invention that describes a method for the production of combined solar panels and the panels themselves, produced using the above method (patent for the invention of the Russian Federation RU 2427766, Method for the production of combined solar panels of photovoltaic and thermal type and the corresponding solar panel dated 17.04.2008 ), which differs from the installation proposed by the applicant in the absence of modularity and the need to use high-tech equipment for assembling a photovoltaic thermal module.
Задачей предлагаемого изобретения является производство электрической и тепловой энергии, а также повышение эффективности преобразования солнечного излучения фотопанелью по сравнению с обычным фотоэлектрическим модулем при снижении ее температуры теплоносителем, циркулирующим по каналам абсорбера солнечного коллектора и при сохранении модульности электрической и тепловой частей установки.The objective of the invention is the production of electrical and thermal energy, as well as increasing the efficiency of converting solar radiation by a photopanel compared to a conventional photovoltaic module while reducing its temperature with a coolant circulating through the channels of the solar collector absorber and while maintaining the modularity of the electrical and thermal parts of the installation.
В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность использовать производимую электрическую и тепловую энергию для снабжения индивидуальных и сельскохозяйственных потребителей и для различных объектов социальной инфраструктуры.As a result of using the proposed invention, it becomes possible to use the produced electrical and thermal energy to supply individual and agricultural consumers and for various social infrastructure facilities.
Изобретательский уровень технического решения заключается в том, что модульная солнечная когенерационная установка может работать в двух режимах: режиме когенерационной установки, в котором фотопанель прижата к абсорберу солнечного коллектора через термоинтерфейс и в независимом режиме, в котором фотопанель сдвинута с помощью специальных шарниров и располагается в плоскости, параллельной плоскости абсорбера, не затеняя его. В первом режиме обеспечивается охлаждение фотопанели циркулирующим в каналах абсорбера теплоносителем, что приводит к увеличению эффективности преобразования солнечного света фотоэлементами, однако при этом происходит падение тепловой производительности солнечного коллектора приблизительно на 10%. В независимом режиме фотопанель работает без принудительного охлаждения, и ее температура повышается на 12-14°С, однако повышается тепловая производительность установки.The inventive level of the technical solution lies in the fact that a modular solar cogeneration plant can operate in two modes: cogeneration plant mode, in which the photopanel is pressed against the solar collector absorber through a thermal interface, and in an independent mode, in which the photopanel is shifted using special hinges and is located in the plane parallel to the plane of the absorber without obscuring it. In the first mode, the photopanel is cooled by the coolant circulating in the channels of the absorber, which leads to an increase in the efficiency of solar light conversion by photocells, however, in this case, the thermal performance of the solar collector drops by approximately 10%. In independent mode, the photopanel operates without forced cooling, and its temperature rises by 12-14°C, but the thermal performance of the installation increases.
Поставленная задача решается тем, что модульная солнечная когенерационная установка состоящая из по крайней мере одного солнечного теплового коллектора с плоским металлическим абсорбером, подводящим и отводящим трубопроводами, соединенными с теплоизолированным баком-аккумулятором в котором находится теплообменник двухконтурной гидравлической системы горячего водоснабжения, циркуляционным насосом, модульной фотоэлектрической панелью, размеры которой совпадают с размерами абсорбера, состоящей из стекла с низким содержанием железа и включающей герметизированные оптически прозрачным силиконовым герметиком фотоэлементы, спаянные в солнечную батарею, а также опорными стойками для поддержания конструкции конегерационного устройства, отличающегося модульностью, состоящей в том, что фотоэлектрическая панель может быть отсоединена от абсорбера, к которому она крепится с помощью зажимов струбцинного типа, и с помощью шарниров сдвинута в плоскости, параллельной абсорберу и использована одновременно с ним для изменения соотношения между количеством тепловой и электрической энергией, выдаваемыми установкой.The problem is solved by the fact that a modular solar cogeneration plant consisting of at least one solar thermal collector with a flat metal absorber, inlet and outlet pipelines connected to a thermally insulated storage tank in which there is a heat exchanger of a dual-circuit hydraulic hot water system, a circulation pump, a modular photovoltaic a panel, the dimensions of which coincide with the dimensions of the absorber, consisting of glass with a low iron content and including photovoltaic cells sealed with an optically transparent silicone sealant, soldered into a solar battery, as well as support legs to support the design of the conergeter device, which is characterized by modularity, consisting in that the photovoltaic panel can be detached from the absorber, to which it is attached using clamp-type clamps, and shifted with the help of hinges in a plane parallel to the absorber and used simultaneously about with him to change the ratio between the amount of thermal and electrical energy produced by the installation.
