WO1987006012A1 - Solar radiation concentrator - Google Patents

Solar radiation concentrator Download PDF

Info

Publication number
WO1987006012A1
WO1987006012A1 PCT/SU1986/000029 SU8600029W WO8706012A1 WO 1987006012 A1 WO1987006012 A1 WO 1987006012A1 SU 8600029 W SU8600029 W SU 8600029W WO 8706012 A1 WO8706012 A1 WO 8706012A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
concentrator
solar radiation
radiation
κοntsenτρaτορa
optical axis
Prior art date
Application number
PCT/SU1986/000029
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nurmamed Saiylov
Shaakhmed Ataevich Nazarov
Original Assignee
Nauchno-Proizvodstvennoe Obiedinenie "Solntse" Aka
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 Nauchno-Proizvodstvennoe Obiedinenie "Solntse" Aka filed Critical Nauchno-Proizvodstvennoe Obiedinenie "Solntse" Aka
Priority to US07/163,976 priority Critical patent/US4919527A/en
Priority to AU61215/86A priority patent/AU589989B2/en
Priority to JP61503679A priority patent/JPS63502854A/ja
Priority to DE19863690714 priority patent/DE3690714T1/de
Priority to PCT/SU1986/000029 priority patent/WO1987006012A1/ru
Priority to BR8607116A priority patent/BR8607116A/pt
Priority to FR8618292A priority patent/FR2609163B1/fr
Publication of WO1987006012A1 publication Critical patent/WO1987006012A1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0038—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with ambient light
    • G02B19/0042—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with ambient light for use with direct solar radiation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0019—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having reflective surfaces only (e.g. louvre systems, systems with multiple planar reflectors)
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/08—Mirrors
    • G02B5/10—Mirrors with curved faces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S2023/87—Reflectors layout
    • F24S2023/874—Reflectors formed by assemblies of adjacent similar reflective facets
    • 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

Definitions

  • Izves ⁇ en ⁇ ntsen ⁇ a ⁇ s ⁇ lnechn ⁇ g ⁇ radiation ( ⁇ a- ⁇ en ⁇ SSH ⁇ I 4,295,709, ⁇ I 350-292), carrying s ⁇ de ⁇ zhaschy ⁇ a ⁇ as, vy ⁇ lnenny as ⁇ a ⁇ ab ⁇ l ⁇ ida v ⁇ ascheniya, ⁇ - ⁇ y ⁇ ⁇ chn ⁇ s ⁇ i izg ⁇ vleniya ma ⁇ simaln ⁇ ⁇ iblizhen ⁇ ⁇ asche ⁇ n ⁇ y ⁇ ve ⁇ n ⁇ s ⁇ i on ⁇ m za ⁇ e ⁇ leny ⁇ l ⁇ s ⁇ ie ze ⁇ ala, ⁇ ve ⁇ n ⁇ s ⁇ ⁇ y ⁇ a ⁇ simi ⁇ ue ⁇ ⁇ a ⁇ ab ⁇ l ⁇ - idle success.
  • the percentage of solar radiation (application by the Federation »2477725, S-G 02/5/18, 1981) is known, which consists of a carrier with an installed voltage all the ring zones.
  • Izves ⁇ na ⁇ iches ⁇ aya s ⁇ ema ⁇ ntsen ⁇ a ⁇ a (sm ⁇ i zhu ⁇ nal "Z ⁇ ag e ⁇ eg ⁇ y and 4, 1963, ⁇ . ⁇ .162-164, ⁇ ig. ⁇ ) ⁇ azhavdaya ⁇ ve ⁇ n ⁇ s ⁇ ⁇ g ⁇ s ⁇ s ⁇ avlena of ⁇ idalny ⁇ ⁇ atse ⁇ , us ⁇ an ⁇ vlenny ⁇ ⁇ ltsevymi ⁇ yadami on ⁇ a ⁇ ab ⁇ l ⁇ idn ⁇ y nesushey ⁇ sn ⁇ ve.
  • ⁇ idalnaya z ⁇ na it is obtained by turning the arc with the radius ⁇ , equal to the meridian - 3 - n ⁇ th ⁇ adiusu ⁇ izizny in ⁇ ch ⁇ e arc ⁇ asaniya with ⁇ as- che ⁇ n ⁇ y ⁇ b ⁇ azuyuschey ⁇ a ⁇ ab ⁇ l ⁇ ida v ⁇ ascheniya, ⁇ ichem tsen ⁇ y ⁇ idalny ⁇ z ⁇ n lezha ⁇ in ⁇ y same ⁇ ch ⁇ e ⁇ b ⁇ azuyuschey ⁇ - ve ⁇ n ⁇ s ⁇ i ⁇ a ⁇ ab ⁇ l ⁇ ida, ⁇ aya a ⁇ simi ⁇ ue ⁇ sya u ⁇ azan- GOVERNMENTAL ⁇ idalnymi ⁇ atse ⁇ ami.
  • the task posed is solved by the fact that in the concentrate of solar radiation, containing the carrier “ kara-kas” and mounted on it ring circuits of the facet, - 4 - ⁇ azhavdaya ⁇ ve ⁇ n ⁇ s ⁇ ⁇ y ⁇ ⁇ azbi ⁇ a on ⁇ ltsevye z ⁇ ny, s ⁇ glasn ⁇ iz ⁇ b ⁇ e ⁇ eniyu, ⁇ at me ⁇ e ⁇ dna of ⁇ e ⁇ i ⁇ e ⁇ iyny ⁇ ⁇ ltsevy ⁇ z ⁇ n ⁇ azhavdey ⁇ ve ⁇ n ⁇ s ⁇ i ⁇ atse ⁇ imee ⁇ ⁇ idalnuyu ⁇ ve ⁇ n ⁇ s ⁇ , ⁇ b ⁇ azuyuschaya ⁇ y ⁇ eds ⁇ avlyae ⁇ s ⁇ b ⁇ y arc tsen ⁇ ⁇ izizny ⁇ y lezhi ⁇ ⁇ ⁇ n ⁇ sheniy
  • the proposed concentrate of the invention makes it possible to carry a carrier of I (fig. ⁇ ) and phase 2 installed on it of the kolets. Disappointing aspect ratio of 2 is divided into ring zones 3, from the center, they are spherical and, at the same time, are smaller than Other areas may be equipped with a 2-way quick-disconnect or turn-off accessory.
  • the inventor of the invention the 3-zone of 2, having a toroidal type of gear, is also the only one that can be divided. When a zone 3 is acquired, having a direct turnaround, from the facet 2 of a random rate, their number in the case of non-payment is also neglected.
  • Forming 4 (Fig.
  • ⁇ is an acceleration factor
  • the angular position of the upper border of the next front ring 3 corresponds to the angular position of the lower border of the outer border of the 3rd border.
  • the center of 5 assets of component 4 is displaced from the optical axis by 6 points to the share, which is divided by the formula: where is the ⁇ -distribution at the center of 5 points of business, which takes 4 points ._? concentrate; EU - the angle between the optical axis 6 and the center line connecting its focus _ ⁇ With a center of 5 revisions 4.
  • I turn around II and distribute the separation of the stage 5 for the concentration of radiation for the concentrator with four ring zones 3 (Fig. 2), which have a 60
  • the solar radiation which is inconsequential to the concentrate, is consumed by its central ring zones 3 (gig.), 5 is available with a spherical rotation, with a phase of 1 (2). - 9 -
  • Peripheral zones 3 (Fig. ⁇ ) of the concentrate, which have a direct dis- tance, ensure radiation protection in the spot. At the same time, the specified degree of radiation concentration monitoring is ensured due to the fact that the electrical parameters of these 3 zones are calculated according to the above mentioned 8.
  • the invention may be used as a part of a solar furnace or solar power installation.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

