SU1645791A1

SU1645791A1 - Solar radiation concentrator

Info

Publication number: SU1645791A1
Application number: SU884480467A
Authority: SU
Inventors: Валерий Филиппович Николаевский; Татьяна Юрьевна Кузьменко
Original assignee: В.Ф. Николаевский и Т.Ю Кузьменко
Priority date: 1988-08-31
Filing date: 1988-08-31
Publication date: 1991-04-30

Abstract

Изобретение позвол ет улавливать солнечное излучение за весь период движени Солнца по небосводу без применени системы слежени и одновременно увеличивать коэффициент концентрации солнечного излучени за счет увеличени входной апертуры рефлектора. Гелиоконцентратор работает по принципу солнечной ловушки и представл ет собой полностью зеркалирован- ные кольца 1, образованные фокусными усеченными параболоидами, сечени которых расположены выше их фокальной плоскости. Входное отверстие перекрыто светопропускающим элементом 2 в виде шарового сегмента обращенным вогнутостью внутрь концентратора и имеющим селективно-отражающее покрытие с внутренней стороны Выходное отверстие перекрыто линзой Френел 3 с рабочей по- оерхностью, обращенной внутрь концентратора Элементы 2 и 3 снабжены фланцами 4 и 5, скрепленными один с другим при помощи болтов-ст жек 6 и 7, которые соединены между собой коромыслом 9 На верхнем фланце 4 размещен контротражатель 8 в виде менискового зеркального кольца дл улавливани излучени при восходе и закате Солнца. К нижнему фланцу 5 прикреплен полый световод 10 дл трансформации сконцентрированного солнечного излучени к месту его утилизации 1 ил ъ« feThe invention makes it possible to capture solar radiation for the entire period of the Sun’s motion across the sky without using a tracking system and at the same time to increase the concentration coefficient of solar radiation by increasing the input aperture of the reflector. The solar concentrator operates on the principle of a solar trap and consists of fully mirrored rings 1 formed by focal truncated paraboloids whose cross sections are located above their focal plane. The inlet is blocked by a light-transmitting element 2 in the form of a spherical segment facing the inside of the concentrator and having a selectively reflective coating on the inside. The outlet opening is blocked by a Fresnel lens 3 with a working surface facing the inside of the concentrator. with the other with the help of bolts 6 and 7, which are interconnected by a rocker 9. On the upper flange 4 there is a counter-reflector 8 in the form of a meniscus mirror ring for trapping from at sunrise and sunset. A hollow light guide 10 is attached to the lower flange 5 to transform the concentrated solar radiation to its disposal site 1 or «fe fe

Description

Изобретение относитс к гелиотехнике, а именно к концентраторам солнечного излучени .This invention relates to solar technology, namely solar concentrators.

Цель изобретени -увеличение коэффициента концентрации солнечного излучени за счет увеличени входной апертуры рефлектора .The purpose of the invention is to increase the concentration of solar radiation by increasing the entrance aperture of the reflector.

На чертеже представлено меридиональное сечение концентратора и оптический ход солнечных лучей.The drawing shows the meridional section of the concentrator and the optical path of the sun's rays.

Гелиоконцентратор содержит по меньшей мере два коаксиальных кольца 1, образованных усеченными фокусными параболоидами , сечени которых расположены выше их фокальной плоскости. Внутреннее кольцо 1 имеет двухстороннюю зеркалированнуюThe solar concentrator contains at least two coaxial rings 1 formed by truncated focal paraboloids whose cross sections are located above their focal plane. The inner ring 1 has a double-sided mirror

