Патенты автора Чекалин Александр Викторович (RU)
СОЛНЕЧНАЯ ФОТОЭНЕРГОУСТАНОВКА // 2767718
Солнечная фотоэнергоустановка содержит вертикальную полую цилиндрическую опору (6), вал (9) с первым приводом (10), коаксиально установленный с возможностью вращения в полости цилиндрической опоры (6), раму (11) со вторым приводом (12) и с оптическим солнечным датчиком (13), установленную на верхнем торце вала (9) посредством цилиндрического шарнира (14), ось которого ортогональна оси вала (9). На раме (11) закреплена солнечная батарея (1) с концентраторами (2) солнечного излучения, в фокусе которых установлены на теплоотводящем основании (4) фотоэлектрические преобразователи (3). Вал (9) выполнен из материала с повышенной теплопроводностью. Вертикальная полая цилиндрическая опора (6) выполнена составной с возможностью частичного погружения в грунт места установки. Нижний участок (8) цилиндрической опоры (6) выполнен из материала с повышенной теплопроводностью, а верхний участок (7) цилиндрической опоры (6) выполнен из теплоизолирующего материала. Во внутренней поверхности цилиндрической опоры (6) выполнена кольцевая цилиндрическая проточка (16). Наружная поверхность участка вала (9), выступающего из верхнего торца цилиндрической опоры (6), и наружная поверхность участка (7) цилиндрической опоры (6), не погружаемого в грунт, выполнены светоотражающими. Изобретение обеспечивает эффективный отвод тепла от теплоотводящего основания фотоэлектрических преобразователей в условиях длительной автономной работы фотоэнергоустановки на поверхности Луны. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.
Концентраторный фотоэлектрический модуль содержит монолитную фронтальную панель (3), боковые стенки (1) и тыльную панель (2), по меньшей мере один первичный оптический концентратор (4), по меньшей мере один вторичный оптический концентратор в форме фокона (9), меньшим основанием обращенным к фотоэлектрическому элементу (10) с теплоотводящим элементом (11), размещенным на фронтальной поверхности тыльной панели (2). Большее основание фокона (9) закрыто пластиной (12) из силикатного стекла, прикрепленной оптическим силиконом-герметиком к граням большего основания фокона (9). Противолежащие грани большего основания фокона (9) снабжены L-образными лепестками (7), горизонтальные полки (8) которых закреплены на теплоотводящем элементе (11) для образования зазора между меньшим основанием фокона (9) и светочувствительной поверхностью фотоэлектрического элемента (10). Области контактов (16) к фотоэлектрическому элементу (10), к теплоотводящему элементу (11) и пространства между гранями меньшего основания фокона (9) и несветочувствительными поверхностями фотоэлектрического элемента (10) заполнены слоем оптического силикона-герметика (18). Концентраторный фотоэлектрический модуль имеет высокую надежность и длительный срок службы при сохранении высокой эффективности преобразования солнечного излучения в электроэнергию. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.
