Солнечный модуль с концентратором

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным модулям с концентраторами солнечного излучения для получения электричества и тепла. В солнечном модуле с концентратором, имеющем рабочую поверхность, на которую падает солнечное излучение, концентратор и приемник излучения, на рабочей поверхности установлена отклоняющая оптическая система из основных зеркальных отражателей, выполненных в виде жалюзи из плоских зеркальных фацет, на выходе оптической отклоняющей системы установлены дополнительные зеркальные отражатели, углы входа β0, выхода лучей β1 для основных зеркальных отражателей, углы входа лучей β0 и β2 для дополнительных зеркальных отражателей, угол φ и φ1 наклона основных и дополнительных зеркальных отражателей связаны соотношениями, а приемник с шириной А=B·ctgβ1 установлен по ходу лучей β1, β2 в плоскости, перпендикулярной к плоскости выхода лучей, где В - ширина оптической отклоняющей системы. В результате использования предлагаемого солнечного модуля повышается удельная мощность приемника. 11 з.п. ф-лы, 11 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным модулям с концентраторами солнечного излучения для получения электричества и тепла.

Известен солнечный модуль с концентратором на основе параболоцилиндрических фоклинов, установленных с двух сторон по краям фотопреобразователей (Solar Tobay, Yuly/August 1997, p. 31).

Недостатком известного модуля является низкий коэффициент концентрации 2-2,5. Другим недостатком является неравномерность освещенности в фокальной области на фотоприемнике.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является солнечный модуль, содержащий концентратор энергии, имеющий рабочую поверхность, на которую падает солнечное излучение, на рабочей поверхности призмы установлены миниатюрные зеркальные экраны, выполненные в виде жалюзи из плоских зеркальных фацет, скоммутированные фотопреобразователи выполнены с двусторонней рабочей поверхностью, концентратор - в виде двух симметрично расположенных призм, имеющих общий фотопреобразователь, а на рабочей поверхности концентратора в зоне одной или обеих призм установлены миниатюрные зеркальные экраны (Патент РФ №2133415. Солнечный фотоэлектрический модуль (варианты) / Безруких П.П., Огребков Д.С., Тверьянович Э.В., Иродионов А.Е. // БИ. 1999. №20).

Недостатками известного солнечного модуля является неравномерное распределение освещенности по поверхности приемника и большие оптические потери в призменном концентраторе.

Задачей предлагаемого изобретения является создание солнечного модуля с концентратором, имеющим низкие оптические потери и высокую равномерность освещения на приемнике излучения.

В результате использования предлагаемого солнечного модуля повышается удельная мощность приемника.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в солнечном модуле с концентратором, имеющем рабочую поверхность, на которую падает солнечное излучение, концентратор и приемник излучения, на рабочей поверхности установлена отклоняющая оптическая система из основных зеркальных отражателей, выполненных в виде жалюзи из плоских зеркальных фацет, на выходе оптической отклоняющей системы установлены дополнительные зеркальные отражатели, углы входа β0, выхода лучей β1 для основных зеркальных отражателей, углы входа лучей β0 и β2 для дополнительных зеркальных отражателей, угол φ и φ1 наклона основных и дополнительных зеркальных отражателей связаны соотношениями

β0=2φ-tg(2tgφ),

β1=2φ-β01,

β2=2φ10,

где φ и φ1 - углы наклона основных и дополнительных зеркальных отражателей, отсчитывающиеся от вертикали к рабочей поверхности против часовой стрелки,

β0, β1 и β2 - углы входа и выхода лучей, отсчитывающиеся от вертикали к рабочей поверхности против часовой стрелки, расстояние a между основными зеркальными отражателями на рабочей поверхности и ширина основных зеркальных отражателей удовлетворяет соотношению a=dsinφ, при котором для любых углов φ нижняя грань основного зеркального отражателя и верхняя грань следующего основного зеркального отражателя находятся в одной вертикальной плоскости, ширина дополнительных зеркальных отражателей d1 удовлетворяет соотношению

где d - ширина основных зеркальных отражателей, а приемник с шириной A=B·ctgβ1 установлен по ходу лучей β1, β2 в плоскости, перпендикулярной к плоскости выхода лучей, где B - ширина оптической отклоняющей системы.

