UA131994U - AUTONOMOUS SOLAR TRIGENERATION POWER PLANT - Google Patents

AUTONOMOUS SOLAR TRIGENERATION POWER PLANT Download PDF

Info

Publication number
UA131994U
UA131994U UAU201808400U UAU201808400U UA131994U UA 131994 U UA131994 U UA 131994U UA U201808400 U UAU201808400 U UA U201808400U UA U201808400 U UAU201808400 U UA U201808400U UA 131994 U UA131994 U UA 131994U
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
battery
controller
inverter
fep
hybrid
Prior art date
Application number
UAU201808400U
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Антон Вікторович Жарков
Юрій Іванович Тугай
Віктор Якович Жарков
Сергій Віталійович Галько
Богдан Станіславович Новах
Віталій Олександрович Хромишев
Олександр Олександрович Діордієв
Оксана Миколаївна Довгалюк
Олександр Павлович Лазуренко
Original Assignee
Антон Вікторович Жарков
Віталій Олександрович Хромишев
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 Антон Вікторович Жарков, Віталій Олександрович Хромишев filed Critical Антон Вікторович Жарков
Priority to UAU201808400U priority Critical patent/UA131994U/en
Publication of UA131994U publication Critical patent/UA131994U/en

Links

Classifications

    • 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
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Автономна сонячна тригенераційна енергоустановка з гібридними фотоелектричними модулями, об'єднаними в батарею, зі спільним охолоджувальним колектором. Кожен модуль містить дві коаксіально розташовані скляні трубки, з'єднані між собою з утворенням вакуумної колби. Внутрішня трубка покрита фотоелектричними перетворювачами (ФЕП), з'єднаними в послідовний ланцюг з виведеними електричними гермо контактами. Акумулятор, контролер, інвертор, послідовні ланцюги із ФЕП кожного фотоелектричного модуля (ФЕМ) приєднані через контролер до акумулятора. До іншого виходу контролера приєднані споживачі постійного струму безпосередньо. Споживачі змінного струму приєднані через інвертор. Гібридний ФЕМ містить термосифон у вигляді окремого металевого корпусу, запаяного з обох сторін, наповненого під вакуумом робочим тілом з фазовим переходом і низькою температурою замерзання, розташований у вакуумній колбі типу посудини Дьюара. Герметичний корпус термосифона виконаний із чистої червоної міді, з конденсатором, контактуючим зі спільним охолоджувальним колектором, наповненим рідким незамерзаючим теплоносієм, бак-акумулятор з теплообмінником, вхідним і вихідним трубопроводами, з термодатчиком на вхідному трубопроводі і вихровим насосом на вихідному трубопроводі. Установка додатково містить абсорбційний холодильник, приєднаний до бака акумулятора.Autonomous solar three-generation power plant with hybrid photovoltaic modules integrated into a battery with a common cooling collector. Each module contains two coaxially arranged glass tubes connected to each other to form a vacuum flask. The inner tube is coated with photovoltaic converters (FEP) connected in series with the output electrical contacts. The battery, controller, inverter, serial circuits with the FEP of each photovoltaic module (FEM) are connected through the controller to the battery. The DC controller is connected directly to the other controller output. AC consumers are connected via an inverter. The hybrid FEM contains a thermosiphon in the form of a separate metal body, soldered on both sides, filled under vacuum working fluid with a phase transition and low freezing temperature, located in a vacuum flask type Dewar vessel. The sealed housing of the thermosiphon is made of pure red copper, with a condenser in contact with a common cooling collector, filled with liquid non-freezing coolant, tank-battery with heat exchanger, inlet and outlet pipelines, with a thermal sensor on the inlet pipe. The unit additionally contains an absorption refrigerator connected to the battery tank.

Description

Корисна модель належить до відновлювальної енергетики з використанням сонячної енергії для тригенерації.A useful model belongs to renewable energy using solar energy for trigeneration.

