Патенты автора Майоров Владимир Александрович (RU)
Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для электрификации инфраструктуры сельского хозяйства. Охлаждение фотоэлектрических элементов до оптимальной температуры осуществляют антигравитационным теплообменным устройством с капиллярным телом, конденсаторную часть которого погружают в нижний горизонт грунта на глубину, обеспечивающую охлаждение теплоносителя до оптимальной температуры фотоэлектрических элементов в пределах 20-30°С, а верхнюю часть теплообменного устройства с испарителем подсоединяют к подложке солнечного модуля и охлаждают фотоэлектрические элементы за счет переноса тепла паром из зоны испарения вниз в зону конденсации устройства, где теплоноситель конденсируют за счет отдачи скрытой теплоты парообразования нижнему горизонту грунта, откуда в жидком виде по капиллярному телу теплоноситель поднимается наверх в испаритель, процесс регенерации теплоносителя повторяется циклически, при этом параметры теплоносителя подбирают таким образом, чтобы температура кипения совпадала с нижней границей диапазона оптимальных для работы фотоэлектрических элементов температур, причем глубину закладки конденсаторной части теплообменного устройства выбирают таким образом, чтобы температура грунта обеспечивала охлаждение теплоносителя до оптимальной температуры фотоэлектрических элементов. Изобретение обеспечивает возможность поддерживать оптимальную температуру работы фотоэлектрических элементов и избежать искажения электрических характеристик под воздействием экстремальных температур охлаждением фотоэлектрического приемника солнечного модуля путем теплообмена между рамой (подложкой) фотоэлектрического элемента и нижним горизонтом грунта за счет разницы температур по теплообменному устройству с испарительно-конденсационным циклом. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Гелиоэлектрическая установка // 2704380
Изобретение относится к гелиотехнике и конструкции преобразователя солнечной энергии в тепловую с использованием механического привода электрогенератора и может применяться кроме электрогенерации в широком диапазоне отраслей и различных видов работ, где необходим механический привод как вращательного, так и возвратно-поступательного движения. Гелиоэлектрическая установка снабжена ресивером с жидкой рабочей средой, насосом с электромотором, обратным клапаном, цилиндрическим радиатором нагрева, роторным паровым мотором, радиатором-охладителем, которые соединены между собой трубопроводом и представляют собой замкнутый контур для циркуляции рабочей среды, при этом ресивер с жидкой рабочей средой соединен с насосом с электромотором, а насос через обратный клапан соединен с цилиндрическим радиатором нагрева, который механически связан с параболоцилиндрическим солнечным концентратором, цилиндрический радиатор нагрева через подпорный клапан для пропускания нагретой жидкой рабочей среды соединен с роторным паровым мотором, который механически связан с электрогенератором, вырабатывающим электроэнергию, рабочий объем роторного парового мотора соединен с радиатором-охладителем, который через подпорный клапан для пропускания охлажденной жидкой рабочей среды соединен с ресивером. Изобретение использует тепловую энергию Солнца и преобразует эту энергию в механическую энергию привода электрического генератора при небольших температурах нагрева рабочего тела. 1 ил.
Изобретение относится к устройствам получения пресной воды из атмосферного воздуха с использованием возобновляемых источников энергии. Установка содержит корпус с окнами ввода и вывода воздуха, с размещенными внутри корпуса тепловым контуром с курсирующим хладагентом, конденсатором и испарителем, на котором конденсируется влага, водосборником. Установка дополнительно снабжена солнечным модулем, состоящим из параболоторического концентратора и двигателя Стирлинга, который создает фокальную область на поверхности цилиндрического фотоприемника. В нижней части двигателя Стирлинга расположено устройство охлаждения, а в корпусе, засыпанном землей, образующей холм, установлены гидронасос, два гидромотора, вентилятор, компрессор, перекачивающий хладагент по тепловому контуру. Двигатель Стирлинга соединен через кривошипно-шатунный механизм с гидронасосом, который соединен напорными магистралями с гидромоторами, на вал одного из которых установлен вентилятор, а другой гидромотор соединен с компрессором. Нижняя часть теплового контура с конденсатором и компрессором зарыты в грунт, а верхняя часть теплового контура с испарителем находится внутри корпуса. Под испарителем расположен водосборник, в нижней части которого вмонтирован водопровод, доставляющий экстрагированную воду к потребителю. Обеспечивается повышение эффективности получения пресной воды из атмосферного воздуха с использованием энергии солнца с низкой себестоимостью. 1 ил.