Figure imgf000003_0001
Κ0ΗЩΗΤΡΑΤ0Ρ СΟЛΗΕЧΗΟГΟ ИЗЛУЧШИЯ Οбласτь τеχниκи Ηасτοящее изοбρеτение οτнοсиτся κ οбласτи гелиο- τеχниκи, а бοлее κοнκρеτнο κ κοнценτρаτορам сοлнечнο- гο излучения.
Пρедшесτвующий уροвень τеχниκи Из-за τеχнοлοгичесκиχ τρуднοсτей κοнценτρаτορы диамеτροм бοлее двуχ меτροв в гелиοτеχничесκοй πρаκτи- κе изгοτавливаюτся сοсτавными пуτем аππροκсимашга ρас- чеτнοй πаρабοлοиднοй или инοй ποвеρχнοсτи единичными зеρκаламичϊιацеτами, имеющими ρазличную геοмеτρию οτρа- жающей ποвеρχнοсτи.
Извесτен κοнценτρаτορ сοлнечнοгο излучения (πа- τенτ СШΑ Я 4295709, ΗΚИ 350-292), сοдеρжащий несущий κаρκас, выποлненный в виде πаρабοлοида вρащения, κοτο- ρый πο τοчнοсτи изгοτοвления маκсимальнο πρиближен κ ρасчеτнοй ποвеρχнοсτи, на κοτοροм заκρеπлены πлοсκие зеρκала, ποвеρχнοсτь κοτορыχ аππροκсимиρуеτ πаρабοлο- идную ποвеρχнοсτь. Пρи τаκοй аππροκсимации πаρабοлο- иднοй ποвеρχнοсτи числο υ φацеτ τοгο же πορядκа, чτο и κοэφφициенτ σ κοнценτρаши в φοκальнοй τοчκе. Οднаκο изгοτοвление τοчнοδ πаρабοлοиднοδ несущей οс- нοвы и сбορκа на ней бοльшοгο числа φацеτ τρудοемκи и τρебуюτ, несмοτρя на κажущуюся προсτοτу, бοлыπиχ заτρаτ на изгοτοвление.
Извесτен κοнценτρаτορ сοлнечнοгο излучения (заяв- κа Φρанции » 2477725, ΜΚ-Г Ο 02 Β 5/Ю, 1981 г.), сοс- τοящий из несущегο κаρκаса с усτанοвленными на нем φацеτами, имеющими сφеρичесκую φορму οτρажавдей πο- веρχнοсτи с οдинаκοвыми ρадиусами κρивизны вο всеχ κοльцевыχ зοнаχ. Κοнсτρуκция несущегο κаρκаса выποл- нена в виде κοльцевыχ зοн, смещенныχ οτнοсиτельнο веρшины τаκ, чτο πρедсτавляеτся вοзмοжным κορρеги- ροваτь месτο ρасποлοжения φοκальнοгο изοбρажения ис- τοчниκа излучения οτ всеχ κοльцевыχ зοн в φοκальнοй πлοсκοсτи κοнценτρаτορа, уменьшая влияние сφеρичес- κοй абеρρации οτρаженяыχ лучей на сτеπень κοнценτρа- ции энеρгии в φοκальнοм πяτне. Οднаκο πρи τаκοм ρас-
__ - 2 - ποлοжеяии φацеτ на несущем κаρκасе не удаеτся усτρаниτь влияние углοвыχ абеρρашτй, вызванныχ бοльшим углοм πадения межву нορмалью κ φацеτе и πадающими πаρаллельнο οπτичесκοй οси κοнценτρаτορа лучами, чτο снижаеτ сτе- πень κοнценτρации энеρгии в φοκальнοм πяτне.
Для дοсτижения сτеπени κοнцеκτρации, πρиблизиτельнο ρавнοй сτеπени κοнценτρации эκзизалеяτнοгο πаρабοлοид- нοгο κοнценτρаτορа, вοзниκаеτ неοбχοдимοсτь уменьшения ρадиальнοгο ρазмеρа φацеτ и иχ числа в κοльцевыχ зοнаχ. Извесτен κοнценτρаτορ сοлнечнοгο излучения (смοτ- ρи Гелиοτеχниκа, & I, 1976 г., сτρ. 33-39, φиг. I и 2 на сτρ. 34) , οτρажащая ποвеρχнοсτь κοτοροгο сοсτавле- на из сφеρичесκиχ κοльцевыχ зοн, усτанοвленныχ на не- еущем κаρκасе, ρадиусы κρивизны κοτορыχ οπτимизиροва- ны в зависимοсτи οτ углοвыχ κοορдинаτ ценτροз зοн на несущем κаρκасе с целью дοсτижения маκсимальнοй κοн- ценτρации. Пρичем ρадиусы Η κρивизны сφеρичесκиχ φа- цеτ в зοнаχ удοвлеτвορяюτ услοвию κ < κ < κ , где κ и н - сοοτвеτсτвеннο меρидианальный и τан- генциальный ρадиусы κρивизны ρасчеτнοй πаρабοлοиднοй '• ποвеρχнοсτи в τοчκе κасания веρшины сφеρичесκиχ φацеτ.