В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной А=Bctgβ1·cosβ0, который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.

В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит плоский зеркальный отражатель размером В, параллельный плоскости выхода лучей и удаленный от плоскости выхода лучей на расстояние, равное ширине приемника .

В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной A = B 2 c t g β 1 cos β 0 , который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.

В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит плоский зеркальный отражатель размером 2 3 B , параллельный плоскости выхода лучей, удаленный от плоскости выхода лучей на расстояние A = 1 3 B c t g β , равное ширине приемника, а также дополнительный осесимметричный зеркальный отражатель размером 1 3 B , установленный в плоскости выхода лучей.

В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной A = 1 3 B c t g β 1 cos β 0 , который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.

В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит зеркальный цилиндрический отражатель с радиусом R с осью, расположенной на линии касания поверхности выхода отклоняющей оптической системы и приемника с шириной приемника А=R=Bcosβ1.

В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной А=R=Bcosβ1·cosβ0, который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.

В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит плоский зеркальный отражатель, который установлен под острым углом ψ = β 1 2 + 45 к нормали поверхности выхода лучей таким образом, что все отраженные от него лучи ортогональны к приемнику шириной A=B·ctgΨ.

В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной А=BctgΨ·cosβ0, который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.

В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит плоский зеркальный отражатель, который установлен под острым углом Ψ к нормали к поверхности выхода лучей, соединенный со вторым зеркальным отражателем шириной B t g β 1 t g ψ + t g β 1 = A t g β 1 , параллельным плоскости выхода лучей с углом β1, а приемник имеет ширину .

В конструкции солнечного модуля с концентратором модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной A = B cos β 0 t g ψ + t g β 1 , который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг. 1-11.

На фиг. 1 представлена схема отклоняющей оптической системы и ход лучей в ней (двухмерное изображение) солнечного модуля с концентратором.

На фиг. 2 показано пропускание лучей в отклоняющей оптической системе солнечного модуля с концентратором.

На фиг. 3 показан солнечный модуль с концентратором и односторонним приемником.

На фиг. 4 представлен солнечный модуль с концентратором, содержащий две отклоняющие оптические системы с общим приемником.

На фиг. 5 представлен солнечный модуль с концентратором, содержащий плоский зеркальный отражатель, параллельный рабочей поверхности модуля.

На фиг. 6 показан солнечный модуль с концентратором, содержащий две отклоняющие оптические системы с общим приемником и два плоских зеркальных отражателя, параллельных поверхности выхода лучей.

На фиг. 7 представлен солнечный модуль с концентратором, содержащий плоский зеркальный отражатель, параллельный плоскости миделя, а также дополнительный плоский зеркальный отражатель, установленный на поверхности выхода.

На фиг. 8 представлен солнечный модуль с концентратором, содержащий зеркальный цилиндрический отражатель.

На фиг. 9 показан солнечный модуль с концентратором, содержащий две отклоняющие оптические системы с общим приемником и и зеркальный цилиндрический концентратор.

На фиг. 10 представлен солнечный модуль с концентратором, содержащий плоский зеркальный отражатель, который устанавливается под углом Ψ к нормали к плоскости выхода лучей.

На фиг. 11 представлен солнечный модуль с концентратором, содержащий плоский зеркальный отражатель с углом Ψ к нормали к плоскости выхода лучей, соединенный с другим зеркальным отражателем, параллельным плоскости выхода лучей.

На фиг. 1 солнечный модуль с концентратором содержит рабочую поверхность 1, на которую падает излучение 2, отклоняющую оптическую систему 3 с поверхностью входа 4 и выхода 5 лучей, высотой h, шириной l и длиной L, состоящую из основных зеркальных отражателей 6, установленных под углом φ к вертикали к рабочей поверхности 1, и дополнительных зеркальных отражателей 7, установленных на поверхности выхода 5 отклоняющей оптической системы 3 под углом β1. Основные зеркальные отражатели 6 установлены друг от друга на расстоянии a.