На фиг. 1 представлен солнечный тепловой коллектор с отводящими трубами и модульной фотоэлектрической панелью.In FIG. 1 shows a solar thermal collector with exhaust pipes and a modular photovoltaic panel.
На фиг. 2 показана вертикальная структура теплового фотоэлектического модуля.In FIG. 2 shows the vertical structure of a thermal photovoltaic module.
На фиг. 3 представлена экспериментальная установка.In FIG. 3 shows the experimental setup.
На фиг. 4 показаны результаты натурных испытаний модульной солнечной когенерационной установки.In FIG. 4 shows the results of field tests of a modular solar cogeneration plant.
Устройство содержит солнечный тепловой коллектор 1 (фиг. 1), с плоским металлическим абсорбером, подводящим и отводящим трубопроводами 2 (фиг. 1), которые соединены с теплоизолированным баком-аккумулятором 3 (фиг. 3), в котором может находиться теплообменник двухконтурной гидравлической системы горячего водоснабжения 4 (фиг. 3), циркуляционным насосом 5 (фиг. 3), модульной фотоэлектрической панелью 6 (фиг. 1), размеры которой совпадают с размерами абсорбера 7 (фиг. 2), состоящей из стекла 8 (фиг. 2) с низким содержанием железа и герметизированные оптически прозрачным силиконовым герметиком фотоэлементы 9 (фиг. 2), спаянные в солнечную батарею, а также опорными стойками для поддержания конструкции 10 (фиг. 4).The device contains a solar thermal collector 1 (Fig. 1), with a flat metal absorber, inlet and outlet pipelines 2 (Fig. 1), which are connected to a thermally insulated storage tank 3 (Fig. 3), which may contain a heat exchanger of a dual-circuit hydraulic system hot water supply 4 (Fig. 3), circulation pump 5 (Fig. 3), modular photovoltaic panel 6 (Fig. 1), the dimensions of which coincide with the dimensions of the absorber 7 (Fig. 2), consisting of glass 8 (Fig. 2) with a low iron content and sealed with an optically transparent silicone sealant photocells 9 (Fig. 2), soldered into a solar battery, as well as support legs to support the structure 10 (Fig. 4).
Теплоизоляция термоизолом трубопроводов и термоизоляция абсорбера в ящике 11 (фиг. 2) солнечного коллектора односторонне фольгированным пенофолом 12 (Фиг. 2) препятствует потерям тепла, увеличивает температуру абсорбера и приводит к лучшей теплоотдаче от абсорбера к теплоносителю.Thermal insulation of pipelines with thermal insulation and thermal insulation of the absorber in the box 11 (Fig. 2) of the solar collector with one-sided foil foam 12 (Fig. 2) prevents heat loss, increases the temperature of the absorber and leads to better heat transfer from the absorber to the coolant.
Фотоэлементы солнечной батареи 9 (фиг. 2) выкладываются на специальное стекло 8 (фиг. 2) в спаянном виде и заливаются прозрачным силиконовым герметиком 13 (фиг. 2), например, Силагерм-2106. При этом с внутренней стороны фотопанели 6 (фиг. 1) образуется совершенно гладкий слой застывшего герметика, который покрывается тонким слоем термопасты КПТ-8 14 (фиг. 2) и прижимается к абсорберу солнечного коллектора 7 (фиг. 2) с помощью зажимов струбцинного типа 15 (фиг. 2).The photocells of the solar battery 9 (Fig. 2) are laid out on a special glass 8 (Fig. 2) in soldered form and filled with transparent silicone sealant 13 (Fig. 2), for example, Silagerm-2106. At the same time, a completely smooth layer of hardened sealant is formed on the inside of the photopanel 6 (Fig. 1), which is covered with a thin layer of thermal paste KPT-8 14 (Fig. 2) and pressed against the solar collector absorber 7 (Fig. 2) using clamp-type clamps 15 (FIG. 2).