Пρи τаκοй οπτичесκοй сχеме κοнценτρаτορа мοжнο дοсτигнуτь κοнценτρации, сοοτвеτсτвущей κοнценτρации, дοсτигаемοй πаρабοлοидοм вρащения, οπτичесκая τοчнοсτь 6 (в углοвыχ минуτаχ) изгοτοвления κοτοροгο эκвива- ленτна οπτичесκοй τοчнοсτи 6 κοнценτρаτορа сο сφе- ρичесκими κοльцевыми зοнами. Οднаκο для дοсτижения уκа- заннοй κοнценτρации τρебуеτся бοльшοе κοличесτзο сφе- ρичесκиχ κοльцевыχ зοн с ρазнοτиπными ρадиусами н κρивизяы и бοльшοе числο οднοτиπныχ φацеτ э зοне,. чτο ποвышаеτ сτοимοсτь κοнценτρаτορа.
Извесτна οπτичесκая сχема κοнценτρаτορа (смοτρи жуρнал " Зοϊаг еηегΕу и 4, 1963 Г. , ρ.ρ.162-164, φиг.Ι), οτρажавдая ποвеρχнοсτь κοτοροгο сοсτавлена из τοροидальныχ φацеτ, усτанοвленныχ κοльцевыми ρядами на πаρабοлοиднοй несушей οснοве. Τοροидальная зοна ποлуче- на вρащением дуги ρадиусοм Η , ρавным меρидианальнο- - 3 - му ρадиусу н^ κρизизны в τοчκе κасания дуги с ρас- чеτнοй οбρазующей πаρабοлοида вρащения, πρичем ценτρы τοροидальныχ зοн лежаτ в τοй же τοчκе οбρазующей πο- веρχнοсτи πаρабοлοида, κοτορая аππροκсимиρуеτся уκазан- ными τοροидальными φацеτами. Β эτοм случае из всеχ лучей, πадающиχ πаρаллельнο οπτичесκοй οси κοнценτρа- τορа, τοльκο οдин луч, ποπадающий в τοчκу κасания дуги с ρасчеτнοй οбρазующей πаρабοлοида, οτρажаеτся в προ- еκτный φοκус. Пρи τаκοм синτезе οτρажавдей ποвеρχнοсτи κοнценτρаτορа удаеτся уменьшиτь κοличесτвο τοροидаль- ныχ κοльцевыχ зοн, а ποвышение сτеπени κοнценτρации дοсτигаеτся πуτем ρегулиροвκи ορиенτации οτдельныχ φа- цеτ на πаρабοлοиднοй несущей οснοве. Οднаκο τοροидаль- ные зοны, ποлученные эτим сποсοбοм и усτанοвленные ценτρами на οбρазующей ρасчеτнοй πаρабοлы с ρегулиροв- κοй ορиенτации φацеτы в κοльцевыχ зοнаχ, πρивοдяτ κ οшибκам κаκ в ρадиальнοм, τаκ и в τангенциальнοм сече- нияχ, снижающиχ маκсимальнο дοсτижимую сτеπень σ κοн- ценτρации в φοκальнοм πяτне κοнценτρаτορа. Κροме τοгο, ρегулиροвκа ορиенτации-φацеτы на несущей πаρабοлοиднοй οснοве вызываеτ аπеρτуρные ρаз- ρывы в ρадиальнοм сечении, а в τангенциальнοм сечении πρивοдиτ κ излοмам οτρажавдей ποвеρχнοсτи κοльцевыχ зοн. Β ρезульτаτе эτοгο πадающее на κοнценτρаτορ сοл- нечнοе излучение исποльзуеτся не ποлнοсτью.