Количество основных 6 и дополнительных 7 зеркальных отражателей в отклоняющей оптической системе 3 . Обозначим через β0 и β1 угол входа луча и выхода лучей от основных зеркальных отражателей 6 в отклоняющей оптической системе 3. Углы β0 и β1 отсчитываются от вертикали к рабочей поверхности. Угол β1 выбирается из условия максимального отклонения отраженного луча на выходе из системы на расстоянии OE=2a-δ от линии AB входа луча, где δ - бесконечно малая величина, обеспечивающая полную оптическую прозрачность отклоняющей оптической системы 3.

Принимая h=1, получим

Для лучей, нормальных к поверхности отклоняющей оптической системы 3

β0=0 и β1=2φ.

Тогда из (1) следует, что

Равенство (2) возможно только при φ→0.

Для угла наклона основных зеркальных отражателей 6 φ>0 и угла входа лучей β0>0 имеет место равенство: β1=2φ-β0.

Подставляя β1 из (1), получим

На фиг. 2 пропускание Δ от основных зеркальных отражателей 6 лучей β0 составляет

Из треугольников BDN и DNK

где d и d1 - размеры основных 6 и дополнительных 7 зеркальных отражателей.

Из (4) получаем соотношение для ширины дополнительных зеркальных отражателей d1

Угол выхода лучей β2 от дополнительных зеркальных отражателей 7 для лучей входа β0 равен

Установка дополнительных зеркальных отражателей 7 позволяет отклонить на угол β2 те лучи β0, для которых отклоняющая оптическая система 3 из основных зеркальных отражателей 6 была прозрачна и обеспечить 100% переотражение всех лучей β0, поступающих на рабочую поверхность 1 солнечного модуля с концентратором.

В солнечном модуле с концентратором на фиг. 3 отклоняющая оптическая система 3 шириной В=QO создает на поверхности выхода 5 поток параллельных лучей с углами β1 и β2, которые поступают на приемник 8 шириной A=OO1, установленный по ходу лучей β1 и β2 на плоскости OO1, перпендикулярной к рабочей поверхности 1 и проходящей через боковую грань 9 отклоняющей оптической системы 3.

Из треугольника QOO1

А=OO1=QO·ctgβ1=Bctgβ1.

Коэффициент концентрации для отклоняющей оптической системы 3 QOO1 с учетом косинусных потерь при β0≠0 составит

На фиг. 4 две отклоняющие оптические системы 10 QOO1 и 11 ROO2 имеют общий двухсторонний приемник размером Acosβ0, установленный в плоскости симметрии 12 OO3 солнечного модуля. Угол O1OO3 равен углу O2OO1 и составляет β0. Отрезок O1O3O2 выполнен в виде зеркального плоского отражателя 13 размером 2A·sinβ0.

Плоскости входа лучей 14 и 15 наклонены к плоскости миделя 16 под углами β0. Угол между плоскостями входа лучей 14 и 15 составляет 180°-2β0, а угол между плоскостями основных зеркальных отражателей 17 и 18 в двух отклоняющих оптических системах 10 и 11 составляет 2φ-2β0.

Коэффициент концентрации солнечного модуля на фиг. 4 с учетом косинусных потерь равен

На фиг. 5 плоский зеркальный отражатель 19 установлен по средней линии I1I2 Δ QO1O параллельно поверхности выхода лучей 5 QO таким образом, что луч QI1 после отражения от зеркального отражателя 19 попадет в точку О. Односторонний приемник 20 размером А=OI2 установлен в плоскости OI2. Коэффициент концентрации солнечного модуля на фиг. 5 с учетом косинусных потерь равен

A=OI1=IG=QG·ctgβ1.

QO=2QG.

На фиг. 6 солнечный модуль с концентратором имеет две симметрично установленные отклоняющие оптические системы 10 и 11 и два зеркальных отражателя I1I2 19 и I3I4 21, установленные на средней линии Δ QO1O и Δ OQO2. Зеркальные отражатели 19 и 21 соединены плоским зеркальным отражателем 22 размером 2A·sinβ0, а приемник 23 размером A·cosβ0 установлен в плоскости симметрии OO4. Коэффициент концентрации солнечного модуля с концентратором с учетом косинусных потерь

На фиг. 7 один зеркальный отражатель 24 установлен по линии Y1Y2, а второй зеркальный отражатель 25 установлен в плоскости выхода лучей 5 QO таким образом, что луч QY1 после отражения от зеркального отражателя 24 поступал в точку Х2 зеркального отражателя 25 и после отражения от зеркального отражателя 25 попадал в точку Y2. Точки X1 и Х2 выбираем из условия

QX1=X1X2=X2O,

QO=QX1+X1X2+X2O=3X2O.