поверхность, а внешнее - только внутреннюю зеркалированную поверхность. Кольца 1 перекрыты светопропускающими входным 2 и выходным 3 элементами. При этом входной элемент 2 выполнен в виде шарового сегмента, обращенного вогнутостью к солнечному излучению и имеет селективно-отражающее покрытие с внутренней стороны. Выходной элемент 3 выполнен в виде линзы Френел с внутренней рабочей поверхностью, Элементы 2 и 3 снабжены фланцами 4 и 5. скрепленными друг с другом при помощи болтов-ст жек 6 и 7, причем на верхнем фланце 4 размещен контротражатель 8 в виде менискового зеркального кольца . В свою очередь, болты-ст жки 6 и 7surface, and the outer - only the inner mirror surface. Rings 1 are blocked by light-transmitting input 2 and output 3 elements. In this case, the input element 2 is made in the form of a spherical segment, facing by concavity to solar radiation, and has a selectively reflective coating from the inside. The output element 3 is made in the form of a Fresnel lens with an inner working surface. Elements 2 and 3 are equipped with flanges 4 and 5. fastened together with each other using bolts 6 and 7, and on the upper flange 4 there is a contra-arm 8 in the form of meniscus mirror . In turn, bolts 6 and 7

ОABOUT

ел VI ч ate VI h

соединены между собой коромыслом 9, а к нижнему фланцу 5 прикреплен полый световод 10 с внутренней зеркальной и внешней теплоизолирующей поверхност ми.The rocker arm 9 is interconnected, and a hollow light guide 10 is attached to the lower flange 5 with an internal mirror and external heat insulating surface.

Концентратор работает следующим об- разом.The hub operates as follows.

При восходе и закате Солнца излучение первоначально улавливаетс контротражателем 8 и трансформируетс внутрь кольцевого концентратора. При дальнейшем дневном перемещении Солнца по небосводу излучение непосредственно улавливаетс кольцевым концентратором, чему в значительной мере способствует придание входной поверхности формы шарового сегмента. Солнечное излучение, пройд входной элемент 2, после многократного переотражени между зеркальными стенками соседних колец 1 поступает на выходной элемент 3, выполненный в виде линзы Френел . В ре- зультате, сохран квазипараллельность лучей , но с большей концентрацией на единицу площади, солнечное излучение направл етс в полый световод 10 и переноситс с его помощью к месту потреблени (теплоприем- ник, фотопреобразователь, аккумул тор и т. п.).At sunrise and sunset, radiation is initially captured by the counter-reflector 8 and transformed into the interior of the annular concentrator. As the sun moves further across the sky, radiation is directly captured by an annular concentrator, which is greatly facilitated by giving the input surface the shape of a spherical segment. Solar radiation, having passed the input element 2, after multiple reflections between the mirror walls of adjacent rings 1 enters the output element 3, made in the form of a Fresnel lens. As a result, preserving the quasi-parallelism of the rays, but with a higher concentration per unit area, the solar radiation is directed to the hollow fiber 10 and is transferred with its help to the place of consumption (heat receiver, photoconverter, battery, etc.).

Данный параболо-кольцевой концентратор работает по принципу солнечной ловушки и не требует систем ы слежени за Солнцем. Использование селективно-отра- жающего покрыти на внутренней поверхности входного элемента 2 позвол ет регулировать тепловой режим внутри концентратора и варьиропатьспектр воспринимаемого излучени , что обусловливаетс сферой использовани концентратора.This parabolic ring concentrator operates on the principle of a solar trap and does not require a sun tracking system. The use of a selective reflective coating on the inner surface of the input element 2 allows the thermal regime inside the concentrator and the range of perceived radiation to be controlled, which is determined by the use of the concentrator.

Крепеж посредством фланцев и болтов- ст жек весьма технологичен с точки зрени монтажа гелиоконцентратора в полевых услови х , так как его конструкци вл етс разборной и практически не чувствительна к юстировке оптических элементов.Fasteners by means of flanges and bolts are highly technological from the point of view of mounting the solar concentrator in field conditions, since its design is collapsible and practically insensitive to the alignment of optical elements.

Claims

Invention Formula

A solar concentrator containing at least two coaxial rings formed by truncated focal paraboloids whose cross sections are located above their focal plane, the inner ring having a double-sided mirrored surface, and the outer one — only an internal mirrored surface that is different in that radiation concentration, the rings are blocked by light-transmitting input and output elements, while the input element is made in the form of a spherical segment facing in bent to solar radiation, and has a selectively reflective coating from the inside, and the output is in the form of a Frenkel lens with an inner working surface, the elements are equipped with flanges fastened to each other using bolts, and the counter-deflector is placed on meniscus mirror ring.