Солнечная электростанция с использованием концентрированного солнечного излучения



Солнечная электростанция с использованием концентрированного солнечного излучения
Солнечная электростанция с использованием концентрированного солнечного излучения

 


Владельцы патента RU 2611066:

Телов Федор Васильевич (RU)

Изобретение относится к энергетике, может использоваться в солнечной электростанции с использованием концентрированного солнечного излучения и может найти применение в других отраслях науки и техники вплоть до разработки плазменно-ракетных двигателей для полетов в космосе и создания плазмы в термоядерном синтезе благодаря полученной высокотемпературной зоне с большой энергией в ограниченном пространстве. Технический результат состоит в обеспечении благоприятного температурного режима, отсеивание инфракрасного излучения от солнечных батарей исключает перегрев, в связи с чем исключается необходимость моделирования системы охлаждения, а концентрирование солнечного излучения позволяет в десятки раз уменьшить площади солнечных батарей и обеспечить выработку максимального коэффициента полезного действия при преобразовании солнечной энергии в тепловую и электрическую. Для этого базовыми составляющими конструкции солнечной электростанции являются собирающие линзы; магистральный световод; рикошетная зеркальная пластина для центровки луча после изменения направления; дисперсионная оптическая призменная конструкция; солнечная батарея и приемник-световод инфракрасного излучения, действующие в качестве единой конструкции солнечной электростанции. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным электростанциям с раздельным использованием различным спектров солнечного излучения, и предназначено для производства тепловой и электрической энергии за счет создания высокотемпературной зоны с высокой концентрацией энергии в ограниченном пространстве.

Известны различные конфигурации солнечных электростанций с использованием зеркальных и линзовых конструкций концентраторов.

Например, существуют солнечный фотоэлектрический модуль с фокусировкой солнечного излучения на полупроводниках с системой их охлаждения и получения электроэнергии (см. SU авт. свид. 868109 МПК5 F03G 7/02 H01L 31/00 - опубликовано 30.09.1981 г.) и солнечная энергетическая установка (см. RU 2476783, МПК F24J 2/42, F24J 2/10 - опубликовано 27.02.2013 г.).

Известные модели обладают рядом существенных недостатков:

- Эффективная производительность энергетических установок достигается при ограниченных температурных пределах.

- Высокая возможность перегрева солнечных батарей в силу невозможности охлаждения установки или ее неэффективного охлаждения.

- Снижение коэффициента полезного действия (КПД) из-за подверженности энергетических установок и их элементов резким перепадам температур.

- Необходимость дополнительных затрат на установку, монтаж систем охлаждения.

Предлагаемая модель солнечной электростанции является эффективнее существующих аналогов в силу того, что отсеивание инфракрасного излучения от солнечных батарей исключает перегрев, в связи с чем отпадает необходимость моделирования системы охлаждения, а концентрирование солнечного излучения позволяет в десятки раз уменьшить площади солнечных батарей.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение мощности солнечных электростанций; указанная задача достигается за счет создания высокотемпературной зоны с высокой концентрацией энергии в ограниченном пространстве.

Техническим результатом данного изобретения является принципиально новая конфигурация солнечной электростанции с использованием зеркальных и линзовых конструкций в части приема концентрации и передачи солнечной энергии непосредственно к потребителю, позволяющая создать высокотемпературную зону с большой энергией в ограниченном пространстве, что является новым решением в области преобразования солнечной энергии, количества выходной мощности и энергии солнечной электростанции, в связи с чем конструкция является новой, имеет изобретательский уровень и может быть широко использована в электроэнергетике и промышленности.

Заявляемое изобретение иллюстрируется чертежом (Рис. №1) - технологической схемой солнечной электростанции с раздельным использованием спектра солнечного излучения, где:

1. собирающие линзы;

2. каркас крепления собирающих линз и приемников световодов;

3. каркас крепления линзовых конструкций с системой поворота их вслед за солнцем по небосводу;

4. первичные световоды линз;

5. пучок линзовых световодов, собранный в поворотно-выдвижном узле;

6. узел центровки светового луча;

7. магистральный световод;

8. поворотный узел магистрального световода;

9. рикошетная зеркальная пластина для центровки луча после изменения направления;

10. узел трансформации сплошного излучения в узкий горизонтальный луч;

11. дисперсионная оптическая призменная конструкция;

12. солнечная батарея;

13. приемник-световод инфракрасного излучения.