Відома когенераційна установка з тепловим насосом (Патент України Мо 52822, МПК Бога 5/00.- Опубл. 10.09.2010, Бюл. Мо 17), що містить чотиритактний двигун внутрішнього згорання (ДВ3) з електрогенератором, утилізатор-охолоджувач суміші продуктів згорання, сорочку охолодження внутрішнього контуру, теплообмінник - теплоутилізатор розв'язки рідинних потоків, контур системи охолодження ДВЗ з циркуляційним насосом та контур охолодження води мережі теплопостачання з циркуляційним насосом, два циліндри ДВЗ є компресором теплового насоса, а два інші циліндрами ДВЗ, що підвищує ККД установки по теплу.A known cogeneration unit with a heat pump (Patent of Ukraine Mo 52822, IPC Boga 5/00.- Publ. 10.09.2010, Bul. Mo 17), which contains a four-stroke internal combustion engine (DV3) with an electric generator, a heat exchanger-cooler of a mixture of combustion products, a cooling jacket of the internal circuit, a heat exchanger - a heat recovery unit for the separation of liquid flows, a circuit of the internal combustion engine cooling system with a circulation pump and a water cooling circuit of the heat supply network with a circulation pump, two cylinders of the internal combustion engine are a compressor of the heat pump, and the other two are cylinders of an internal combustion engine, which increases the efficiency of the installation by warm

Відома також тригенераційна установка Патент України Мо 97931, МПК: Б258 27/02, Г258 29/00, гО2а 5/00.- Опубл. 12.12.2011, Бюл. Мо 231, що містить чотирициліндровий чотиритактнийA trigeneration plant is also known. Patent of Ukraine Mo 97931, IPC: Б258 27/02, Г258 29/00, гО2а 5/00.- Publ. 12.12.2011, Bull. Mo 231, containing a four-cylinder four-stroke

ДВЗ з електрогенератором, утилізатор-охолоджувач суміші продуктів згорання, сорочку охолодження внутрішнього контуру, теплообмінник - теплоутилізатор розв'язки рідинних потоків, контур системи охолодження ДВЗ з циркуляційним насосом та контур охолодження води мережі теплопостачання з циркуляційним насосом, пристрій підігріву паливної суміші, вихрову трубу, теплоутилізатор відпрацьованих газів. Може використовуватися як автономна енергоустановка для стаціонарних і пересувних об'єктів з метою одночасного виробництва холоду електричної та теплової енергії.A diesel engine with an electric generator, a heat exchanger-cooler of a mixture of combustion products, a cooling jacket of an internal circuit, a heat exchanger - a heat exchanger for the separation of liquid flows, a circuit of a cooling system of an internal combustion engine with a circulation pump and a water cooling circuit of the heat supply network with a circulation pump, a device for heating the fuel mixture, a vortex tube, waste gas heat recovery unit. It can be used as an autonomous power plant for stationary and mobile objects for the purpose of simultaneous production of cold electrical and thermal energy.

Спільним недоліком наведених енергоустановок (1, 2| є неможливість їх використання для утилізації сонячної теплової енергії.A common drawback of the above power plants (1, 2) is the impossibility of using them for the utilization of solar thermal energy.

Відомий компресійний тепловий насос для охолодження напоїв (Патент України Мо 108003The well-known compression heat pump for cooling drinks (Patent of Ukraine Mo 108003

ОА. МПК о г258В 29/00, 8670 1/08.- опубл. 24.06.2016, Бюл. Мо 12), що містить компресор, конденсатор, випарник, об'єднані між собою контуром, наповненим холодоагентом, постачальний насос, дросель і фільтр-осушувач, увімкнені послідовно до контуру теплового насоса (ТН) з екологобезпечним холодоагентом - фреон-В134, ванну для охолодження води і утворення крижаного поля, з насосом-мішалкою, випарник, терморегулятор з датчиком, продуктопровід для подачі напою до споживача, вентилятор для обдуву повітряного конденсатора, рідинний конденсатор, теплообмінник подачі підігрітої води для миття використаного посуду.OA. IPC o g258B 29/00, 8670 1/08.- publ. 24.06.2016, Bul. Mo 12), containing a compressor, a condenser, an evaporator, connected to each other by a circuit filled with a refrigerant, a supply pump, a throttle and a filter-drier, connected in series to the circuit of a heat pump (TN) with an environmentally safe refrigerant - Freon-B134, a bath for cooling water and forming an ice field, with an agitator pump, evaporator, temperature regulator with a sensor, a product pipe for supplying the drink to the consumer, a fan for blowing the air condenser, a liquid condenser, a heat exchanger for supplying heated water for washing used dishes.

Недоліком відомого ТН є те, що для охолодження напою і підігріву мийної води він використовує дорогу електроенергію.The disadvantage of the well-known TN is that it uses expensive electricity to cool the drink and heat the washing water.