Изобретение относится к области гелиотехники и касается солнечного модуля с асимметричным параболоцилиндрическим концентратором и фотоприемником с треугольным профилем. Солнечный модуль содержит асимметричный из одной ветви параболоцилиндрического типа концентратор с зеркальной внутренней поверхностью отражения и линейчатый фотоприемник, расположенный в фокальной области с равномерным распределением концентрированного излучения вдоль цилиндрической оси. Линейчатый фотоприемник выполнен полым с переменным по площади треугольным профилем для протока теплоносителя. Концентрированное излучение от отражающей поверхности концентратора соответствует условию равномерной продольной освещенности рабочей поверхности фотоприемника. Фотоприемник закреплен поворотным вдоль цилиндрической оси устройством на стойках крепления. Технический результат заключается в повышении эффективности нагрева теплоносителя, повышении КПД модуля и обеспечении работы фотоприемника солнечного модуля при средних концентрациях и оптимальном освещении фотоприемника. 8 ил.
Концентратор солнечной энергии // 2638096
Изобретение может использоваться в гелиотехнике, в частности, в концентраторах солнечной энергии. Концентратор содержит симметричную отражающую поверхность, выполненную в виде фоклина, и прямоугольное выходное окно для размещения приемника излучения, совпадающее с фокальным пятном концентратора. Степень концентрации в каждой точке фокального пятна одинакова. Отражающая поверхность состоит из плоского и криволинейного участков. Образующая отражающей поверхности описывается системой уравнений, учитывающей координаты точки падения солнечного луча на концентратор, коэффициент концентрации, ширину фокального пятна, размер апертуры концентратора и координаты линии стыковки плоского и криволинейного участков отражающей поверхности. Технический результат - уменьшение отражения излучения от рабочей поверхности приемника излучения и повышение эффективности преобразования. 1 ил., 1 табл.
Солнечный модуль с асимметричным параболоцилиндрическим концентратором солнечного излучения // 2615242
Изобретение относится к гелиотехнике и к конструкции солнечных модулей с фотоэлектрическими и тепловыми приемниками солнечного излучения и концентраторами для получения электрической энергии и теплоты. Солнечный модуль с асимметричным параболоцилиндрическим концентратором солнечного излучения состоит из одной ветви параболоцилиндрического концентратора солнечного излучения и линейчатого фотоприемника, расположенного в фокальной области с равномерным распределением концентрированного излучения вдоль параболоцилиндрической оси, концентратор выполнен с зеркальной внутренней поверхностью отражения, форма отражающей поверхности концентратора соответствует условию равномерной, вдоль и перпендикулярно параболоцилиндрической оси, освещенности поверхностей фотоприемника, размещенного перед фокусом и выполненного в виде трех линеек из соединенных последовательно-параллельно фотоэлектрических преобразователей. Фотоприемник имеет трапецеидальную форму в поперечном сечении и устройство протока теплоносителя. Техническим результатом является обеспечение работы теплофотоэлектрического приемника солнечного модуля при средних концентрациях и равномерном освещении, нагрева теплоносителя, например воды, и снижения стоимости вырабатываемой энергии. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.
