Устройство для использования солнечной энергии
(в) RU (и) 2002174 С1 (51)
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам „,- @e s ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНЙЯ."" :. ;.-:,""„ „ ."" К ПАТЕНТУ (21) 4921899/06 (22) 26.03.91 (46) 30.10.93 Бюп. На 39-40 (71) Научно — производственное обьединение "Астрофизика" (72) Алексеев ВА; Ашурпы 3.И.О.; Говорков А.О.; Кулагин Ю.Е; Кулешов В Н.; Моксяков А.И.. Нарусбек ЭА (73) Общество с ограниченной ответственностью "Астросолар" (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ . (57) Использование: в гепиотехнике при изготовлении концентратов и приемников солнечной энергии гелиоустановок Сущность изобретения: дпя повышения устойчивости устройства к воздействию вет— ровой нагрузки путем снижения уровня ее центра тяжести устройство для использования солнечной энергии, содержащее приемник 1 солнечной энергии, закрепленный с помощью держателей 2 на секторном концентраторе 3, установпенном на треноге 4 и снабженном механизмом 5 ориентации на солнце. снабжено двумя термосифонами б Прием— ник 1 солнечной энергии установлен противоположной его зоне нагрева стороной к концентратору 3, а секторы концентратора распопожены симметрично относительно плоскости его симметрии и сфокусированы на термосифоны б, установленные симметрично плоскости симметрии концентратора и соответственно его секторам и герметично соединенные с зоной нагрева приемника солнечной энергии. 4 ип. 2002174 Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в гелиотехнике при изготовлении концентраторов и приемников солнечной энергии гелиаустановок. Известна солнечная установка, содержащая концентратор, закрепленный на нем с помощью тяг приемник излучения, механизм зенитального поворота в виде передачи винт-гайка, опорное устройство, стойка которого расположена н радиальном пазу концентратора, и шток, шарнирно соединенный одним концом со стойкой. а другим с передачей викт-гайка и имеющий подвижную втулку со стопорным элементом, на катаром закреплен концентратор. Однако известная солнечная установка имеет высокий уровень центра тяжести, что создает значительный крутящий момент при ветровом воздействии за счет высокого расположения часто крупногабаритного и тяжелого (до 1/4 веса установки) приемника излучения и, как следствие, снижает устойчивость установки, создает вазможность ее опрокидывания, а также вызывает повышенную деформацию всех узлов установки, снижая ее эффективность при приеме и передаче энергии солнечного излучения. Известная установка имеет значительные габаритные размеры, что затрудняет ее транспортировку в собранном виде, Наиболее близким па технической сущности к изобретению является устройство для использования солнечной энергии, содержащее приемник солнечной энергии и секторный концентратор, установлен н ый на треноге и снабженный механизмом ориентации на солнце, при этом крепление секторов концентратора выполнено в виде кольцевой опорной рамы с крепежными деталями для присоединения держателей приемника. Однако известное устройства для использования солнечной энергии имеет высокий уровень центра тяжести, что создает значительный крутящий момент при ветровом воздействии за счет высокого расположения часто крупногабаритного и тяжелого (до 1/4 веса устройства) приемника солнечной энергии и, как следствие, снижает устойчивость устройства, создает вазможность его опрокидывания, а также вызывает деформацию всех узлов устройства, снижая ега эффективность при приеме и передаче энергии солнечного излучения. Известное устройство имеет значительные габариты, чта затрудняет его транспортировку в собранном ниде. Целью изобретения является понышение устойчивости устройства к ваздействию ветровой нагрузки путем снижения уровня его центра тяжести. Поставленная цель достигается тем, что устройство для . использования солнечной энергии, содержащее приемник солнечной энергии, закрепленный с помощью держателей на секторном концентраторе, установленном на треноге и снабженном механизмом ориентации на солнце, снабжено связанными с приемником термосифонами па числу секторов концентратора, имеющих каждый собственный фокус и расположенных симметрично относительно плоскости симметрии концентратора. а термосифоны установлены в фокусах его секторов. На фиг. 1 — 3 представлена принципиальная схема устройства солнечной энергии (вид спереди в поло>кении "на горизонт", 20 вид спереди в положении "в зенит" и вид слева в положении "на горизонт" соответственна); на.