Найбільш близьким аналогом пристрою, що запропонований є автономна когенераційна енергоустановка з гібридними фотоелектричними модулями циліндричної форми (ПатентThe closest analogue of the proposed device is an autonomous cogeneration power plant with hybrid photovoltaic modules of a cylindrical shape (Patent

України Мо 107991, МПК НОТІ 31/00, НОТ.) 7/00, гО24с 2/00. - Опубл.24.06.2016, Бюл. Мо 121, об'єднаними в батарею, зі спільним охолоджувальним колектором, кожен модуль містить дві коаксіально розташовані скляні трубки, з'єднані між собою з утворенням вакуумної колби, внутрішня трубка покрита фотоелектричними перетворювачами (ФЕП), з'єднаними в послідовний ланцюг з електричними гермоконтактами, акумулятор, контролер, інвертор, послідовні ланцюги із ФЕП кожного ФЕМ приєднані через контролер до акумулятора, до іншого виходу контролера приєднані споживачі постійного струму безпосередньо, а споживачі змінного струму - через інвертор, гібридний ФЕМ містить термосифон у вигляді окремого металевого корпусу, запаяного з обох сторін, наповненого під вакуумом робочим тілом з фазовим переходом і низькою температурою замерзання, розташований у вакуумній колбі типу посудиниMo 107991 of Ukraine, IPC NOTI 31/00, NOT.) 7/00, gO24s 2/00. - Publ. 24.06.2016, Bull. Mo 121, combined into a battery, with a common cooling collector, each module contains two coaxially located glass tubes, connected to each other to form a vacuum bulb, the inner tube is covered with photoelectric converters (PEP), connected in a series circuit with electric with thermal contacts, battery, controller, inverter, series circuits from FEP of each FEM are connected through the controller to the battery, direct current consumers are connected to the other output of the controller, and alternating current consumers are connected through the inverter, the hybrid FEM contains a thermosiphon in the form of a separate metal case, soldered with both sides, filled under vacuum with a working body with a phase transition and a low freezing temperature, located in a vacuum flask of the vessel type

Дьюара, герметичний корпус термосифона виконаний із чистої червоної міді, з конденсатором, контактуючим зі спільним охолоджувальним колектором, наповненим рідким незамерзаючим теплоносієм, бак-акумулятор з теплообмінником, трубопроводами, термодатчиком на і вихровим насосом на вихідному трубопроводі.Dewar, hermetic thermosyphon housing is made of pure red copper, with a condenser in contact with a common cooling collector filled with a liquid non-freezing coolant, an accumulator tank with a heat exchanger, pipelines, a temperature sensor on and a vortex pump on the outlet pipeline.

Недоліком найближчого аналога є відсутність генерації холоду, що знижує ефективність енергоустановки в літню пору.The disadvantage of the closest analogue is the lack of cold generation, which reduces the efficiency of the power plant in the summer.

В основу корисної моделі поставлена задача розширення функційних можливостей корисної моделі за рахунок уведення абсорбційного холодильника.The basis of the useful model is the task of expanding the functional capabilities of the useful model due to the introduction of an absorption refrigerator.

Поставлена задача вирішується тим, що автономна сонячна тригенераційна енергоустановка містить ФЕМ, об'єднані в батарею, зі спільним охолоджувальним колектором, кожен модуль містить дві коаксіально розташовані скляні трубки, з'єднані між собою з утворенням вакуумної колби, внутрішня трубка покрита ФЕП, з'єднаними в послідовний ланцюг з виведеними електричними гермоконтактами, акумулятор, контролер, інвертор, послідовні ланцюги із ФЕП кожного ФЕМ приєднані через контролер до акумулятора, до іншого виходу контролера приєднані споживачі постійного струму безпосередньо, а споживачі змінного струму приєднані через інвертор, гібридний ФЕМ містить термосифон у вигляді окремого металевого бо корпусу, запаяного з обох сторін, наповненого під вакуумом робочим тілом з фазовим переходом і низькою температурою замерзання, розташований у вакуумній колбі типу посудиниThe task is solved by the fact that the autonomous solar trigeneration power plant contains FEMs combined into a battery with a common cooling collector, each module contains two coaxially located glass tubes connected to each other to form a vacuum bulb, the inner tube is covered with FEM, with connected in a series circuit with removed electrical thermal contacts, battery, controller, inverter, series circuits from the FEM of each FEM are connected through the controller to the battery, to the other output of the controller, direct current consumers are connected, and AC consumers are connected through the inverter, the hybrid FEM contains a thermosyphon in in the form of a separate metal body, welded on both sides, filled under vacuum with a working body with a phase transition and a low freezing temperature, located in a vacuum flask of the vessel type