Концентраторная солнечная энергетическая установка содержит основание (1) с размещенной на нем солнечной батареей (2), набранной из рядов концентраторных фотоэлектрических модулей (3) с корпусами (4) прямоугольной или квадратной формы с отбортовками (5) для прикрепления силиконом-герметиком (6) панелей (7) из линз (8) Френеля и с фотоэлектрическими преобразователями (9), размещенными в фокусах линз (8) Френеля. Основание (1) установлено на механической системе (10) ориентации на Солнце, содержащей приводы зенитального и азимутального вращения и систему слежения, оснащенную датчиками положения Солнца. Концентраторные фотоэлектрические модули (3) сопряжены внахлест отбортовками (5) по высоте в шахматном порядке. При этом в крайнем ряду концентраторных фотоэлектрических модулей (3) и в рядах концентраторных фотоэлектрических модулей (3), параллельных крайнему ряду, отбортовки (5) соседних вдоль ряда концентраторных фотоэлектрических модулей (3) сопряжены внахлест вплотную. В рядах концентраторных модулей (3), перпендикулярных этому крайнему ряду, отбортовки (5) соседних вдоль ряда концентраторных фотоэлектрических модулей (3) отстоят по высоте друг от друга на расстоянии Н, по меньшей мере равном суммарной толщине отбортовки (5), силикона-герметика (6) и панели (7) из линз (8) Френеля. Концентраторная солнечная энергетическая установка обладает высокими фотоэлектрическими характеристиками и позволяет увеличить энергосъем с единицы площади концентраторной солнечной энергетической установки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Солнечный фотоэлектрический концентраторный модуль содержит первичный оптический концентратор (3) в виде линзы Френеля, с линейным размером D, оптическая ось (4) которой проходит через центр (5) фотоактивной области фотоэлемента (1), выполненной в виде круга диаметром d, и соосный с ним вторичный концентратор (6), выполненный в виде четвертьволнового радиального градана диаметром d и высотой h1, установленный на расстоянии h2 от фронтальной поверхности линзы Френеля, при этом величины h1, h2, и D удовлетворяют определенным соотношениям. Изобретение обеспечивает формирование фотоэлектрического модуля с повышенной надежностью, с увеличенным сроком службы и высокой энергопроизводительностью за счет выравнивания освещенности фотоактивной области и уменьшения локальной концентрации солнечного излучения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области солнечной энергетики и может найти применение, например, при создании установок с фотоэлектрическими модулями. Система слежения за Солнцем концентраторной энергоустановки включает подсистему (1) азимутального вращения и подсистему (2) зенитального вращения. Подсистема (1) азимутального вращения выполнена в виде неподвижной стойки (3), по центру которой закреплен горизонтальный диск (4) с рифленой поверхностью (5), являющийся ведомой шестерней первого привода (6). На торец стойки (3) надета с возможностью вращения вертикальная труба (7). На верхнем конце вертикальной трубы (7) закреплена горизонтальная труба (9), на которой с возможностью вращения установлена подсистема (2) зенитального вращения. Подсистема (2) зенитального вращения выполнена в виде пространственной рамы (10) и двух вертикальных секторов (11) с рифлеными круговыми торцовыми поверхностями (12), являющимися ведомыми шестернями второго редуктора, вращаемого валом (13) второго привода (14). Пространственная рама (10) содержит по меньшей мере две (на чертеже показано четыре) опоры (15), имеющие -образный профиль, прикрепленные к поперечным балкам (16) пространственной рамы (10). Система более проста и менее трудоемка при монтаже и не требует использования при ее сборке специальных приспособлений. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Система управления платформой концентраторных солнечных модулей содержит платформу (6) с концентраторными каскадными солнечными модулями, оптический солнечный датчик (24), выполненный в виде CMOS матрицы, подсистему (7) азимутального вращения, подсистему (8) зенитального вращения, включающую датчик положения платформы по зенитальному углу, центральный блок (23) управления, содержащий контроллер, блок (26) часов реального времени, датчик (13) числа оборотов первого электродвигателя (12), датчик (19) числа оборотов второго электродвигателя (18). Система обеспечивает увеличение КПД солнечной установки и сводит к минимуму время поиска и точного наведения на солнечный диск на протяжении всего срока службы солнечной установки. 2 ил.
Система позиционирования и слежения за Солнцем концентраторнойфотоэнергоустановки, содержащая платформу с концентраторными каскадными модулями, подсистему азимутального вращения, подсистему зенитального вращения, силовой блок, блок управления положением платформы с блоком памяти, содержащий микроконтроллер, оптический солнечный датчик, фотоприемники которого выполнены в виде каскадных фотопреобразователей, датчик оборотов первого электродвигателя, датчик оборотов второго электродвигателя. Система обеспечивает сопровождение солнечного диска с необходимой точностью независимо от погодных условий и сводит к минимуму собственное потребление энергии за счет исключения срабатывания оптического солнечного датчика при его засветке от светлых пятен в облаках. 2 ил.
Изобретение относится к устройствам солнечной энергетики и может найти применение при конструировании и изготовлении установок с фотоэлектрическими модулями, требующими как одноосного, так и двухосного слежения за солнцем