Первым элементом предлагаемой конструкции солнечной электростанции является система приемников солнечного излучения. Основным элементом этих конструкций являются собирающие оптические линзы. Для максимальной эффективности конструкции необходимо использовать плоско-выпуклые линзы, поскольку линзы такой конфигурации обладают большей концентрацией как прямого, так и рассеянного солнечного излучения. Кроме того, такие линзы имеют малое фокусное расстояние. Линзы закрепляются на поворотном каркасе с автоматической стабилизации направления на солнце. Размеры и количество линз на одном каркасе линзовой конструкции рассчитывается в зависимости от мощности солнечного излучения для каждого региона отдельно.

Стабилизация направления на солнце осуществляется поворотом линзовой конструкции в вертикальной и горизонтальной плоскости с помощью электропривода по команде оптического полупроводникового фотодатчика. Линзовая конструкция поверх линз оборудуется раздвижной защитной светонепроницаемой шторкой для «включения» и «выключения». В фокусе каждой линзы на каркасе линзовых конструкций жестко закрепляются приемники солнечного сконцентрированного излучения. Приемники представляют собой трубки из термостойкого материала с зеркальным покрытием внутренней поверхности небольшого конуса. Приемники стыкуются со световодными трубками и сводятся в единый пучок. Световоды, как и приемники, имеют зеркальное покрытие внутренних поверхностей. Пучок световодов от линзовой конструкции соединяется с магистральным световодом через поворотно-выдвижной узел. Для этого магистральный световод имеет диаметр больше светового пучка. Сам пучок в точке сбора световодов от линз крепится к каркасу линзовой конструкции.

Пучок световодов имеет свободу движения в вертикальной плоскости и поворачивание относительно магистрального световода в горизонтальной плоскости. Такая конструкция позволяет обеспечивать надежное соединение световодов от линз с магистральным световодом при повороте линзовой конструкции вслед за движением солнца по небосклону.

Магистральный световод предназначен для передачи сконцентрированного солнечного излучения от линзовой конструкции до машинного зала. Длина магистрали может достигать десятков метров. Для уменьшения потерь энергии магистральные световоды имеют не только зеркальное покрытие внутренних поверхностей, но и центровку светового луча по центру световода, исключающего непосредственный контакт со стенками световода.

Центровка луча производится после поворотно-выдвижного узла с помощью центровочного узла на выходе из пучка световодов. Центровочный узел представляет собой конусную световодную трубку с прямым участком после конуса для предания световому потоку прямолинейно-параллельного луча. Магистральный световод выполняется прямыми участками. Изменение направления при необходимости производится угловыми секциями с различными углами поворота в горизонтальных и вертикальных плоскостях. Внутри поворотно-угловых секций устанавливаются зеркальные рикошетные пластины для дальнейшей центровки светового луча.

В машинном зале производится дисперсионное разложение в пространстве сконцентрированного солнечного излучения с помощью оптической дисперсионной призмы. Для более равномерного и контрастного разложения светового потока луч этого потока на выходе из магистрального световода трансформируется с помощью наконечника в тонкий горизонтальный луч. Призму может заменить любая из существующих оптических дисперсионных конструкций с более масштабным разложением светового спектра излучений. В плоскости инфракрасного излучения вновь устанавливается приемник и световод для доставки инфракрасного излучения непосредственно в теплообменник парогенератора.