Дьюара, герметичний корпус термосифона, виконаний із чистої червоної міді, з конденсатором, контактуючим зі спільним охолоджувальним колектором, наповненим рідким незамерзаючим теплоносієм, бак-акумулятор з теплообмінником, вхідним і вихідним трубопроводами, з термодатчиком на вхідному трубопроводі і вихровим насосом на вихідному трубопроводі, згідно з корисною моделлю, містить абсорбційний холодильник, приєднаний до теплового бака- акумулятора.Dewar, hermetically sealed thermosiphon body, made of pure red copper, with a condenser in contact with a common cooling collector filled with a liquid non-freezing coolant, an accumulator tank with a heat exchanger, inlet and outlet pipes, with a temperature sensor on the inlet pipe and a vortex pump on the outlet pipe, according to with a useful model, contains an absorption refrigerator connected to a thermal storage tank.

Наявність термосифона забезпечує транспортування пари робочого тіла до зони конденсації і повернення конденсату назад; наявність робочого тіла з низькою температурою кипіння під вакуумом в корпусі термосифона забезпечує зниження температури кипіння до температури 25-30 С, і, відповідно, робочу температуру ФЕП не вище цієї величини; розташування конденсаторів в спільному охолоджувальному колекторі забезпечує відбір теплоти фазового переходу "пара-рідина"; рідкий незамерзаючий теплоносій разом з вихровим насосом на вхідному трубопроводі забезпечують транспортування теплоти до теплообмінника; теплообмінник забезпечує передачу тепла в бак-акумулятор; контролер забезпечує режим "заряд-розряд" акумулятора і вмикання вихрового насоса при появі сигналу від термодатчика; увімкнення низькоомних діодів Шотткі послідовно з ланцюгами ФЕП унеможливлює розряд акумулятора в нічний час, і виключає ланцюг з пошкодженим ФЕП або з недостатнім освітленням, як навантаження на справні ланцюги ФЕП інших ФЕМ; вмикання діодів Шотткі зі спільною точкою на вході до контролера скорочує кількість електричних з'єднань і підвищує надійність електросхеми.The presence of a thermosyphon ensures the transportation of steam of the working medium to the condensation zone and the return of condensate back; the presence of a working medium with a low boiling point under vacuum in the thermosiphon housing ensures a reduction of the boiling point to a temperature of 25-30 C, and, accordingly, the operating temperature of the FEP is not higher than this value; the location of the condensers in the common cooling collector ensures heat selection of the "vapor-liquid" phase transition; a non-freezing liquid coolant together with a vortex pump on the inlet pipeline provide heat transportation to the heat exchanger; the heat exchanger provides heat transfer to the accumulator tank; the controller ensures the "charge-discharge" mode of the battery and turning on the vortex pump when a signal from the temperature sensor appears; turning on low-resistance Schottky diodes in series with FEP circuits makes it impossible to discharge the battery at night, and turns off a circuit with a damaged FEP or with insufficient lighting, as a load on healthy FEP circuits of other FEMs; switching on Schottky diodes with a common point at the input to the controller reduces the number of electrical connections and increases the reliability of the circuit.

Удосконалення енергоустановки призводить до комбінованої генерації електричної енергії, теплоти і холоду, збільшують її загальний ККД і ефективність.The improvement of the power plant leads to the combined generation of electrical energy, heat and cold, increasing its overall efficiency and effectiveness.

Технічна суть корисної моделі пояснюється графічним матеріалом, де на Фіг. 1 зображена функціональна схема автономної сонячної тригенераційної енергоустановки; на Фіг. 2 зображено устрій гібридного ФЕМ з термосифоном.The technical essence of the useful model is explained by graphic material, where in Fig. 1 shows the functional diagram of an autonomous solar three-generation power plant; in Fig. 2 shows the device of a hybrid FEM with a thermosiphon.

