Фикусирующий коллектор солнечной энергии

 

Изобретение относится к гелиотехнике и позволяет повысить КПД коллектора путем снижения потерь от теплового излучения приемника. Профиль концентратора (К) 1 очерчен участками 2 расположенных одна в другой софокусных парабол (П) и дугами 3 окружностей, центры которых расположены на оптической оси 4 К 1 на расстоянии от его фокуса, равном половине ллины рад.иуса этой окружности . Внутренняя П имеет апертуру, совпадающую с апертурой К 1. Дуга 3, сопряженная с участком наружной П, расположена на ниже фокальной хорды К 1. Приемник 5 излучения установлен в фокусе К 1 у его вершины. Благодаря такому выполнению К возрастает диапазон телесных углов вторичного излучения приемника, в котором происходит возвращение к нему тепловой энергии. Это позволяет в значительной мере снизить уровень радиационныЗ потерь коллектора без уменьшения степени концентрации прямой солнечной радиации, поступающей на приемник. 2 ил. i сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ,К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4204666/24-06 (22) 04.03.87 (46) 07.01.89. Бюл. М" 1 (72) А.В.Супрун, Л.Н.Стронский н П.В.Мишутин (53) 662.997.535..87 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1355839, кл. F 24 J 7/12, 1986. (54) ФОКУСИРУКЗЦИЙ KOJIJIEKTOP СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ .(57) Изобретение относится к гелиотехнике и позволяет повысить КПД коллектора путем снижения потерь от теплового излучения приемника.

Профиль концентратора (К) 1 очерчен участками 2 расположенных одна в другой софокусных парабол (П) и дугами

3 окружностей, центры которых расÄÄSUÄÄ 1449784 А1 (5D 4 F 24 J 2/12 G 02 В 5/10 положены на оптической оси 4 К 1 на расстоянии от его фокуса, равном половине длины радиуса этой окружности. Внутренняя П имеет апертуру, совпадающую с апертурой К 1. Дуга 3, сопряженная с участком наружной П, расположена на ниже фокальной хорды

К 1. Приемник 5 излучения установлен в фокусе К 1 у его вершины. Благодаря такому выполнению К возрастает диапазон телесных углов вторичного излучения приемника, в котором происходит возвращение к нему тепловой энергии. Это позволяет в значительной мере снизить уровень радиационныМ потерь коллектора без уменьшения сте- Я пени концентрации прямой солнечной радиации, поступающей на приемник.

2 ил °

С:

1449784

Изобретение относится к гелиотехн ке, в частности к фокусирующим колл кторам солнечной энергии.

Целью изобретения является повышение КПД путем снижения потерь от теплового излучения приемника °

На фиг.1 показана оптическая схема ф <кусирующего коллектора солнечной энергии на фиг.2 — принцип построеt 10 н1«я его криволинейной поверхности отражения излучения.

Фокусирующий коллектор солнечной э ергии содержит концентратор 1 (иг. 1), с профилем, очерченным участ- 15 к ми 2 расположенных одна в другой соф кусных парабол, внутренняя из кот рых имеет апертуру, совпадающую с а ертурой концентратора 1 и ругами 3 о ружностей с центрами на оптической 20 о и 4 последнего, ступенчато сопряж иными с концом и началом участков

2 соседних парабол, и установленный

al фокусе концентратора 1 у его верш ны приемник 5 излучения, причем ду- Б г 3 окружности, сопряженная с участк эм 2 наружной параболы, расположена— н ниже фокальной хорды концентрато1 °

Центр каждой окружности располо- 30 ж н от фокуса концентратора 1 (фиг.2} н расстоянии, равном половине длины р диуса этой окружности.

В качестве примера показан коллект р с концентратором 1, составленным у астками 2 четырех парабол и дугами

З,окружностей с фокальными расстоя«< н итми f<, f, f соответственно.

На оптической оси 4 отложены от.резки от фокуса концентратора 1 до 40 центра 0,,0<, 0> дуг 3 окружностей, рфвные .соответственно фокальным расстояниям fg, fg fy.

Из названных центров радиусами, рФвными удвоенным фокальным расстоян9ям, проведены окружности, образующ8е дуги 3, сопрягающие участки 2 соседних парабол.

Фокусирующий коллектор солнечнои эНергии работает следующим образом, Солнечное излучение падает на зеркальную поверхность концентратора

1 (фиг.1) и, отразившись от участков

2> попадает на приемник 5. Нагретая н< верхность приемника 5 излучает теп-55 лфвой поток, который переотражается дугами 3 и затененной частью участков 2 парабол обратно на приемник 5 н9зависимо от температуры излучающей поверхности. Благодаря тому, что руги 3 имеют общий фокус, переизлучение исходит от приемника 5„ нахорящегося в месте совмещения этих фокусов, тепловые лучи после отражения от дуг 3 направляются в сторону вершины концентратора 1, совпадая по направлению с прямым солнечным излучением. Отразившись от затененной части участков 2 парабол, лучи снова направляются к приемнику 5, дополнительно нагревая его. Аналогичным образом возвращаются к приемнику 5 лучи, исходящие из фокуса и попадающие сначала на затененные части участков

2 парабол. При этом после первого отражения (от указанной частей участков 2) лучи получают направление, противоположное направлению лучей прямой солнечной радиации. Достигнув поверхности дуг 3 параллельным пучком, эти лучи, отразившись, собираются ими. в фокусе концентратора 1 на приемнике 5.

Таким образом, благодаря предлагаемой конструкции концентратора 1 обеспечивается возвращение лучей к приемнику 5 по двум схемам: приемник 5 — участок 2 — дуга 3 — приемник 5 и приемник 5 — дуга 3 — участок 2 — приемник 5.Вследствие этого„ значительно возрастает диапазон телесных углов вторичного излучения приемника 5, в котором происходит возвращение к нему тепловой энергии. Это позволяет в значительной мере снизить уровень радиационных по- терь коллектора без уменьшения степени концентрации прямой солнечной радиации, поступающей на приемник 5.

Возвращенная к приемнику 5 энергия обеспечивает дополнительный нагрев, в результате чего увеличивается доля полезно используемой энергии солнечного излучения. Это приводит к повышению КПД работы коллектора, Формула и з обретения

Фокусирующий коллектор солнечной энергии, содержащий концентратор с профилем, очерченным участками расположенных одна в другой софокусных парабол, внутренняя из которых имеет апертуру, совпадающую с апертурой концентратора, и дугами окружностей с центрами на оптической оси последнего, ступенчато сопряженными с кон1449784

Составитель П.Шендерович

Т ехред Л. Сердюко ва Корректор С.ЧеРии

Редактор Н.Гунько

Заказ 6951/38 Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 цом и началом участков соседних парабол, и установленный в фокусе концентратора у его вершины приемник излучения, причем дуга окружнос- .5 ти, сопряженная с участком наружной параболы, расположена не ниже фокаль ной хорды концентратора, о т л и— ч а ю щ н и с я тем, что, с целью повышения КПД путем снижения потерь от теплового излучения приемника, центр каждой окружности расположен от фокуса концентратора на расстоянии, равном половине длины радиуса этой окружности.