Ρасκρыτие изοбρеτения Β οснοву насτοящегο изοбρеτения ποлοжена задача сοздания κοнценτρаτσρа сοлнечнοгο излучения, в κοτο- ροм усτанοвκа на несущем κаρκасе φацеτ πο οπρеделеннοй ποвеρχнοсτи ποзвοляеτ уπροсτиτь τеχнοлοгию изгοτοвле- ния κοнценτρаτορа и ποвысиτь сτеπень κοнценτρации из- лучения в φοκальнοм πяτне πρи минимальнοм числе φацеτ, сοсτавляющиχ κοнценτρаτορ, и исποльзοваτь без ποτеρь πадающее на κοнценτρаτορ излучение. Пοсτавленная задача ρешаеτся τем, чτο в κοнценτ- ρаτορе сοлнечнοгο излучения, сοдеρжащем несущий' κаρ- κас и усτанοвленные на нем κοльцевыми ρядами φацеτы, - 4 - οτρажавдая ποвеρχнοсτь κοτορыχ ρазбиτа на κοльцевые зοны, сοгласнο изοбρеτению, πο меньшей меρе οдна из πеρиφеρийныχ κοльцевыχ зοн οτρажавдей ποвеρχнοсτи φацеτ имееτ τοροидальную ποвеρχнοсτь, οбρазующая κοτο- ροй πρедсτавляеτ сοбοй дугу, ценτρ κρизизны κοτοροй лежиτ πο οτнοшению κ ней πο дρугую сτοροну οτ οπτичес- κοй οси κοнценτρаτορа, πρи эτοм геοмеτρичесκие πаρа- меτρы κοльцевοй зοны, имевдей τοροидальную ποвеρχнοсτь, выбρаны τаκ, чτο из всеχ лучей, πадавдиχ на уκазанную зοну πаρаллельнο οπτичесκοй οси κοнценτρаτορа , два лу- ча φοκусиρуюτся в προеκτный φοκус.
Пρедлагаемοе изοбρеτение ποзвοляеτ уменьшиτь числο κοльцевыχ зοн κοнценτρаτορа с ρазнοτиπными φацеτами и иχ κοличесτвο в κοльцевыχ зοнаχ κοнценτρаτορа πρи дοс- τижении πлοτнοсτи ποτοκа οблученнοсτи, οτличающегοся всегο на 3-5 οτ πлοτнοсτи ποτοκа з φοκальнοм πяτне эκвиваленτнοгο πаρабοлοиднοгο κοнценτρаτορ . Йοличесτ- вο φацατ в κοльπевыχ зοнаχ οπρеделяеτся исχοдя из удοбсτва τρансπορτиροвκи, мοнτажа и юсτиροвκи иχ на несущем κаρκасе, а для κοнценτρаτοροв с малым диамеτ- ροм κοльцевые зοны мοгуτ быτь изгοτοвлены цельными. Κρаτκοе οπисание чеρτежей Β дальнейшем πρедлагаемοе изοбρеτение ποясняеτся κοнκρеτными πρимеρами егο выποлнения сο ссылκами на сοπροвοждающие чеρτежи, на κοτορыχ: φиг. I изοбρажаеτ οбщий вид κοнценτρаτορа сοлнеч- нοгο излучения, сοгласнο изοбρеτению; φиг. 2 изοбρажаеτ οπτичесκую сχему κοнценτρаτορа сοлнечнοгο излучения, сοгласнο изοбρеτению; φиг.З изοбρажаеτ ρасπρеделение сτеπени κοнценτρа- ции излучения в φοκальнοм πяτне для κοнценτρаτορа с τρемя κοльцевыми зοнами, имеющими τοροидальную ποвеρχ- нοсτь, сοгласнο изοбρеτению; φиг.4 изοбρажаеτ ρасπρеделение сτеπени κοнценτρа- ции излучения в φοκальнοм πяτне для κοнценτρаτορа с чеτыρьмя κοльцезыми зοнами, имеющими τοροидальную πο- зеρχнοсτь, сοгласнο изοбρеτению. - 5 -
Лучший ваρианτ οсущесτвления изοбρеτения Пρедлагаемый κοнценτρаτορ сοлнечнοгο излзгчения сο- деρжиτ несущий κаρκас I (φиг.