Приемник 26 установлен в плоскости OY2. Ширина приемника равна

OY2=X1Y1=QX1·ctgβ1=X2Octgβ1.

Коэффициент концентрации с учетом косинусных потерь

Коэффициент концентрации для солнечного модуля с двумя отклоняющими оптическими системами и двухсторонним приемником:

k6=2k5=4tgβ1.

Увеличения коэффициента концентрации по сравнению с солнечным модулем на фиг. 5, 6 не происходит, т.к. ширина приемника 26 уменьшается по сравнению с фиг. 5, но часть лучей β1 и β2 не используется из-за блокировки лучей зеркальным отражателем 25.

На фиг 8 солнечный модуль с концентратором содержит цилиндрический зеркальный отражатель 27 радиусом R=OS=OO5=Bcosβ1 с осью, расположенной в точке О касания поверхности выхода отклоняющей оптической системы 3 и приемника 28 с шириной приемника OO5.

Ширина приемника 28

A=R=OQ·cosβ1.

Коэффициент концентрации с учетом косинусных потерь

На фиг. 9 из Δ QSO и Δ OTR находим радиус зеркальных отражателей 29 и 30

OS=OT=OQ·cosβ1.

Цилиндрический зеркальный отражатель 29 и 30 с центром в точке О радиуса R=OQ·cosβ1 имеет на участке 2β0 плоский зеркальный отражатель 31 размером 2А·sinβ0 с центром в точке O5 и обеспечивает переотражение всех лучей β1 на двухстороннем приемнике 32 размером А=OO5=OQ·cosβ1·cosβ0.

Коэффициент концентрации с учетом косинусных потерь

На фиг. 10 на пути лучей с углом β1 устанавливается под углом Ψ к нормали к плоскости выхода 5 лучей зеркальный отражатель 33 OO6 таким образом, что все отраженные от него лучи имеют угол падения на приемник 34 β 1 / = 90 .

Угол

Ширина приемника 34

А=OO6=QO6·ctgΨ.

Коэффициент концентрации с учетом косинусных потерь

Для модуля с двухсторонним приемником размером А=OO6·cosβ0 общий коэффициент концентрации с учетом косинусных потерь

На фиг. 11 зеркальный отражатель 35 с углом Ψ к нормали к поверхности выхода 5 соединен в точке Z1 с зеркальным отражателем 36 Z1O7, параллельным плоскости выхода 5 QO лучей β1 и β2. Точка Z1 выбирается из условия, что луч с углом β1 после отражения от отражателя 36 Z1O7 попадает в точку O приемника 37.

Ширина зеркального отражателя 36

Z1O7=OO7·tgβ1=Atgβ1.

Ширина зеркального отражателя 35

QZ2=OO7·tgψ.

Ширина поверхности выхода 5

B=QO=QZ2+OZ2=OO7(tgψ+tgβ1).

Ширина приемника 37

Коэффициент концентрации с учетом косинусных потерь

Коэффициент концентрации для солнечного модуля с двухсторонним общим приемником

k12=2(tgψ+tgβ1)=2k11.

Солнечный модуль с концентратором работает следующим образом.

Солнечное излучение (фиг. 3) поступает на зеркальный отражатель 6 под углом входа β0 и отражается под углом β1. Установка дополнительных зеркальных отражателей 7 позволяет отклонить на угол β21 лучи β0, для которых отклоняющая система из основных зеркальных отражателей была прозрачна и обеспечить 100% переотражение всех лучей β0, поступающих на рабочую поверхность 1 солнечного модуля с концентратором. Отклоняющая оптическая система 3 создает поток параллельных лучей с углами β1 и β2 на приемнике 8 в плоскости OO1. Зеркальный отражатель 13 на фиг. 4, 19 на фиг. 5, зеркальные отражатели 19, 21, 22 на фиг. 6, 24 и 25 на фиг. 7, 27 на фиг. 8, 29, 30 и 31 на фиг. 9, 33 на фиг. 10 и зеркальные отражатели 35 и 36 на фиг. 11 переотражают параллельные лучи с углами β1 и β2, поступающие от отклоняющей оптической системы 3 на приемник излучения.