Работает модульная солнечная когенерационная установка следующим образом. В режиме когенерации, при установленной на абсорбере фотопанели 6 (фиг. 1) падающее солнечное излучение поглощается фотоэлементами 9 (фиг. 2) и частично превращается в электричество, а частично идет на нагрев фотопанели 6 (фиг. 1). В дальнейшем тепло передается абсорберу солнечного коллектора 7 (фиг. 2), а от него через теплообменные трубы 16 (фиг. 2), циркуляция в которых обеспечивается насосом 5 (фиг. 3), передается теплоносителю и попадает в теплоизолированный бак-аккумулятор 3 (фиг. 3) из которого тепло может отбираться как непосредственно (при одноконтурной системе), так и через внутренний теплообменник 4 (фиг. 3) (в двухконтурной системе). Электрическая энергия, генерируемая солнечной панелью 6 (фиг. 1) может быть использована как для собственных нужд установки (для работы циркуляционного насоса 5 (фиг. 3)), так и непосредственно для потребителей или для зарядки аккумуляторов.The modular solar cogeneration plant works as follows. In the cogeneration mode, with a
Экспериментальная установка, показанная на фиг. 4 содержит солнечный тепловой коллектор 1 (фиг. 4) с плоским металлическим абсорбером, подводящими и отводящими теплоизолированными трубопроводами 2 (фиг. 4) которые соединены с теплоизолированным баком-аккумулятором 3 (фиг. 4), циркуляционный насос 5 (фиг. 4), обеспечивающий подачу теплоносителя, модульную фотоэлектрическую панель 6 (фиг. 4) размеры которой совпадают с размерами абсорбера, состоящую из стекла 8 (фиг. 2) с низким содержанием железа и герметизированные оптически прозрачным силиконовым герметиком фотоэлементы 9 (фиг. 2), спаянные в солнечную батарею 6 (фиг. 4), а также опорными стойками 10 (фиг. 4) для поддержания конструкции.The experimental setup shown in Fig. 4 contains a solar thermal collector 1 (Fig. 4) with a flat metal absorber, inlet and outlet heat-insulated pipelines 2 (Fig. 4) that are connected to a heat-insulated storage tank 3 (Fig. 4), a circulation pump 5 (Fig. 4), providing the supply of coolant, a modular photovoltaic panel 6 (Fig. 4) whose dimensions coincide with the dimensions of the absorber, consisting of glass 8 (Fig. 2) with a low iron content and sealed with optically transparent silicone sealant photocells 9 (Fig. 2), soldered into the solar battery 6 (Fig. 4), as well as support posts 10 (Fig. 4) to support the structure.