фиг. 4 — принципиальная схема приемника излучения с термосифонами. Устройство для использования солнечной энергии содержит приемник солнечной энергии 1, закрепленный с помощью держателей 2 на секторном концентраторе.3, установленном на треноге 4 и снабженном механизмом 5 ориентации на солнце, и термосифоны 6, связанные с приемником 1, по числу секторов 7 концентратора 3, имеющих каждый собственный фокус и расположенных симметрично относительно плоскости симметрии концентратора 3, термосифаны б установлены н фокусе его секторов 7. Устройство содержит также датчик 8 слежения за солнцем, а механизм 5 ориентации на солнце содержит приводы азимутального 9 и зен итал ьного l 0 слежения. Приемник сол40 нечнай энергии 1 имеет зону нагрева 11. Устройство для использования солнечной энергии работает следующим образом. На рассвете устройство находится в крайнем левом положении, как показана на фиг. 1, 2. В этом положении центр тяжести устройства находится на той же, что и в прототипе. По мере подъема солнца над горизонтом датчик 8 слежения за солнцем падает сигнал на механизм 5 ориентации на 50 солнце, который ориентирует концентратор 3 в оптимальное к солнцу положение с помощью приводов азимутального 9 и зенитального 10 слежения. При этом центр тяжести устройства занимает уровень выше 55 указанной оси, но ниже уровня центра тяжести, который имеет устройство па прототипу, а также ближе к полости симметрии концентратора 3 за счет конструктивного перемещения на два габаритных размера по длине приемника солнечной энергии 1 к 2002174 поверхности концентратора 3, уменьшая тем самым крутящий момент устройства и деформацию его узлов при ветровом воздействии. Солнечная энергия от концентратора 3, сфокусированная каждым из 5 секторов 7 концентратора 3 на соответствующий термосифон 6, передается через них в зону нагрева 11 приемника солнечной энергии 1 (фиг. 4), обуславливая тем самым его конструктивное перемещение на два га- 10 баритных размера по длине к поверхности концентратора 3 путем поворота эоны нагрева 11 а сторону, противоположную поверхности концентратора 3. При дальнейшем перемещении солнца 15 к зениту концентратора 3, оптимально ориентируясь на солнце с помощью приводов азимутального 9 и зенитального 10 слежения по сигналу от датчиков 8 слежения за солнцем, занимает положение "в зенит" 20 (фиг.3). При этом центр тяжести устройства занимает положение примерно на два габаритных размера по длине приемника 1 ниже уровня тяжести устройства по прототипу и эта разность имеет максимальную величину 25 именно при положении устройства "в зенит", когда оно имеет максимальный габаритный размер по высоте. создающий максимальный крутящий момент при воздействии ветровой нагрузки. Такое сниже- 30 ние уровня центра тяжести позволяет максимально при положении устройства ."в зенит" снизить деформацию узлов устройства и повысить его устойчивость при воздействии интенсивных ветровых нагрузок. 35 действию ветровой нагрузки путем снижения уровня его центра тяжести, оно 40 снабжено связанными с приемником термосифонами по числу секторов концентратора, имеющих каждый собственный фокус и расположенных симметрично относительно плоскости симметрии концентрато45 ра, а термосифоны установлены в фокусах его секторов. <рормула изобретения УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПОЛ63ОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ, содержащее приемник солнечной энергии, закрепленный с помощью держателей на секторном концентраторе, установленном на треноге и снабженном механизмом ориентации на солнце, отличающееся тем, что. с целью повышения устойчивости устройства к возПри дальнейшем перемещении солнца на запад концентратор 3, оптимально ориентируясь на солнце с помощью механизма 5 ориентации. занимает положение, противоположно направленное изображенному на фиг, 1, 2, При этом центр тяжести устройства занимает уровень выше ранее указанной оси, но ниже уровня центра тяжести, который имеет устройство по прототипу, а также ближе к плоскости симметрии концентратора 3. что в совокупности значительно повышает устойчивость устройства к воздействию ветровых нагрузок и снижает деформацию его узлов. После заката солнца устройство переводится в крайнее левое положение. Изобретение позволяет повысить устойчивость устройства не менее чем на 25 при воздействии ветровой нагрузки путем снижения уровня его центра тяжести и эффективность работы при приеме и передаче энергии за счет снижения деформации узлоа устройства не менее чем íà 15 . Габаритные размеры устройства уменьшаются, что облегчает его транспортировку в собранном виде и размещение на площадке энергостанции, а ресурс работы увеличивается. (56) Авторское свидетельство СССР N 823773, кл. F 24 J 2/52, 1981. Авторское свидетельство СССР N 338759, кл. F 24 3 2/52, 1972, 2002174 2002174 Составитель В.Кулешов Редактор Н.Цалихина Техред М.Моргентэл Корректор М Кул Тираж Подписное Н ПО" Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Заказ 3167 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