Пример выполнения солнечного модуля с концентратором.

Отклоняющая оптическая система 3 на фиг. 1 содержит основные зеркальные отражатели 6 размером d=50 мм, l=1000 мм и дополнительные зеркальные отражатели 7 размером d1=6,86 мм, l=1000 мм. Угол наклона основных зеркальных отражателей 6 к вертикальной плоскости φ=22,5°, угол входа лучей β0=5,4°, угол выхода лучей β1=39,6°, угол наклона дополнительных зеркальных отражателей 7 φ11=39,6°, угол выхода лучей β2=73,8°. Расстояние между основными зеркальными отражателями 6 a=19,13 мм, пропускание Δ=4,37 мм.

Коэффициент концентрации для приемника на фиг. 6 составит k4=3,31, на фиг. 9 k8=2,59.

Определим площадь основных зеркальных отражателей 6 S30 на поверхности входа 4 отклоняющей оптической системы 3 размером для солнечного модуля с концентратором 1×1 м. Площадь одного зеркального отражателя 6 длиной 1 м

S1=1·d, м2,

где d - ширина отражателя, м.

Расстояние между зеркальными фацетными отражателями a=d·sinφ (фиг. 1). При выборе отклоняющей оптической системы 3 на фиг. 1 принимается, что точки В и D находятся на одной вертикали к поверхности для всех основных зеркальных отражателей 6 при любом угле φ. Это означает, что при увеличении φ и постоянной ширине d зеркального отражателя 6 растет расстояние a между зеркальными отражателями. Количество зеркальных отражателей на поверхности модуля размером 1×1 м

Общая площадь зеркальных отражателей не зависит от площади отдельных зеркальных отражателей и их количества, а определяется углом наклона отражателя φ к вертикальной плоскости

. При φ=90° S30=1 м2.

В таблице представлена общая площадь зеркальных отражателей в расчете на 1 м2 площади модуля, м22.

В отличие от солнечных модулей с концентраторами на основе линз Френеля предлагаемый модуль с концентратором использует параллельный пучок лучей на приемнике, что обеспечивает 100% прозрачность для проходящих лучей и отсутствие оптических потерь, свойственных призменным концентраторам и линзам Френеля.

Солнечный модуль с отклоняющей оптической системой 3 может быть использован для передачи параллельного потока солнечной энергии на приемники излучения в теплицах, зданиях и в подземных сооружениях.

1. Солнечный модуль с концентратором, имеющий рабочую поверхность, на которую падает солнечное излучение, концентратор и приемник излучения, на рабочей поверхности установлена отклоняющая оптическая система из основных зеркальных отражателей, выполненных в виде жалюзи из плоских зеркальных фацет, имеющая поверхности входа и выхода лучей, отличающийся тем, что на выходе отклоняющей оптической системы установлены дополнительные зеркальные отражатели, углы входа β0, выхода лучей β1 для основных зеркальных отражателей, углы входа лучей β0 и β2 для дополнительных зеркальных отражателей, угол φ и φ1 наклона основных и дополнительных зеркальных отражателей связаны соотношениями
β0=2φ-tg(2tgφ),
β1=2φ-β01,
β2=2φ10,
где φ и φ1 - углы наклона основных и дополнительных зеркальных отражателей, отсчитывающиеся от вертикали к рабочей поверхности против часовой стрелки,
β0, β1 и β2 - углы входа и выхода лучей, отсчитывающиеся от вертикали к рабочей поверхности против часовой стрелки, расстояние а между основными зеркальными отражателями на рабочей поверхности и ширина основных зеркальных отражателей удовлетворяет соотношению а=dsinφ, при котором для любых углов φ нижняя грань основного зеркального отражателя и верхняя грань следующего основного зеркального отражателя находятся в одной вертикальной плоскости, ширина дополнительных зеркальных отражателей d1 удовлетворяет соотношению

где d - ширина основных зеркальных отражателей, а приемник с шириной А=B·ctgβ1 установлен по ходу лучей β1, β2 в плоскости, перпендикулярной к плоскости выхода лучей, где В - ширина оптической отклоняющей системы.