Фотоэлектрический модуль солнечного концентрированного излучения относится к гелиотехнике и касается создания солнечных модулей с фотоэлектрическими и тепловыми приемниками и концентраторами солнечного излучения в виде параболоцилиндров. Теплофотоэлектрический модуль с параболоцилиндрическим концентратором солнечного излучения состоит из параболоцилиндрического концентратора и линейчатого фотоэлектрического приемника, расположенного в фокальной области с равномерным распределением концентрированного излучения вдоль цилиндрической оси, солнечный теплофотоэлектрический модуль содержит асимметричный параболоцилиндрический концентратор с зеркальной внутренней поверхностью отражения, и линейчатый фотоэлектрический приемник, имеющий в продольном направлении зеркальные вторичные отражатели, закрепленные на устройстве протока теплоносителя треугольной формы сечения, а форма отражающей поверхности концентратора соответствует условию равномерной освещенности поверхности фотоэлектрического приемника, выполненного в виде линейки из соединенных последовательно-параллельно фотоэлектрических преобразователей шириной dо и длиной L и расположенного под углом к миделю концентратора, и определяется системой уравнений согласно формуле изобретения. Способ изготовления теплофотоэлектрического модуля заключается в изготовлении концентратора из тонкого алюминиевого листа с зеркальной отражающей рабочей поверхностью, который тыльной стороной закрепленными вдоль ребрами жесткости длиной L крепится в симметрично расположенные прорези стойки с лекально изготовленными поверхностями, профиль которых соответствует условию равномерной освещенности концентратором поверхности теплофотоэлектрического приемника, и закрепляется теплопроводящим и электроизоляционным клеевым составом на устройстве протока теплоносителя, выполненном из тонкого алюминиевого листа в виде канала треугольной формы сечения, закрепленного на стойке концентратора, а вторичные отражатели изготавливают из тонкого алюминиевого листа с зеркально отражающей рабочей поверхностью, которые закрепляют на устройстве протока теплоносителя вдоль линейчатого фотоэлектрического приемника. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
КРОВЕЛЬНАЯ СОЛНЕЧНАЯ ПАНЕЛЬ // 2557272
Изобретение относится к области строительства, в частности к кровельным солнечным панелям крыш зданий. Технический результат изобретения заключается в снижении расхода материала панели. В кровельной солнечной панели, содержащей корпус с внутренней полостью с защитным покрытием на рабочей поверхности, на которую падает солнечное излучение с углом входа лучей β0, и приемники из скоммутированных солнечных элементов, под защитным покрытием установлен составной концентратор, выполненный в виде прозрачной для излучения отклоняющей оптической системы из множества призм с острым углом Ψ между поверхностью входа и выхода лучей и нескольких полупараболоцилиндрических зеркальных отражателей с параметрическим углом δ, имеющих поверхности входа и выхода лучей. Фокальные области всех отражателей смещены к нижней или верхней стороне панели, а приемники излучения установлены параллельно фокальной оси и перпендикулярно плоскости панели между фокальной осью и зеркальным покрытием каждого отражателя. Приведено соотношение между углом входа лучей β0, острым углом Ψ, коэффициентом преломления n материала отклоняющей оптической системы и параметрическим углом δ полупараболоцилиндрического зеркального отражателя. 15 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.
ТЕПЛОФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ С ПАРАБОЛОЦИЛИНДРИЧЕСКИМ КОНЦЕНТРАТОРОМ СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ // 2554674
Изобретение относится к гелиотехнике. Теплофотоэлектрический модуль с параболоцилиндрическим концентратором солнечного излучения состоит из параболоцилиндрического концентратора и линейчатого фотоэлектрического приемника (ФЭП), расположенного в фокальной области с равномерным распределением концентрированного излучения вдоль цилиндрической оси, при этом солнечный фотоэлектрический модуль содержит асимметричный концентратор параболоцилиндрического типа с зеркальной внутренней поверхностью отражения и линейчатый фотоэлектрический приемник, установленный в фокальной области с устройством протока теплоносителя; форма отражающей поверхности концентратора Х(Y) определяется предложенной системой уравнений, соответствующей условию равномерной освещенности поверхности фотоэлектрического приемника, выполненного в виде линейки шириной do из скоммутированных ФЭП и длиной h и расположенного под углом к миделю концентратора. Изобретение обеспечивает работу солнечного фотоэлектрического модуля при высоких концентрациях и равномерное освещение ФЭП, получение на одном ФЭП технически приемлемого напряжения (12 В и выше), нагрев проточного теплоносителя, повышение КПД преобразования и снижение стоимости вырабатываемой энергии. 4 ил.