Автономна тригенераційна енергоустановка з гібридними ФЕМ містить батарею 1 із декількох гібридних ФЕМ 2 циліндричної форми, об'єднаних спільним охолоджувальним колектором 3, акумулятор 4, контролер 5, інвертор 6, споживачі постійного струму 7, приєднаніThe autonomous three-generation power plant with hybrid FEMs contains a battery 1 of several hybrid FEMs 2 of a cylindrical shape, united by a common cooling collector 3, a battery 4, a controller 5, an inverter 6, direct current consumers 7, connected

Зо до виходу контролера 5 безпосередньо, споживачі змінного струму 8, приєднані через інвертор 5, бак-акумулятор 9 з теплообмінником 10 і трубопроводами 11,12, термодатчик 13 на вхідному трубопроводі 11 і вихровий насос 14 на вихідному трубопроводі 12 з рідким теплоносієм 15, електроклапан 16. Гібридний ФЕМ 2 містить дві скляні трубки 17,18 із боросилікатного скла, внутрішня трубка 17 розташована в прозорій трубці 18 більшого діаметра (одна в одній), з'єднані між собою подібно посудині Дьюара Інер:/иКк.мікіреадіа.огдАмікі/лосудина ДьюараїЇ, з вакуумною порожниною 19 між ними. Зовнішня поверхня внутрішньої трубки 17 вкрита плівкою із напівпровідникових ФЕП 20, яка наноситься безпосередньо на скло, з'єднаних електрично послідовно (не показано). Всередині внутрішньої трубки 17 розташований термосифон у вигляді герметичного корпусу 21 з чистої червоної міді, з конденсатором 22, контактуючим з охолоджувальним колектором 3, з рідким незамерзаючим теплоносієм 15, наприклад, антифризом. Герметичний корпус 21 і конденсатор 22 наповнені робочим тілом 23, з фазовим переходом, від рідини до газу і навпаки, з низькою температурою замерзання, з зоною випару та зоною конденсації. Увімкнення низькоомних діодів Шотткі 24 послідовно з ланцюгами ФЕП унеможливлює розряд акумулятора в нічний час, і виключає ланцюг з пошкодженим ФЕП або з недостатнім освітленням, як навантаження на справні ланцюги ФЕП інших ФЕМ. До бака- акумулятора 9 приєднаний абсорбційний холодильник 25. В якості робочого тіла 23 термосифона можуть бути використані: етанол або його водний розчин, і/або ацетон, і/або ефір або їхня суміш. Параметри етанолу (СгН5ОН) |Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей.- изд 2-е доп. и перераб. - М.: Наука, 1972. - С. 407-415): критична температура Ткр-516,1 К (243,1 7С), критичний тиск Рьер-63,9Па, температура кипіння при атмосферному тиску (Р-0,1 МПа) Ткий-351,3К (78,37С), а питома теплота випаровування /-840 кДж/кг, теплоємність газоподібного етанолу в діапазоні температур від 0 до 1007 становить Ср - 1,34...1,69 кДж/кг.град. При тиску пари етанолу (С2Н»ОнН) Р-20кПа етанол конденсує при Ткип-224,6 К (41,7 "С). При Р-1ОкПа -Ткип -301,9 К (28,9 "С). Параметри ацетону -From to the output of the controller 5 directly, consumers of alternating current 8, connected through an inverter 5, a storage tank 9 with a heat exchanger 10 and pipelines 11,12, a temperature sensor 13 on the input pipeline 11 and a vortex pump 14 on the output pipeline 12 with a liquid coolant 15, an electric valve 16. Hybrid FEM 2 contains two glass tubes 17,18 made of borosilicate glass, the inner tube 17 is located in a transparent tube 18 of a larger diameter (one inside the other), connected to each other like a Dewar vessel Iner:/yKk.mikireadia.ogdAmiki/losudina DewaraiY, with a vacuum cavity 19 between them. The outer surface of the inner tube 17 is covered with a film of semiconductor FEPs 20, which is applied directly to the glass, connected electrically in series (not shown). Inside the inner tube 17 is a thermosyphon in the form of a sealed housing 21 made of pure red copper, with a condenser 22 in contact with the cooling collector 3, with a liquid non-freezing coolant 15, for example, antifreeze. Hermetic housing 21 and condenser 22 are filled with working body 23, with a phase transition, from liquid to gas and vice versa, with a low freezing temperature, with a vapor zone and a condensation zone. Turning on low-resistance Schottky diodes 24 in series with FEP circuits makes it impossible to discharge the battery at night, and excludes a circuit with a damaged FEP or with insufficient lighting as a load on healthy FEP circuits of other FEMs. An absorption refrigerator 25 is attached to the accumulator tank 9. The working medium 23 of the thermosyphon can be used: ethanol or its aqueous solution, and/or acetone, and/or ether or their mixture. Parameters of ethanol (SgH5OH) | Vargaftik N.B. Handbook on thermophysical properties of gases and liquids. - ed. 2nd supplement. and processing - M.: Nauka, 1972. - P. 407-415): critical temperature Tkr-516.1 K (243.1 7С), critical pressure Ryer-63.9Pa, boiling point at atmospheric pressure (Р-0.1 MPa) Tkiy-351.3K (78.37С), and the specific heat of vaporization /-840 kJ/kg, the heat capacity of gaseous ethanol in the temperature range from 0 to 1007 is Ср - 1.34...1.69 kJ/kg. hail. At the vapor pressure of ethanol (С2Н»ОНН) R-20 kPa, ethanol condenses at Tkip-224.6 K (41.7 "C). At P-1OkPa - Tkip -301.9 K (28.9 "C). Parameters of acetone -