2. Солнечный модуль с концентратором по п. 1, отличающийся тем, что модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной А=Bctgβ1·cosβ0, который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.

3. Солнечный модуль с концентратором по п. 1, отличающийся тем, что модуль содержит плоский зеркальный отражатель размером В, параллельный плоскости выхода лучей и удаленный от плоскости выхода лучей на расстояние, равное ширине приемника

4. Солнечный модуль с концентратором по п. 3, отличающийся тем, что модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной A = B 2 c t g β 1 cos β 0 , который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.

5. Солнечный модуль с концентратором по п. 1, отличающийся тем, что модуль содержит плоский зеркальный отражатель размером 2 3 B , параллельный плоскости выхода лучей, удаленный от плоскости выхода лучей на расстояние A = 1 3 B c t g β , равное ширине приемника, а также дополнительный осесимметричный зеркальный отражатель размером 1 3 B , установленный в плоскости выхода лучей.

6. Солнечный модуль с концентратором по п. 5, отличающийся тем, что модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной A = 1 3 B c t g β 1 cos β 0 , который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.

7. Солнечный модуль с концентратором по п. 1, отличающийся тем, что модуль содержит зеркальный цилиндрический отражатель с радиусом R с осью, расположенной на линии касания поверхности выхода отклоняющей оптической системы и приемника с шириной приемника А=R=Bcosβ1.

8. Солнечный модуль с концентратором по п. 7, отличающийся тем, что модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной А=R=Bcosβ1·cosβ0, который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.

9. Солнечный модуль с концентратором по п. 1, отличающийся тем, что модуль содержит плоский зеркальный отражатель, который установлен под острым углом ψ = β 1 2 + 45 к нормали поверхности выхода лучей таким образом, что все отраженные от него лучи ортогональны к приемнику шириной A=B·ctgΨ.

10. Солнечный модуль с концентратором по п. 9, отличающийся тем, что модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной А=BctgΨ·cosβ0, который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.

11. Солнечный модуль с концентратором по п. 1, отличающийся тем, что модуль содержит плоский зеркальный отражатель, который установлен под острым углом Ψ к нормали к поверхности выхода лучей, соединенный со вторым зеркальным отражателем шириной B t g β 1 t g ψ + t g β 1 = A t g β 1 , параллельным плоскости выхода лучей с углом β1, а приемник имеет ширину .

12. Солнечный модуль с концентратором по п. 11, отличающийся тем, что модуль содержит две установленные встречно симметричные отклоняющие оптические системы с углом между основными зеркальными отражателями, равным 2φ-2β0, и с углом между поверхностями входа, равным 180°-2β0, и двухсторонний общий приемник шириной A = B cos β 0 t g ψ + t g β 1 , который установлен в плоскости симметрии модуля и снабжен симметричным плоским зеркальным отражателем размером 2A·sinβ0.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным модулям с концентраторами солнечного излучения для получения электричества и тепла. В солнечном модуле с концентратором, имеющем рабочую поверхность, на которую падает солнечное излучение, приемник излучения, согласно изобретению на рабочей поверхности установлена отклоняющая оптическая система из основных зеркальных отражателей, выполненных в виде жалюзи из плоских зеркальных фацет, на выходе оптической системы установлены дополнительные зеркальные отражатели, углы входа β0, выхода лучей β1 для основных зеркальных отражателей, углы входа лучей β0 и β2 для дополнительных зеркальных отражателей, углы φ0 и φ1 наклона основных и дополнительных зеркальных отражателей связаны соотношениями.

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности, к солнечным модулям с концентраторами для получения электрической и тепловой энергии. В солнечном модуле, содержащем фокусирующую призму с острым углом Ψ0, и коэффициентом преломления n0 с эффектом полного внутреннего отражения на рабочей поверхности, на которую падает излучение, с углом входа лучей β0 и с устройством переотражения, между приемником и фокусирующей призмой в оптическом контакте с ними установлена дополнительная прямоугольная призма, над которой и над частью рабочей поверхности фокусирующей призмы установлена отклоняющая оптическая система с поверхностями входа и выхода лучей, выполненная из множества миниатюрных призм с коэффициентом преломления n1 и с острыми углами Ψ1, установленными однонаправленно с острым углом Ψ0 фокусирующей призмы.