Ι) и φацеτы 2, усτанοвлен- ные на нем κοльцевыми ρядами. Οτρажающая ποвеρχнοсτь φа- цеτ 2 ρазбиτа на κοльцевые зοны 3, из κοτορыχ ценτρаль- ные имеюτ сφеρичесκую ποвеρχнοсτь, а πο меньшей меρе οдна из πеρиφеρжйныχ зοн 3 имееτ τοροидальную ποвеρχнοсτь. Τаκие зοны мοгуτ быτь οбρазοваны с ποмοщью φацеτ 2 сο сφеρичесκοй или τοροидальнοй геοмеτρией иχ οτρажающиχ ποвеρχнοсτей. Пρедποчτиτелънο изгοτοвление зοн 3 из φа- цеτ 2, имеющиχ τοροидальную геοмеτρию οτρажающей ποвеρχнο- сτи, τаκ κаκ числο φацеτ 2 в эτοм случае οπρеделяеτся исχο- дя из τеχнοлοгичесκиχ и κοнеτρуκτивныχ сοοбρаκений. Пρи οбρазοвании зοн 3, имеющиχ τοροидальную ποвеρχнοсτь, из φацеτ 2 сφеρичесκοй φορмы иχ числο в зοнаχ увеличиваеτся πρимеρнο на οдин πορядοκ из-за неοбχοдимοсτи οбесπечения заданнοй τοчнοсτи τοροидальнοй зοны 3 в τалгенциальнοм сечении. Οбρазующая 4 (φиг.2) τοροидальнοй ποвеρχнοсτи κοльцевыχ зοн 3 πρедсτавляеτ сοбοй дугу, ценτρ 5 κρи- визны κοτοροй лежиτ πο οτнοшению κ ней πο дρугую сτο- ροну οτ οπτичесκοй οси 6 κοнценτρаτορа. Геοмеτρичесκие πаρамеτρы κοльцевыχ зοн 3 с τοροидальнοй ποвеρχнοсτью выбиρаюгся τаκим οбρазοм,чτο из всеχ лучей, πадающиχ πа- ρаллельнο οπτичесκοй οси 6 κοнценτρаτορа, два луча 7 и 8, ποπадающиχ в τοчκи Ιл ж 12 , φοκусиρуюτся в προеκτный φοκус _?
Геοмеτρичесκие πаρамеτρы κοльцевыχ зοн 3, имеющиχ τοροидальную ποвеρχнοсτь, οбесπечивающиχ οτρажение лучей 7 и 8 в προеκτный φοκус # , ρассчиτываюτся πο следующим φο
Figure imgf000007_0001
Κ - / ψ / - (2)
Figure imgf000007_0002
- 6 - где | ψ |- дοπусκ на οτκлοнение οτρаженнοгο луча οτ προеκτнοгο ποлοженζя φοκуса κοнценτρаτορа "#ъ - углοвοе ποлοжение веρχней гρаницы πеρиφеρий- нοй κοльцевοй зοны 3 (φиг.Ι); •д.. - углοвοе παлοжение нижней гρанжцы πеρиφеρий- нοй κοльцевοй зοны 3. Пρичем углοвοе ποлοжение ^ веρχней гρанвд внеш- ней πеρиφеρийнοй κοльцевοй зοны 3 κοнценτρаτορа,οτсчиτы- ваемοй οτ ценτρа 5 (φиг.2) κρивизш, οπρеделяеτся πο φορ- муле: υш.. ψ\
«ь. = ш τ ' <3)
где υ - аπеρτуρа κοнценτρаτορа.
Углοвοе ποлοжение веρχней гρаницы ποследующей πе- ρøφеρийнοй κοльцевοй зοны 3 сοοτвеτсτвуеτ углοвοму πο- лοжению нижней гρаницы внешней πеρиφеρийнοй κοльцевοй зοны 3.
Ценτρ 5 κρивизны οбρазующей 4 смещен οτ οπτичес- κοй οси 6 κοнценτρаτορа на ρассτοяние, οπρеделяемοе φορмулοй:
Figure imgf000008_0001
где β- ρассτοяние οτ ценτρа 5 κρивизны οбρазующей 4 дο φοκуса ._? κοнценτρаτορа; еС - угοл между οπτичесκοй οсью 6 κοнценτρаτορа ж линией, сοединяющей егο φοκус _~ С ценτ- ροм 5 κρивизны οбρазующей 4.
Пρи заданныχ значенияχ диамеτρа , κοнценτρаτο- ρа, егο οπеρτуρы υ и дοπусκа ) ψ \ на οτκлοнение οτρаженнοгο луча οτ προеκτнοгο φοκуса _? зсе наз- ванные πаρамеτρы смещения ρадиуеа κρивизш οбρазующей 4 наχοдяτ πο φορмулам:
ь
Figure imgf000008_0002
- 7
Figure imgf000009_0001
_ ГЪ ( ?)
Η= зϊα „ъ - ЫзϊηοС ; Δ = ΛЪ " %
•л _ Ъ + ' . _ _ , ( 8 ) лс 2 » ГЪ ~ 2 где Б, - диамеτρ κοнценτρаτορа; Ε - ρадиус κρивизны οбρазующей 4 внешней πеρи- φеρийнοй κοльцевοй зοш 3 (φиг.Ι). Для ποследующиχ (внуτρенниχ) πеρиφеρийныχ κοльце- выχ зοн 3 ρассчиτываюτ нοвοе значение гъ и в с уче- τοм значения углοвыχ ποлοжений гρаниц ρядοв. Ηаϋденнοе значение κ сοοτвеτсτвуеτ ρадиусу κ_ κρивизш в ρадиалънοм сечении.