Фотоэлектрический модуль солнечного концентрированного излучения относится к гелиотехнике и касается создания солнечных модулей с фотоэлектрическими и тепловыми приемниками и концентраторами солнечного излучения в виде параболоидов. Солнечный теплофотоэлектрический модуль с параболоторическим концентратором, состоящий из параболоидного концентратора типа «Фокон» и теплофотоэлектрического приемника, расположенного в фокальной области с равномерным распределением концентрированного излучения, отличающийся тем, что солнечный теплофотоэлектрический модуль содержит параболоторический концентратор и цилиндрический теплофотоэлектрический приемник с устройством охлаждения, установленный в фокальной области, концентратор, представляющий тело вращения с зеркальной внутренней поверхностью отражения, состоящий из нескольких зон (a-b, b-c, c-d), выполнен составным по принципу собирания отраженных лучей в двух фокальных областях из отдельных зон концентратора: - форма отражающей поверхности зон a-b, b-c концентратора Х(У) определяется системой уравнений, соответствующей условию равномерной освещенности поверхности фотоэлектрической части теплофотоэлектрического приемника, выполненного в виде цилиндра из скоммутированных высоковольтных ФЭП длиной ho и радиусом rо, Yn=Rn 2/4fo, Xn=Rn-(k-1)ro, Rn=2fo(tgαn+cosαn), Δα=αo/N, αn=Δα(n-N/2), X*=2f1Q[(1+1/Q2)l/2-1], Q=B/ro, B=ho+h, Y*=X*2/4f1, Y*n=ΔY*n, Хn=[4f1(Y*+Y*n)]1/2, ΔY=P[1±(1-4R/P2)1/2]/2, P=L+Yb, L=fo+h+ho/2, где αn - угол (в зоне рабочего профиля концентратора а-с) между уровнем ординаты в точке координат Хn, Уn и отраженным от поверхности параболы с фокусным расстоянием fo лучом, приходящим в фокальную область шириной ho, расположенной на радиусе rо цилиндрического фотоэлектрического приемника в интервалах Δα=αo/N, где n выбирается из ряда целых чисел n=1, 2, 3…N, значения параметров fo, f1, k выбираются в соответствии с граничными условиями, а геометрическая концентрация освещенности фотоэлектрического приемника Kn в интервалах радиуса концентратора ΔXn=Xn-Xn-1 равна: Kn=(Rn+1 2-Rn 2)n/do, - форма отражающей поверхности зоны c-d концентратора Х(У) определяется системой уравнений, соответствующей условию равномерной освещенности поверхности тепловой части теплофотоэлектрического приемника, выполненного в виде усеченного конуса с боковой поверхностью длиной d*, верхним радиусом rов и нижним радиусом rв:Хc=2Уc(1/codβв-tgβв), tgβв=(Yс-Нв)(Rc-roв), fв=Yc-Xctgβв, rв=Хc-Rc, d*=h*/sinφo, d*n=d*n/N, Kn=(R2 n+1-R2 n)/(r*n+1+r*n)Δd*, Xвn=2fв(tgγвn+1/cosγвn), tgφo=h*/(ro-r*во), где βв - угол (в зоне рабочего профиля концентратора c-d) между уровнем ординаты в точке координат Хс, Ус и отраженным от поверхности параболы с фокусным расстоянием fв лучом, приходящим в фокальную область усеченного конуса радиусом rв фотоэлектрического приемника, γn - угол (в зоне рабочего профиля концентратора c-d) между уровнем ординаты в точке координат Хn, Уn и отраженным от поверхности параболы с фокусным расстоянием fв лучом, приходящим в фокальную область усеченного конуса шириной d* фотоэлектрического приемника в интервалах Δd*=d*/N, где n выбирается из ряда целых чисел n=1, 2, 3…N, при этом значения параметров fв, k выбираются в соответствии с граничными условиями, φо угол наклона боковой поверхности усеченного конуса фотоэлектрического приемника, а геометрическая концентрация освещенности фотоэлектрического приемника Kn в интервалах радиуса концентратора ΔХn=Хn-Xn-1 равна: Kn=(R=2 n+1-R2 n)/(r*n+1+r*n)Δd*. 5 ил.