С(СНз)269О: критична температура Ткр-508 К (235 "С), критичний тиск Рьр-47,6 Па, температура кипіння при атмосферному тиску (Р-0,1 МПа) Ткип-329,1 К (56,1 "С), теплоємність при кипінніС(СН3)269О: critical temperature Tkr-508 K (235 "С), critical pressure Pр-47.6 Pa, boiling point at atmospheric pressure (Р-0.1 MPa) Tkip-329.1 K (56.1 "C), heat capacity at boiling

І-524 кДж/кг. При зниженні тиску відповідно знижується і температура кипіння. Вибір легкокиплячої речовини або їхньої суміші в якості робочого тіла і ступеню вакууму в герметичному корпусі дозволяє вибрати оптимальну температуру кипіння для охолодження бо плівки ФЕП.I-524 kJ/kg. When the pressure decreases, the boiling point decreases accordingly. The choice of a low-boiling substance or their mixture as a working fluid and the degree of vacuum in a hermetic housing allows you to choose the optimal boiling temperature for cooling the FEP film.

Автономна сонячна тригенераційна енергоустановка працює наступним чином.An autonomous solar trigeneration power plant works as follows.

Із колби, утвореної скляними трубками 17,18, викачане повітря для створення вакууму, який перешкоджає зворотній теплопровідності і конвекційним втратам тепла. Сонячне світло вільно проходить через зовнішню прозору трубку 18 і попадає на тонку плівку із ФЕП 20, нанесену на зовнішню поверхню внутрішньої трубки 17, які генерують електроенергію. Боросилікатне скло зовнішньої трубки 18 пропускає хвилі сонячної радіації в діапазоні 0,4...2,7 мкм. В якості робочого тіла 23 герметичний корпус 21 наповнений легко киплячою рідиною (Ткип - близько 30 "С) під вакуумом. За рахунок сонячної радіації нагрівається зовнішня поверхня внутрішньої трубки 17, а від неї за рахунок конвекції теплота 01 нагріває робоче тіло 23 в мідному герметичному корпусі 21. В результаті робоче тіло 23 закипає, і утворюється пара. Із зони випару пара піднімається вгору - в зону конденсації (на фіг. 2 - праворуч) до конденсатора 22, який омивається рідким теплоносієм 15 в охолоджувальному колекторі 3. В результаті пара конденсує з віддачею теплоти 0», і конденсат тече назад - в зону випару герметичного корпусу 21, охолоджуючи плівку ФЕП 20, і цикл повторюється знову. Високий коефіцієнт передачі тепла робочим тілом 23, незначна його кількість і відносно невеликі розміри герметичного корпусу 21 із чистої червоної міді дають ефективну термічну теплопровідність. Герметичний корпус 21 працює як термічний діод. Теплопровідність дуже висока в одному напрямку (вгору) і низька в зворотному (вниз). Наповнення герметичного корпусу 21 робочим тілом 23 під вакуумом дозволяє знизити його температуру кипіння, чим забезпечити охолодження плівки ФЕП 20. Від спільного охолоджувального колектора 3, рідкий теплоносій 15 поступає до теплообмінника 10 бака-акумулятора 9 по трубопроводам 11,12, з термодатчиком 13 на вхідному 11 і вихровим насосом 14 на вихідному трубопроводі 12. Подача води до бака-акумулятора 10 регулюється електроклапаном 16, а відбір нагрітої води до споживача - самопливом. Увімкнення низькоомних діодів Шотткі 24 (пирзе/ги.мікіредіа.огод/лмікі/ Диод Шоттки)| послідовно з ланцюгамиFrom the flask formed by glass tubes 17,18, air is pumped out to create a vacuum, which prevents reverse heat conduction and convection heat loss. Sunlight freely passes through the outer transparent tube 18 and falls on a thin film of FEP 20 applied to the outer surface of the inner tube 17, which generate electricity. The borosilicate glass of the outer tube 18 transmits waves of solar radiation in the range of 0.4...2.7 μm. As the working body 23, the hermetic body 21 is filled with an easily boiling liquid (boiling point - about 30 "C) under vacuum. Due to solar radiation, the outer surface of the inner tube 17 is heated, and from it, due to convection, heat 01 heats the working body 23 in the copper hermetic body 21. As a result, the working body 23 boils, and steam is formed. From the evaporation zone, the steam rises up - into the condensation zone (on the right in Fig. 2) to the condenser 22, which is washed by the liquid coolant 15 in the cooling collector 3. As a result, the steam condenses from with a heat return of 0", and the condensate flows back - into the evaporation zone of the sealed housing 21, cooling the FEP film 20, and the cycle repeats again. The high heat transfer coefficient of the working body 23, its small amount and relatively small dimensions of the sealed housing 21 made of pure red copper give effective thermal conductivity Hermetic housing 21 works as a thermal diode Thermal conductivity is very high in one direction (upward) and low in reverse (down). Filling the hermetic housing 21 with the working body 23 under vacuum allows to lower its boiling temperature, which ensures cooling of the FEP film 20. From the common cooling collector 3, the liquid coolant 15 flows to the heat exchanger 10 of the storage tank 9 through pipelines 11, 12, with a temperature sensor 13 at the inlet 11 and a vortex pump 14 on the output pipeline 12. The supply of water to the storage tank 10 is regulated by the electric valve 16, and the selection of heated water to the consumer is regulated by gravity. Switching on low-resistance Schottky diodes 24 (pyrze/gy.mikiredia.ogod/lmiki/Schottky diode)| in series with circuits