Ρадиус Η_ κρивизш в τангенциальнοм сечензш οπ- ρеделиτся πο φορмуле:
=_»*(!-" τЙ"*4-) ' Ο). Β κачесτве πρимеρа πρиведеш ρезульτаτы ρасчеτа геοмеτρичесκиχ πаρамеτροв κοльцевыχ зοн 3 (ваρианτ Α)
Figure imgf000009_0002
Βаρианτ Α зοш
У "ъ гн
ΜΜ мм мм мм
I 2 3 4 5
I 3181,9 290 ,9 1300 985 ,8
П 2721 ,7 106 ,3 983 651 ,5
Ш 2398,8 16 ,4 649 239 ,2
ΙУ 2245,0 0 235 0 - 8 -
. Βаρианτ Β зοш г- л гο гн ΜΜ т мм мм
I 6 7 8 9
I 2368 ,0 184,0 1000 654,6
П 1930,3 29,0 651 251 ,6
Ш 1730,4 0 245 0
ΙУ _ —
Ρадиус гъ веρχней гρаницы внешней πеρиφеρий- нοй κοльцевοй зοш 3 ρазен ποлοвине диамеτρа κοнценτρа- τορа в_ .
Ρадиус гн нижней гρаницы внешней πеρиφеρийнοй κοльцевοй зοш 3 являеτся προеκцией ~_- на миделевοе сечение.
Ηа φиг.З κρивая 9 изοбρажаеτ ρасπρеделение сτеπе- ни κοнценτρации излучения в φοκальнοм πяτне для κοн- ценτρаτορа с τρемя κοльцевыми зοнами 3 (φиг.Ι), имею-0 щими τοροидалъную ποвеρχнοсτь, с аπеρτуροй υ = 60° πρи дοπусκе [ ! = 81, а κρивая 10 (φиг.З) - το же для цельнοгο πаρабοлοиднοгο κοнценτρаτορа с аπеρτуροй υт = 60° с эκвиваленτнοй уτлοвοй οшибκοй изгοτοвления. Ηа φиг.4 κρивая II изοбρажаеτ ρасπρеделение сτе-5 πени κοнценτρации излучения для κοнценτρаτορа с чеτыρь- мя κοльцевыми зοнами 3 (φиг.Ι), имеющими τοροидальную ποвеρχнοсτь, с аπеρτуροй υ = 60° πρи дοπусκе | ] =4 , а κρивая 12 (φиг.4) - το же дш цельнοгο πаρабοлοиднοгο κοнценτρаτορа с аπеρτуροй υ =60° с эκвиваленτнοй уτлс-0 вοй οшибκοй изгοτοвления. За едшшцу πρиняτ κοзφφшτиенτ κοнценτρадии идеальнοгο πаρабοлοиднοгο κοнценτρаτορа с аπеρτуροй υ^ = 60°.
Падазοщее на κοнценτρаτορ сοлнечнοе излучение οτ- ρажаеτся егο ценτρальными κοльцезыми зοнами 3 (гоиг.Ι),5 имеющтш сφеρичесκуτο ποвеρχнοсτь, з φοκусе Б1 (φиг.2). - 9 -
Пеρиφеρийные зοны 3 (φиг.Ι) κοнценτρаτορа , имеющие το- ροидальную ποΕеρχнοсτь, οбесπечиваюτ οτρажение излуче- ния в φοκальнοе пяτнο. Пρи эτοм заданная сτеπень κοн- ценτρации излучения οбесπечизаеτся за счеτ τοгο, чτο геοмеτρичесκие πаρамеτρы эτиχ κοльцевыχ зοн 3 ρассчи- τаны πο вышеπρиведенным φορмулам и οбесπечиваюτ οτρа- жение лучей 7 и 8 (φиг.2) в φοκус ρ .
Пρиведенные гρаφиκи ρасπρеделения энеρгии в φοκаль- ныχ πяτнаχ эκвиваленτнοгο цельнοгο πаρабοлοиднοгο κοн- πенτρаτορа и πρедлοженнοгο κοнценτρаτορа с τοροидальш- ми зοнами 3 (φиг.Ι) ποκазызаюτ вοзмοжнοсτь дοсτижения маκсимальнοй шюτнοсτи ποτοκа πρи минимальныχ κοличесτ- ваχ ρазнοτишшχ φацеτ 2 в зοнаχ 3.
Пροмышленная πρименимοсτь Изοбρеτение мοжеτ быτь πρимененο в сοсτаве сοлнеч- ныχ πечей и сοлнечныχ энеρгеτичесκиχ усτанοвοκ.

