Аккумулятор солнечной энергии
Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для питания тепловых электростанций в тропических и субтропических странах, а также в Южных районах России. Аккумулятор содержит нагреватель воды, состоящий из двух параллельных металлических листов, герметически соединенных между собой короткими стержнями, равномерно распределенными по площади листов. Нагреватель воды уложен на насыпном грунте вдоль зеркальной стены. Межлистовое пространство сообщается с одного конца с водопроводом, а с другого конца - с паровым котлом. Верхний лист нагревателя воды от падающих на него прямых и отраженных от зеркальной стены солнечных лучей нагревается до высоких температур. При этом нагревается и вода в межлистовом пространстве, превращаясь в пар, который поступает в паровой котел, накапливается в нем, а из него подается на турбину, вращающую ротор электрогенератора. Количество пара, образуемого в нагревателе воды, зависит от его длины. Чем длиннее нагреватель, тем больше в нем образуется пара. При конкретном проектировании длина нагревателя воды и емкость котла назначаются с таким расчетом, чтобы образуемого и накапливаемого в них пара в солнечные дни хватало на непрерывную работу электростанции независимо от времени суток и погодных условий. Изобретение должно обеспечить повышение температуры воды до превращения ее в пар. 2 ил.
Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для питания тепловых электростанций в тропических и субтропических странах, а также в Южных районах России.
Известен аккумулятор солнечной энергии, содержащий закрытый котлован, заполненный водой, и частично погруженное в нее металлическое корыто, огражденное прозрачными панелями и зеркальной стеной (патент RU 2267060 С1 - прототип).
Металлическое корыто является нагревателем воды, так как оно, нагреваясь прямыми и отраженными от зеркальной стены солнечными лучами, нагревает воду в котловане, а от нее нагревается вода в трубопроводе-змеевике, которая используется для снабжения ею жилых домов и других объектов. Вода в котловане из-за ее большого объема может нагреваться до температуры не более 90°С.
Задача изобретения - повышение температуры воды и превращение ее в пар для подачи его на турбину электростанции. Эта задача решается тем, что нагреватель воды выполнен в виде расположенных вдоль зеркальной стены двух параллельных металлических листов, соединенных между собой короткими стержнями, равномерно распределенными по площади листов, а по краям - металлическими полосами с обеспечением герметичности межлистового пространства, которое с одного конца сообщается через насос с водопроводом, а с другого конца - через трубу с паровым котлом, связанным через другую трубу с паровой турбиной электростанции, причем обе трубы имеют перекрывающие их вентили.
Аккумулятор солнечной энергии схематически изображен на фиг.1 - вид сверху и фиг.2 - разрез А-А по фиг.1. Аккумулятор содержит нагреватель воды, состоящий из двух параллельных металлических листов 1 и 2, соединенных между собой короткими стержнями 3, равномерно распределенными по площади листов. По краям листы 1 и 2 также соединены металлическими полосами 4 с обеспечением герметичности межлистового пространства. Выполненный таким образом нагреватель воды уложен вдоль зеркальной стены 5 на насыпном грунте, ограниченном подпорной стенкой 6. Стена 5 выполнена из бетона или металла и со стороны нагревателя воды (с солнечной стороны) облицована зеркалами.
Расстояние между листами 1 и 2 равно 7-8 см. Межлистовое пространство с одного конца сообщается с водопроводом 7 через насос 8, рядом с которым установлен манометр 9. С другого конца межлистовое пространство через трубу 10, имеющую вентиль 11, сообщается с покрытым теплоизоляцией паровым котлом 12, связанным через другую трубу 13, имеющую вентиль 14, с паровой турбиной, которая, как и прочие элементы электростанции, расположена в здании 15.
Аккумулирование солнечной энергии и ее использование происходит следующим образом. В межлистовое пространство из водопровода 7 насосом 8 нагнетается вода. Солнечные лучи, показанные на фиг.2 штриховыми линиями, падают на лист 1 и на зеркальную стену 5 и, отразившись от нее, также падают на лист 1, который получает таким образом удвоенную солнечную энергию. От этой энергии лист 1 нагревается до температуры 300°С и выше, в зависимости от близости к земному экватору. До такой же температуры быстро нагревается и тонкий слой воды в межлистовом пространстве, превращаясь в пар высокого давления. Испытывая такое давление, листы 1 и 2 благодаря соединяющим их стержням 3 не деформируются. Величина давления показывается на манометре 9.
Из межлистового пространства пар по трубе 10 поступает в котел 12, накапливается в нем и по трубе 13 устремляется в турбину, вращающую ротор электрогенератора, от которого электрический ток по проводам передается его потребителям.
В ночное время и пасмурные дни работа насоса 5 приостанавливается, труба 10 перекрывается вентилем 11, а турбина электростанции в это время работает за счет пара, накопленного в котле 12 в солнечные дни. Теплоизоляция котла защищает его от охлаждения. По истечении времени ночи или пасмурных дней, когда лист 1 снова нагревается солнечными лучами, работа насоса 8 возобновляется, труба 10 открывается вентилем 11 и по ней пар снова поступает в котел 12 при непрерывном его поступлении на турбину электростанции. При необходимости временного прекращения подачи пара на турбину труба 13 перекрывается вентилем 14.
Количество пара, образуемого в нагревателе воды, зависит от его длины, чем больше его длина, тем больше в нем образуется пара. При конкретном проектировании длина нагревателя воды и емкость котла назначаются с таким расчетом, чтобы образуемого и накапливаемого в них пара в солнечные дни хватало на непрерывную работу электростанции независимо от времени суток и погодных условий. Вместо одного большого котла может быть применено несколько котлов меньших размеров. Это упрощает их изготовление и транспортировку к месту их установки.
Применение электростанций с питающими их аккумуляторами солнечной энергии сокращает количество сжигаемого угля, газа и нефтепродуктов, что экономически выгодно и улучшает экологическую обстановку.
Аккумулятор солнечной энергии, содержащий нагреватель воды и зеркальную стену, отличающийся тем, что нагреватель воды выполнен в виде расположенных вдоль зеркальной стены двух параллельных металлических листов, соединенных между собой короткими стержнями, равномерно распределенными по площади листов, а по краям металлическими полосами с обеспечением герметичности межлистового пространства, которое с одного конца сообщается через насос с водопроводом, а с другого конца через трубу с паровым котлом, связанным через другую трубу с паровой турбиной электростанции, причем обе трубы имеют перекрывающие их вентили.