ФЕП (не показаними) кожного ФЕМ унеможливлює розряд акумулятора 4 в нічний час, і виключає ланцюг з пошкодженими ФЕП або з недостатнім освітленням, як навантаження на справні ланцюги ФЕП інших ФЕМ.The FEP (not shown) of each FEM prevents discharge of the battery 4 at night, and excludes the circuit with damaged FEPs or with insufficient lighting as a load on the healthy FEP circuits of the other FEMs.

Тригенерація є більш вигідною в порівнянні з когенерацією, оскільки дає можливість ефективно використовувати утилізоване тепло не лише взимку для опалення, але і влітку дляTrigeneration is more profitable compared to cogeneration, as it makes it possible to efficiently use the utilized heat not only in winter for heating, but also in summer for

Зо кондиціонування приміщень або для технологічних потреб. Для цього можна використовувати абсорбційні бромистолітієві холодильні установки. Такий підхід дозволяє використовувати генеруючу установку увесь рік, тим самим не знижуючи високий ККД енергетичної установки в літній період, коли потреба в теплоті, яку виробляє таке устаткування, знижується.For room conditioning or for technological needs. For this, you can use absorption bromolithium refrigerating units. This approach allows you to use the generating unit all year round, thereby not reducing the high efficiency of the power plant in the summer period, when the need for heat produced by such equipment decreases.

Технічний результат: збільшення завантаження і продуктивності автономної сонячної енергоустановки за рахунок додаткової генерації холоду.Technical result: increase in loading and productivity of an autonomous solar power plant due to additional cold generation.