Изобретение относится к устройствам преобразования солнечной энергии в электрическую, в частности к конструкциям солнечных фотоэлектрических станций, размещенных на строительных конструкциях зданий (козырьки или навесы над крыльцом, балконом, террасой и т.д.).

Изобретение относится к гелиоэнергетике, в частности к солнечным энергетическим установкам с датчиками слежения за Солнцем, и может быть использовано в солнечных электростанциях для преобразования солнечной энергии в электрическую, а также в качестве энергетической установки индивидуального пользования.

Изобретение относится к области контроля фотоэлектрических устройств и касается способа исследования пространственного распределения характеристик восприимчивости фотоэлектрических преобразователей в составе солнечных батарей к оптическому излучению.

Изобретение относится к переносным портативным солнечным электростанциям, предназначенным для преобразования солнечной лучистой энергии в электрическую как в солнечную погоду, так и в переменную.

Изобретение относится к солнечным электростанциям, в том числе к переносным, предназначенным для преобразования солнечной лучистой энергии в электрическую как в солнечную погоду, так и в переменную.
Группа изобретений относится к летательным аппаратам с использованием подъемной силы несущего газа. Дирижабль с электродвигателем и заменяемыми отсеками для пассажиров и грузов характеризуется тем, что отсеки дирижабля для пассажиров или грузов, находящихся на отдельной, прикрепленной снизу его корпуса рубке управления дирижаблем, являются заменяемыми.

Группа изобретений относится к области энергетики и может быть использована для выработки электроэнергии, горячей воды и пара. Способ получения тепловой и электрической энергии включает фокусирование солнечных лучей концентратором на неподвижную тепловоспринимающую поверхность и последующее передвижение по ней фокуса в соответствии с перемещением солнца, нагрев через тепловоспринимающую поверхность теплоносителя и преобразование полученной тепловой энергии в электрическую.
Изобретение относится к области гелио- и ветроэнергетики. Всесезонная гибридная энергетическая вертикальная установка содержит установленный с возможностью вращения вертикальный вал в виде цилиндрической трубы, охватывающей неподвижную полую ось.

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным модулям с концентраторами солнечного излучения для получения электричества и тепла. В солнечном модуле с концентратором, имеющем рабочую поверхность, на которую падает солнечное излучение, приемник излучения, согласно изобретению на рабочей поверхности установлена отклоняющая оптическая система из основных зеркальных отражателей, выполненных в виде жалюзи из плоских зеркальных фацет, на выходе оптической системы установлены дополнительные зеркальные отражатели, углы входа β0, выхода лучей β1 для основных зеркальных отражателей, углы входа лучей β0 и β2 для дополнительных зеркальных отражателей, углы φ0 и φ1 наклона основных и дополнительных зеркальных отражателей связаны соотношениями.

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности, к солнечным модулям с концентраторами для получения электрической и тепловой энергии. В солнечном модуле, содержащем фокусирующую призму с острым углом Ψ0, и коэффициентом преломления n0 с эффектом полного внутреннего отражения на рабочей поверхности, на которую падает излучение, с углом входа лучей β0 и с устройством переотражения, между приемником и фокусирующей призмой в оптическом контакте с ними установлена дополнительная прямоугольная призма, над которой и над частью рабочей поверхности фокусирующей призмы установлена отклоняющая оптическая система с поверхностями входа и выхода лучей, выполненная из множества миниатюрных призм с коэффициентом преломления n1 и с острыми углами Ψ1, установленными однонаправленно с острым углом Ψ0 фокусирующей призмы.

Изобретение относится к устройствам преобразования солнечной энергии в электрическую, в частности к конструкциям солнечных фотоэлектрических станций, размещенных на строительных конструкциях зданий (козырьки или навесы над крыльцом, балконом, террасой и т.д.).

Изобретение относится к устройствам преобразования солнечной энергии в тепловую, в частности к системам солнечного теплоснабжения, размещенным на строительных конструкциях зданий и сооружений, и предназначенным для обогрева и (или) горячего водоснабжения индивидуальных жилых домов, коттеджей, сельских усадебных домов, офисов, общественных зданий, теплиц и других объектов.