Фотоэлектрический модуль солнечного концентрированного излучения относится к гелиотехнике и касается создания солнечных модулей с фотоэлектрическими и тепловыми приемниками и концентраторами солнечного излучения в виде параболоидов. Солнечный модуль с параболоторическим концентратором с двигателем Стирлинга содержит цилиндрический фотоприемник двигателя Стирлинга, установленный в фокальной области с цилиндрическим устройством охлаждения, расположенным ниже параболоторического концентратора, согласно изобретению, концентратор выполнен составным в виде тела вращения с зеркальной внутренней поверхностью отражения, состоящей из трех зон a-b, b-c, c-d, причем форма отражающей поверхности концентратора X(У) определена системой уравнений, соответствующей условию освещенности различных частей поверхности фотоприемника в виде цилиндра длиной H и радиусом ro, а значения координат X, У в зоне рабочего профиля концентратора a-b определяются выражением:
(
X
+
r
o
)
2
=
4
f
2
∗
(
Y
+
Δ
Y
)
, в котором
Δ
У
=
X
b
2
4
f
1
−
(
X
b
−
r
0
)
2
4
f
2
,
где фокусное расстояние f2 рассчитывается по формуле:
f
2
=
(
H
1
−
Y
b
−
h
0
2
)
(
1
±
1
sin
ζ
)
,
при этом угол ζ в зоне рабочего профиля концентратора a-b между поверхностью цилиндра и отраженным от поверхности в точке координат Xb, Уb или падающим на поверхность параболоторического концентратора лучом, приходящим в фокальную область цилиндрического фотоприемника двигателя Стирлинга на уровне H1-h0/2, расположенной на радиусе ro, рассчитывается по формуле:
t
g
ζ
=
H
1
−
Y
b
−
h
0
/
2
X
b
−
r
0
,
где фокусное расстояние f1 рассчитывается по формуле:
f
1
=
m
R
t
g
β
+
H
1
−
r
0
t
g
β
1
+
2
t
g
β
значения коэффициента m - изменяющегося в пределах от 0 до 1, высоты H1 между координатной осью ОХ и торцевой поверхностью цилиндрического фотоприемника двигателя Стирлинга, радиуса миделя концентратора R, угла β между отраженным от поверхности в точке координат ХC, УС параболоторического концентратора лучом, приходящим на уровне h0 в фокальную область, расположенную на радиусе r0 цилиндрического фотоприемника двигателя Стирлинга, и перпендикуляром к падающему лучу, выбираются в соответствии с граничными условиями, причем значения координат X, У в зоне рабочего профиля концентратора b-с, в пределах значений угла α+β определяет в соответствии с выражением:
X
=
2
f
1
[
1
cos
(
α
+
β
)
−
t
g
(
α
+
β
)
]
,
где α - угол в зоне рабочего профиля концентратора b-с между перпендикуляром к падающему лучу и отраженным от поверхности в точке координат X, У параболоторического концентратора лучом, приходящим на уровне h, изменяющимся в пределах от 0 до ho, в фокальную область, расположенную на радиусе ro цилиндрического фотоприемника двигателя Стирлинга и определяется формулой:
t
g
α
=
H
1
−
Y
−
(
h
0
−
h
)
X
,
γ - угол в зоне рабочего профиля концентратора c-d между отраженным от поверхности в точке координат Xd, Уd параболоторического концентратора лучом, приходящим в центр торцевой части фокальной области цилиндрического фотоприемника, и уровнем высоты H цилиндрического фотоприемника двигателя Стирлинга, определяется из соотношения:
t
g
(
γ
−
β
)
=
Y
−
f
1
X
=
r
1
+
r
0
H
1
+
f
1
,