Claims (1)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Автономна сонячна тригенераційна енергоустановка з гібридними фотоелектричними модулями, об'єднаними в батарею, зі спільним охолоджувальним колектором, кожен модуль містить дві коаксіально розташовані скляні трубки, з'єднані між собою з утворенням вакуумної колби, внутрішня трубка покрита фотоелектричними перетворювачами (ФЕП), з'єднаними в послідовний ланцюг з виведеними електричними гермоконтактами, акумулятор, контролер, інвертор, послідовні ланцюги із ФЕП кожного фотоелектричного модуля (ФЕМ) приєднані через контролер до акумулятора, до іншого виходу контролера приєднані споживачі постійного струму безпосередньо, а споживачі змінного струму приєднані через інвертор, гібридний ФЕМ містить термосифон у вигляді окремого металевого корпусу, запаяного з обох сторін, наповненого під вакуумом робочим тілом з фазовим переходом і низькою температурою замерзання, розташований у вакуумній колбі типу посудини Дьюара, герметичний корпус термосифона виконаний із чистої червоної міді, з конденсатором, контактуючим зі спільним охолоджувальним колектором, наповненим рідким незамерзаючим теплоносієм, бак-акумулятор з теплообмінником, вхідним і вихідним трубопроводами, з термодатчиком на вхідному трубопроводі і вихровим насосом на вихідному трубопроводі, яка відрізняється тим, що містить абсорбційний холодильник, приєднаний до бака акумулятора.UTILITY MODEL FORMULA Self-contained solar trigeneration power plant with hybrid photovoltaic modules combined into a battery with a common cooling collector, each module contains two coaxially arranged glass tubes connected to each other to form a vacuum bulb, the inner tube is covered with photoelectric converters (PECs) , connected in a series circuit with removed electric thermal contacts, battery, controller, inverter, series circuits from the FEP of each photovoltaic module (PEM) are connected through the controller to the battery, to the other output of the controller, direct current consumers are connected directly, and alternating current consumers are connected through inverter, the hybrid FEM contains a thermosyphon in the form of a separate metal case, welded on both sides, filled under vacuum with a working body with a phase transition and a low freezing temperature, located in a vacuum flask of the type of a Dewar vessel, the hermetic case of the thermosyphon is made of pure steel copper, with a condenser in contact with a common cooling collector filled with a liquid non-freezing coolant, a storage tank with a heat exchanger, inlet and outlet pipes, with a temperature sensor on the inlet pipe and a vortex pump on the outlet pipe, which differs in that it contains an absorption refrigerator, attached to the battery tank.
UAU201808400U 2018-08-01 2018-08-01 AUTONOMOUS SOLAR TRIGENERATION POWER PLANT UA131994U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU201808400U UA131994U (en) 2018-08-01 2018-08-01 AUTONOMOUS SOLAR TRIGENERATION POWER PLANT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU201808400U UA131994U (en) 2018-08-01 2018-08-01 AUTONOMOUS SOLAR TRIGENERATION POWER PLANT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA131994U true UA131994U (en) 2019-02-11

Family

ID=65577052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAU201808400U UA131994U (en) 2018-08-01 2018-08-01 AUTONOMOUS SOLAR TRIGENERATION POWER PLANT

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA131994U (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1862148A (en) Integrated apparatus of solar heat pump heating and photovoltaic generating
CN104716665A (en) Solar photovoltaic generation and heat collection circulation integrated system
CN106482389B (en) A kind of coupled thermomechanics utilize solar energy system and method
CN102094772B (en) Solar energy-driven cogeneration device
CA2736418A1 (en) A low temperature solar power system
CN102012115A (en) Vacuum phase-transition heat transfer solar flat-plate heat-collecting system and working medium used for same
CN208222868U (en) Dual temperature area storing energy and supplying hot type solar water heating system
CN102242697A (en) Distributed-type non-tracking solar power generation and poly-generation system
CN109028269B (en) Absorption heat pump unit and heat supply system for recycling low-temperature water source waste heat
CN107200372B (en) Seawater desalination system and method
CN203905090U (en) Arid region water making machine
CN200940974Y (en) Integrated apparatus for heating and photovoltage generating of solar heat pump
CN202590410U (en) Reduced pressure distillation and concentration equipment
UA131994U (en) AUTONOMOUS SOLAR TRIGENERATION POWER PLANT
WO2010070702A1 (en) Power generator utilizing natural energy
WO2016032369A1 (en) Solar power installation (variants)
CN102650477A (en) Heat-absorbing type heat pump device
RU2586034C1 (en) Solar power plant
CN201954783U (en) Vacuum phase transition heat transmission type solar flat heat-collecting system
CN102946213A (en) Multifunctional solar system
CN101586881B (en) Heat collection type solar photothermoelectric system
CN204646526U (en) A kind of power and refrigeration cogeneration system
CN208419040U (en) A kind of cold supply system that heat pipe is coupled with ground heat exchanger and solar panel
Denysova et al. Energy Efficiency of Heat Pumps Heating Systems at Subsoil Waters for South-East Regions of Europe
CN207751040U (en) One kind being based on distributed solar energy heat utilization system