Изобретение относится к тепло- и гелиотехнике, а именно к ресурсосберегающим и энергосберегающим устройствам, основанным на солнечной энергии и обеспечивающим микроклимат в различных сооружениях, использующих водоемы, находящиеся вблизи них.

Изобретение относится к устройствам альтернативного энергоснабжения с использованием комбинированных средств получения тепла, холода и электричества при помощи ветровой и солнечной энергии, которые предназначены преимущественно для автономного кондиционирования и горячего водоснабжения жилых и промышленных зданий.

В одном варианте выполнения изобретения предложен способ подачи электроэнергии при помощи источника возобновляемой энергии, включающий: обеспечение первого источника возобновляемой энергии, причем первый источник возобновляемой энергии является непостоянным или не обеспечивает достаточного количества энергии; подачу энергии от первого источника возобновляемой энергии на электролизер с целью формирования энергоносителя посредством электролиза; избирательное реверсирование электролизера, позволяющее использовать его в качестве топливного элемента; и подачу энергоносителя на электролизер для выработки энергии, причем первый источник возобновляемой энергии, электролизер или энергоноситель получает дополнительное тепло от первого источника тепла; и первый источник тепла выбран из группы, состоящей из геотермального и солнечного источника тепла.

Изобретение относится к области энергетики, а именно к области использования солнечной энергии, и может быть применено при генерировании электрического тока с использованием энергии солнечного излучения в качестве источника теплового излучения.

Изобретение предназначено для поддержания комфортных параметров воздуха в малоэтажных зданиях, преимущественно на животноводческих фермах. Система гелиотеплохладоснабжения содержит южный, выполненный из поглощающего солнечную радиацию материала, и северный воздухопроводы, расположенные на соответствующих сторонах здания, тепловой аккумулятор, образующий с полом здания подпольный воздухопровод, сообщенный с южным воздухопроводом, а также расположенные под тепловым аккумулятором один над другим теплообменный и грунтовый воздухопроводы, второй из которых снабжен грунтовыми теплопроводящими трубами, при этом в тепловом аккумуляторе размещена вихревая труба, выходы подпольного и грунтового воздухопроводов подсоединены к «холодному» каналу вихревой трубы, при этом южный и северный воздухопроводы сообщены с атмосферой, а теплообменник - с помещением, а также южный воздухопровод снабжен суживающимся соплом, которое установлено вне помещения и содержит завихритель, состоящий из четырех пластин, причем у входного отверстия суживающегося сопла на внутренней поверхности выполнена круговая канавка, соединенная с устройством удаления загрязнений.

Группа изобретений относится к области энергетики и может быть использована для выработки электроэнергии, горячей воды и пара. Способ получения тепловой и электрической энергии включает фокусирование солнечных лучей концентратором на неподвижную тепловоспринимающую поверхность и последующее передвижение по ней фокуса в соответствии с перемещением солнца, нагрев через тепловоспринимающую поверхность теплоносителя и преобразование полученной тепловой энергии в электрическую.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам и устройствам обеспечения энергией удаленных сельскохозяйственных объектов, не обеспеченных стационарным энергообеспечением.

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным модулям с концентраторами солнечного излучения для получения электричества и тепла. В солнечном модуле с концентратором, имеющем рабочую поверхность, на которую падает солнечное излучение, концентратор и приемник излучения, на рабочей поверхности установлена отклоняющая оптическая система из основных зеркальных отражателей, выполненных в виде жалюзи из плоских зеркальных фацет, на выходе оптической отклоняющей системы установлены дополнительные зеркальные отражатели, углы входа β0, выхода лучей β1 для основных зеркальных отражателей, углы входа лучей β0 и β2 для дополнительных зеркальных отражателей, угол φ и φ1 наклона основных и дополнительных зеркальных отражателей связаны соотношениями, а приемник с шириной АB·ctgβ1 установлен по ходу лучей β1, β2 в плоскости, перпендикулярной к плоскости выхода лучей, где В - ширина оптической отклоняющей системы. В результате использования предлагаемого солнечного модуля повышается удельная мощность приемника. 11 з.п. ф-лы, 11 ил., 1 табл.

Наверх