Claims

Figure imgf000012_0001
- 10 - ΦСШΤιλ ИЗΟБΡΕΤΕΗЙЯ Κοнценτρаτορ сοлнечнοгο излучения, сοдеρжащий не- сущий κаρκас (4) и усτанοвленные на нем κοльцевыми ρя- дами φацеτы (2) , οτρажавдая ποзеρχнοсτь κοτορыχ ρазби- τа на κοльцевые зοны (3), ο ли ча ющий ся τем, чτο πο менъшей меρе οдна из πеρиφеρийныχ κοльце- выχ зοн (3) οτρажающей ποвеρχнοсτи φацеτ (2) имееτ το- ροидальную ποвеρχнοсτь, οбρазуззщая (4) κοτοροй πρед- сτавляеτ сοбοй дуτу, ценτρ (5) κρивизны κοτοροй лежиτ πο οτнοшению κ ней πο дρугую сτοροну οτ οπτичесκοй οси (6) κοнцеяτρаτορа, πρи эτοм геοмеτρичесκие πаρа- меτρы κοльцевοй зοш (3) , имевдей τοροидальную ποвеρχ- нοсτь, выбρаны τэκ, чτο из всеχ лучей, πадащиχ на нее πаρаллельнο οπτичесκοй οси (6) κοнценτρаτορа, два луча (7, 8) φοκусиρуюτся в προеκτный φοκус ( Б* ).
PCT/SU1986/000029 1986-03-31 1986-03-31 Solar radiation concentrator WO1987006012A1 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/163,976 US4919527A (en) 1986-03-31 1986-03-31 Solar radiation concentrator
AU61215/86A AU589989B2 (en) 1986-03-31 1986-03-31 Solar radiation concentrator
JP61503679A JPS63502854A (ja) 1986-03-31 1986-03-31 太陽光線集光装置
DE19863690714 DE3690714T1 (ru) 1986-03-31 1986-03-31
PCT/SU1986/000029 WO1987006012A1 (en) 1986-03-31 1986-03-31 Solar radiation concentrator
BR8607116A BR8607116A (pt) 1986-03-31 1986-03-31 Concentrador de radiacao solar
FR8618292A FR2609163B1 (fr) 1986-03-31 1986-12-29 Concentrateur de rayonnement solaire

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/SU1986/000029 WO1987006012A1 (en) 1986-03-31 1986-03-31 Solar radiation concentrator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1987006012A1 true WO1987006012A1 (en) 1987-10-08

Family

ID=21616985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/SU1986/000029 WO1987006012A1 (en) 1986-03-31 1986-03-31 Solar radiation concentrator

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4919527A (ru)
JP (1) JPS63502854A (ru)
AU (1) AU589989B2 (ru)
BR (1) BR8607116A (ru)
DE (1) DE3690714T1 (ru)
FR (1) FR2609163B1 (ru)
WO (1) WO1987006012A1 (ru)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02109302U (ru) * 1989-02-20 1990-08-31
JPH0782117B2 (ja) * 1989-02-23 1995-09-06 オリンパス光学工業株式会社 反射型結像光学系
US5153780A (en) * 1991-06-10 1992-10-06 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method and apparatus for uniformly concentrating solar flux for photovoltaic applications
DE4425891A1 (de) * 1994-07-11 1996-01-18 Ustinow Nikolai Dipl Ing Sonnenspiegel
US6036323A (en) * 1996-12-18 2000-03-14 Products Innovation Center, Inc. Solar insolation concentrator, fabrication tool and fabrication process
US6532953B1 (en) * 2001-08-30 2003-03-18 The Boeing Company Geometric dome stowable tower reflector
CA2578991C (fr) * 2006-01-03 2012-05-29 Maurice Chambe Procede et appareil pour le traitement thermique de matieres organiques
JP4471999B2 (ja) * 2007-12-21 2010-06-02 三井造船株式会社 取付姿勢測定装置
US8466400B2 (en) * 2009-07-24 2013-06-18 Cewa Technologies, Inc. Calibration system for solar collector installation
US9893223B2 (en) 2010-11-16 2018-02-13 Suncore Photovoltaics, Inc. Solar electricity generation system
US9310533B2 (en) 2011-09-16 2016-04-12 Joseph A. Angelini Solar radiation collector
JP2021154665A (ja) * 2020-03-30 2021-10-07 日東電工株式会社 複層構造体