Результаты натурных испытаний солнечной когенерационной установки показаны на Фиг. 5. Для сравнения выбраны два экспериментальных дня, совпадающие по погодным условиям и инсоляции. Тепловая эффективность когенерационной установки немного ниже, чем у классического солнечного коллектора в начале дня, когда температура абсорбера еще сравнительно низкая, но по мере прогрева установки тепловая эффективность гибридного коллектора начинает превосходить классический абсорбер без остекления за счет роста сопротивления теплоотдачи с его лицевой стороны. Общая электрическая и тепловая эффективность когенерационной установки превосходит классический солнечных коллектор на величину от 7% до 22% в зависимости от температуры коллектора и теплоносителя в баке-аккумуляторе.The results of field tests of the solar cogeneration plant are shown in Fig. 5. For comparison, two experimental days were selected, coinciding in weather conditions and insolation. The thermal efficiency of a cogeneration plant is slightly lower than that of a classic solar collector at the beginning of the day, when the temperature of the absorber is still relatively low, but as the plant warms up, the thermal efficiency of a hybrid collector begins to exceed that of a classic absorber without glazing due to an increase in heat transfer resistance from its front side. The overall electrical and thermal efficiency of the cogeneration plant exceeds the classic solar collector by 7% to 22%, depending on the temperature of the collector and the coolant in the storage tank.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020139067A RU2767046C1 (en) | 2020-11-26 | 2020-11-26 | Modular solar cogeneration plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020139067A RU2767046C1 (en) | 2020-11-26 | 2020-11-26 | Modular solar cogeneration plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2767046C1 true RU2767046C1 (en) | 2022-03-16 |
Family
ID=80736992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020139067A RU2767046C1 (en) | 2020-11-26 | 2020-11-26 | Modular solar cogeneration plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2767046C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999010934A1 (en) * | 1997-08-25 | 1999-03-04 | Technische Universiteit Eindhoven | A panel-shaped, hybrid photovoltaic/thermal device |
RU2427766C2 (en) * | 2006-10-09 | 2011-08-27 | С.И.Е.М С.Р.Л. | Method of producing photoelectric and thermal type combined solar panels and respective solar panel |
RU2509268C2 (en) * | 2012-04-28 | 2014-03-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Cogeneration photoelectric thermal system |
-
2020
- 2020-11-26 RU RU2020139067A patent/RU2767046C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999010934A1 (en) * | 1997-08-25 | 1999-03-04 | Technische Universiteit Eindhoven | A panel-shaped, hybrid photovoltaic/thermal device |
RU2427766C2 (en) * | 2006-10-09 | 2011-08-27 | С.И.Е.М С.Р.Л. | Method of producing photoelectric and thermal type combined solar panels and respective solar panel |
RU2509268C2 (en) * | 2012-04-28 | 2014-03-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Cogeneration photoelectric thermal system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ju et al. | A review of concentrated photovoltaic-thermal (CPVT) hybrid solar systems with waste heat recovery (WHR) | |
Sahota et al. | Review on series connected photovoltaic thermal (PVT) systems: Analytical and experimental studies | |
CA2998032C (en) | Integrated solar energy utilization apparatus and system | |
KR101979659B1 (en) | Building Integrated Photovoltaic and Thermal system | |
Psomopoulos | Solar energy: Harvesting the sun’s energy for a sustainable future | |
KR101997761B1 (en) | Combined solar thermal and photovoltaics system using hybird solar cell based on concentrated type and planar type | |
RU2767046C1 (en) | Modular solar cogeneration plant | |
CN209840250U (en) | Solar energy coupling soil source heat pump heating system for greenhouse | |
Vinubhai et al. | A review: solar water heating systems | |
CN106533358A (en) | Photovoltaic-thermal comprehensive utilization device capable of automatically adjusting driving power of circulating pump and control method | |
Marčič et al. | Hybrid system solar collectors-heat pumps for domestic water heating | |
Sarbu et al. | Solar water and space heating systems | |
CN206302381U (en) | Automatically adjust the photovoltaic photo-thermal comprehensive utilization device of circulating pump driving power | |
RU2675640C1 (en) | Combined solar collector installation | |
RU2252371C2 (en) | Solar module with concentrator | |
Abid et al. | Combined uncovered sheet-and-tube pvt-collector system with built-in storage water heater | |
RU2455584C1 (en) | Solar module and combined solar power plant on its basis | |
Shittu et al. | Comparison of operational performance and analytical model of high concentrator photovoltaic thermal system at 2000 concentration ratio | |
CN105356832A (en) | Electricity and heat cogeneration system based on concentrated solar energy | |
RU2819329C1 (en) | Roof covering and method of making roof covering | |
Smeltink et al. | A 40kW roof mounted PV thermal concentrator system | |
CN217816999U (en) | Solar hot water and heating dual-supply system with convex lens array energy collecting device | |
RU2509268C2 (en) | Cogeneration photoelectric thermal system | |
AU2020102928A4 (en) | Photovoltaic photo-thermal hybrid module for combined heat and power | |
RU112363U1 (en) | ABSORBER OF THE SUNNY COLLECTOR |