Фотоэлектрический модуль

 

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ, содержащий оптический элемент с трапециевидным поперечным сечением, боковые грани которого выполнены отражающими излучение, а разновеликие основания служат гранями входа и выхода излучения, и установленные в контакте с гранью выхода излуче ния фотопреобразователи, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной мощности, оптический элемент выполнен из прозрачного для солнечного излучения материала в виде призмы полного внутреннего отражения, причем гранью выхода излучения служит меньшее основание оптического элемента. 00 ю Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Sm F 24 Х 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Ilo ДелАм изОБРЕтений и oTHPbfTMA (212 3325776/24-06 (22) 03. 08.81 (46) 15.10.83. Бюл. N 38 (72) К.В.Жуков, О.А.Невежин, С.S.Ðÿáèêîâ,Ä.Ñ.Còðåáêîâ, Э.В.Тверьянович и В.В.Ростокинский (71) Научно-производственное обьединение "Квант" (53) 662.997(088.8) (56) 1. Патент США N 4164432, кл. 136-89, опублик. 1979. (54)(57) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ, содержащий оптический элемент с тра,I . „„SU„„1048260 A пециевидным поперечным сечением, боковые грани которого выполнены отражающими излучение, а разновели кие основания служат гранями входа и выхода излучения, и установленные . в контакте с гранью выхода излучения фотопреобразователи, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения удельной мощности, опти" ческий элемент выполнен из прозрачного для солнечного излучения матери" ала в виде призмы полного внутреннего отражения, причем гранью выхода излучения служит меньшее основа- ние оптического элемента.

10482

l о — are s in — (о (45

2 п

0=2И92 оС, 45

55

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к фотоэлектрическим модулям.

Известен фотоэлектрический модуль, содержащий оптический элемент с трапециевидным поперечным сечением, боковые грани которого выполнены отражающими излучение, а разновеликие основания служат гранями входа и выхода излучения,и установленные !О в контакте с гранью выхода излучения фотопреобразователи. В этом фотоэлектрическом модуле оптический элемент, содержит люминесцентное вещество„ а фотопреобразователи уста- 15 новлены в контакте с большим основанием s зоне отраженного боковыми гранями переиэлученного светового потока. Значительная часть площади бо ьшего основания оптического эле- 20 мента свободна от фотопреобраэователей и s то же время продолжает служить гранью выхода излучения 11 ).

Цель изобретения - повышение удельной мощности фотоэлектрического мо",25 дуля.

Поставленная цель достигается тем, что в фотоэлектрическом модуле, содержащем оптический элемент .с тра1 пециевидным поперечным сечением, бо- 30 ковые грани которого выполнены отражающими излучение, а разновеликие основания служат гранями, входа и выхода излучения, и установленные в контакте с гранью выхода излучения фотопреобраэователи, оптический элемент выполнен из прозрачного для солнечного . излучения материала в виде призмы полного внутреннего. отражения, причем гранью 40 выхода излучения служит меньшее основание оптического элемента.

На фиг. 1 показан фотоэлектрический модуль и ход солнечного излучения s нем, поперечное сечение; на фиг. 2 - фотоэлектрический модуль с оптическим элементом, выполненным в.,виде прямой призмы, общий вид; на фиг. 3 - фотоэлектрический модуль с оптическим элементом, выполненным в виде призмы пирамидальной формы, общий вид; на фиг. 4 - фотойлектрический модуль с оптическим элементом, выполненным в виде призмы конической формы, общий вид;

Фотоэлектрический модуль содержит оптический элемент 1 с трапециевидным поперечным сечением, бо

60 2 ковые грани 2 которого выполнены отражающими излучение, а разновеликие основания 3 и 4 служат гранями входа и выхода излучения, и установленные в контакте с гранью выхода излучения фотопреобраэователи 5.

Оптический элемент 1 выполнен из прозрачного для солнечного излучения материала в виде призмы полного внутреннего отражения, причем гранью выхода излучения служит меньшее основание 3 оптического элемента 1.

Оптический элемент 1 может иметь форму прямой призмы 6 (фиг. 2), правильной усеченной четырехугольной пирамиды.7 (фиг. 3) или усеченного прямого конуса 8 (фиг. 4) .

Для выполнения оптического элемента

1 (фиг. 1) в виде призмы полного внутреннего отражения необходимо, чтобы угол с между боковой гранью

2 и большим основанием 4 находился в пределах где n - показатель преломления материала оптического элемента 1.

При этом максимальная концентрация излучения будет достигнута при выполнении условия где h - высота поперечного сечения оптического элемента 1 (высота трапеции );

d - ширина меньшего основания

3 оптического элемента 1.

Пример конкретного выполнения фотоэлектрического модуля.

В качестве материала оптического элемента 1 выбрано стекло с показателем преломления п=1,5.

Высота поперечного сечения оптического элемента 1 выбрана равной

h=3 мм, а угол наклона боковой грани 2 -. равным а(.=30 . В этом случае о оптический элемент 1 выполнен с шириной меньшего основания 3 равной

h=10 39 мм.

Геометрическая степень концентрации К для различных вариантов выполнения оптического элемента 1 с расчетным поперечным сечением составляет величину: К=2 - для варианта на фиг. 2; К3 - для варианта на фиг. 3; К 4 - для варианта на фиг. 4.

1048260

Фотоэлектрический модуль работа" ет следующим образом.

Солнечное излучение, падая на большее основание 4 (фиг. 1) оптического элемента 1 преимущественно под прямым углом вне проекции площади меньшего основания 3"на последнее, отражается боковыми гранями .2 и, однократно испытав полное внут- 10 реннее отражение на большем основа" нии 4, падает на фотопреобразователи 5,. установленные в контакте с оптическим элементом 1 по всей площади его меньшего основания 3. lie- . 15 реотраженнМ излучение на грани выхода излучения, которой служит меньшее основание ), суммируется с пря" мым излучением, падающим на большее основание 4 внутри. проекции площади меньшего основания 3 на последнее.

Выполнение оптического элемента .1 из прозрачного для солнечного излучения материала в виде призмы полного внутреннего отражения обеспечивает наличие концентрированного излучения по всей площади меньшего основания 3 оптического элемента, что, в свою очередь, позволяет увеличить полезную площадь модуля., занятую фотопреобразователями 5, и тем самым повысить удельную мощность фотоэлектрического модуля. Достиг— нутая степень концентрации излучения на грани выхода оптического элемента

1 максимальна и равномерна по всей площади, что повышает КПД фотоэлектрического модуля.

1048260

Составитель П,Шендерович

Редактор И.Касарда Техред М.Надь

Корректор A.Çèìoêocîâ

Подписное

Заказ 7908/44 Тираж 783

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, филиал ППП "Патент" г. Ужгород, ул. Проектная, е °