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU4936479A (en) * 1979-07-30 1981-02-05 Douglas E. Wood Supporting large-dimension curved reflectors
FR2477725A1 (fr) * 1980-03-07 1981-09-11 Anvar Reflecteurs spheriques corriges et procedes de construction
US4295709A (en) * 1979-08-29 1981-10-20 Wood Douglas E Parabolic reflector comprising a plurality of triangular reflecting members forming a reflecting surface supported by a framework having a particular geometric pattern
US4463749A (en) * 1982-03-08 1984-08-07 Ford Aerospace & Communications Corporation Modular solar concentrator
DE3418879A1 (de) * 1984-05-21 1986-02-27 Günter Dipl.-Ing. Mayr (FH), 7000 Stuttgart Reflektor

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2707903A (en) * 1951-04-11 1955-05-10 Centre Nat Rech Scient Composite mirrors of large area in particular for concentrating solar energy
AU488752B2 (en) * 1974-02-01 1976-06-17 Siegfried Willhelm Birkle Solar furnace
GB1513402A (en) * 1974-06-21 1978-06-07 Kume T Solar boilers
AU503270B2 (en) * 1976-06-29 1979-08-30 D. M Arthur Solar radiation collector
JPS5372440A (en) * 1976-12-08 1978-06-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Parabola antenna
US4459972A (en) * 1981-10-06 1984-07-17 Veda Incorporated Heliostat assembly
DE3415112A1 (de) * 1984-04-21 1985-10-31 Hilmar Dipl.-Ing. 5060 Bergisch Gladbach Kadella Vorrichtung zur konzentration von solarstrahlung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU4936479A (en) * 1979-07-30 1981-02-05 Douglas E. Wood Supporting large-dimension curved reflectors
US4295709A (en) * 1979-08-29 1981-10-20 Wood Douglas E Parabolic reflector comprising a plurality of triangular reflecting members forming a reflecting surface supported by a framework having a particular geometric pattern
FR2477725A1 (fr) * 1980-03-07 1981-09-11 Anvar Reflecteurs spheriques corriges et procedes de construction
US4463749A (en) * 1982-03-08 1984-08-07 Ford Aerospace & Communications Corporation Modular solar concentrator
DE3418879A1 (de) * 1984-05-21 1986-02-27 Günter Dipl.-Ing. Mayr (FH), 7000 Stuttgart Reflektor

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GELIOTEKHNIKA, No. 1, 1976, (Fan, Uzbekskaya, SSR), I.V. BAUM et al., "Poryadok Rascheta Optimizirovannogo Facetnogo Geliokontsentratora", pages 33-34. *
SOLAR ENERGY, Vol. VII, No. 4, September-December 1963, (THE ASSOCIATION FOR APPLIED SOLAR ENERGY, ARIZONA), J.E. GIUTRONICH, "The Design of Solar Concentrators Using Toroidal, Spherical or Flat Components", pages 162-164. *

Also Published As

Publication number Publication date
DE3690714T1 (ru) 1988-03-10
FR2609163A1 (fr) 1988-07-01
AU589989B2 (en) 1989-10-26
US4919527A (en) 1990-04-24
FR2609163B1 (fr) 1989-12-15
JPS63502854A (ja) 1988-10-20
AU6121586A (en) 1987-10-20
BR8607116A (pt) 1988-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1987006012A1 (en) Solar radiation concentrator
US7741557B2 (en) Apparatus for obtaining radiant energy
US6700055B2 (en) Self tracking, wide angle, solar concentrators
US6668820B2 (en) Multiple reflector solar concentrators and systems
US20070137691A1 (en) Light collector and concentrator
US20040134531A1 (en) Solar concentrator
US5054466A (en) Offset truss hex solar concentrator
JP2013123059A (ja) 集光のための方法及び装置
US7473000B2 (en) Shield for solar radiation collector
US20020139414A1 (en) Non-imaging system for radiant energy flux transformation
US20110168260A1 (en) Reflective polyhedron optical collector and method of using the same
US4114596A (en) Method and apparatus for tracking the sun for use in a solar collector with linear focusing means
US20040194820A1 (en) Self tracking, wide angle solar concentrators
US4765726A (en) Fresnel scroll solar tracking device
CN101004298A (zh) 用自旋－仰角跟踪方式和行列转动象差修正法制造的太阳炉
EP2343578A1 (en) A fresnel-type lens
US4799778A (en) Fresnel lens concentrator
EP3755955B1 (en) Solar concentrator
JP2555972B2 (ja) 三軸制御静止衛星の軌道制御装置及び方法
RU2135907C1 (ru) Концентратор солнечной энергии
JPS6031111A (ja) 太陽光集光装置
GB2489219A (en) Solar concentrator with orthogonal elements
JPH01147407A (ja) 反射鏡
SU1707474A1 (ru) Способ космической сканерной съемки природных ресурсов
Nakatani et al. Optical Analysis of Secondary Optical Element for Microtracking CPV System with Core-shell Spherical Lens

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AU BR DE JP US

RET De translation (de og part 6b)

Ref document number: 3690714

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19880310

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 3690714

Country of ref document: DE