при этом значения координат X, У в зоне рабочего профиля концентратора с-d определяются в соответствии с формулой:
X2=4f1*Y,
геометрическая концентрация освещенности фотоэлектрического приемника K определяется выражением:
K=(X-r1)2/ro(ro+2ho),
где ro - радиус цилиндра, r1 - расстояние между осью симметрии 0, У цилиндра и фокусным расстоянием f1, ho - размер фокальной области на боковой поверхности цилиндрического фотоприемника. В результате использования изобретения на эффективной поверхности фотоэлектрического приемника формируется освещенность концентрированного излучения. 4 ил.
Фотоэлектрический модуль содержит параболоторический концентратор и цилиндрический фотоэлектрический приемник, установленный в фокальной области с устройством охлаждения и выполненный в виде цилиндра из скоммутированных высоковольтных ФЭП длиной ho и с внутренним радиусом ro. Концентратор представляет собой тело вращения с зеркальной внутренней поверхностью, состоящей из нескольких зон (a-b, b-c, c-d), и выполнен составным по принципу собирания отраженных лучей в фокальной цилиндрической области из отдельных зон концентратора. Форма отражающей поверхности концентратора Х(У) определяется системой уравнений, соответствующей условию равномерной освещенности поверхности фотоэлектрического приемника, приведенной в формуле изобретения. Технический результат - обеспечение работы солнечного фотоэлектрического модуля при высоких концентрациях и равномерном освещении фотоэлектрического приемника, получение на одном ФЭП технически приемлемого напряжения (12 В и выше), повышение КПД преобразования и снижение стоимости вырабатываемой энергии. 4 ил.
Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к конструкции солнечных фотоэлектрических модулей с фотоэлектрическими приемниками солнечного излучения и концентраторами
Изобретение относится к гелиотехнике и конструкции солнечных модулей с фотоэлектрическими и тепловыми приемниками солнечного излучения и концентраторами
Изобретение относится к области гелиотехники и конструкции создания солнечных модулей с фотоэлектрическими или тепловыми приемниками излучения и стационарными концентраторами, допускающими эксплуатировать модули в неподвижном режиме круглый год
СОЛНЕЧНЫЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ // 2411422
Изобретение относится к гелиотехнике и касается создания солнечных модулей с фотоэлектрическими приемниками излучения и концентраторами солнечного излучения в виде линз Френеля
Изобретение относится к области гелиотехники и касается создания солнечных модулей с фотоэлектрическими или тепловыми приемниками излучения и стационарными концентраторами, допускающими эксплуатацию модуля в неподвижном режиме круглый год
Изобретение относится к технологии переработки и утилизации влажных низкокалорийных материалов органического происхождения, в частности обезвоженных осадков коммунальных и промышленных сточных вод
СИСТЕМА ОРИЕНТАЦИИ СОЛНЕЧНЫХ МОДУЛЕЙ С КОНЦЕНТРАТОРАМИ ДЛЯ НАГРЕВА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) // 2324867
Изобретение относится к области гелиотехники, в частности к установкам с концентраторами солнечного излучения и средствам их ориентации