Учитывая, что максимально сфокусированная горизонтальная полоска светового излучения будет на порядок шире длины волны видимого света, нижняя граница инфракрасного излучения будет накладываться на зону красного спектра. Приемник инфракрасного излучения должен захватывать почти весь красный спектр. Учитывая, что инфракрасное излучение не участвует, а красный спектр близок к нулевому порогу фотоэффекта, такое расположение приемника инфракрасного излучения оптимально. Учитывая близость от узла дисперсии светового излучения до теплообменника парогенератора, такие световоды от различных групп линзовых конструкций возможно пропустить через водяные контуры (бойлеры) для предварительного прогрева теплоносителя.

В плоскости остального диапазона излучения устанавливаются солнечные полупроводниковые батареи. Отсеивание инфракрасного излучения от солнечных батарей исключает их перегрев и увеличивает их КПД.

Концентрация солнечного излучения значительно сокращает размеры дорогостоящих полупроводниковых солнечных батарей.

Энергетическая установка, описанная в патенте 2476783, содержит один из элементов предлагаемого изобретения - концентрацию солнечного излучения с помощью собирающих линз. Но установка в фокусе излучения фотоэлектрического модуля рациональна только при малой интенсивности солнечного излучения. Это обуславливается влиянием факторов внешней среды на процесс фотоэффекта [1]. В частности, максимальный КПД фотоэлементов при температуре 25-30 градусов. При повышении температуры до 60-70 градусов КПД падает на 30 процентов. При дальнейшем повышении температуры (свыше 120 градусов) происходит резкое падение КПД и выход из строя фотоэлементов. Исходя из этого можно предполагать, что даже в заполярных широтах в летний солнечный день такая энергетическая установка может перейти в критический температурный режим.

В предлагаемом изобретении тепловая составляющая солнечного излучения (а именно - инфракрасное излучение) не попадает на фотоэлементы солнечных батарей, тем самым обеспечивается благоприятный температурный режим.

Проект солнечного фотоэлектрического модуля, описанного в патенте 868109, ставит задачей концентрацию светового излучения для уменьшения площадей дорогостоящих фотоэлементов. Эта задача решается с помощью системы линз и отражающих зеркал. Сконцентрированное солнечное излучение направляется на фотоэлектрический модуль. Сам фотоэлектрический модуль расположен в стеклянной оболочке между двух линз, заполненной охлаждающей жидкостью типа фрион.

Предлагаемая конструкция солнечной электростанции отличается гораздо большей концентрацией солнечного излучения, поскольку позволяет исключить попадание инфракрасного излучения на фотоэлектрические модули, что позволяет исключить монтаж системы охлаждения.

В плоскости остального диапазона излучения устанавливаются солнечные полупроводниковые батареи. Отсеивание инфракрасного излучения от солнечных батарей исключает их перегрев и увеличивает их КПД.

Концентрация солнечного излучения значительно сокращает размеры дорогостоящих полуроводниковых солнечных батарей.

Предлагаемая схема приема концентрации и передачи сконцентрированной солнечной энергии непосредственно к потребителю позволяет создать высокотемпературную зону с большой энергией в ограниченном пространстве.

Среднемесячная мощность солнечного излучения в зависимости от регионов России колеблется [1]: (это огромный энергетический поток даже в пасмурную погоду).

Архангельск 4 МДж/м2 1.1 кВт/м2
Москва 42.1 МДж/м2 11.7 кВт/м2
Сочи 124.9 МДж/м2 41.7 кВт/м2

Предлагаемая конструкция является эффективнее имеющихся аналогов по следующим признакам:

- наибольшая концентрация солнечного излучения в ограниченном пространстве;

- раздельное использование всего волнового спектра солнечного излучения по их физическим свойствам;

- инфракрасное излучение используется по прямому назначению, т.е. нагреву теплоносителя парогенератора;

- отсеивание инфракрасного излучения от солнечных батарей исключает их перегрев - нет необходимости моделировать систему охлаждения. Концентрирование солнечного излучения позволяет в десятки раз уменьшить площади дорогостоящих солнечных батарей и создать высокотемпературную зону в теплообменнике парогенератора;

- тепловая составляющая солнечного излучения составляет более 50% от общего светового потока; учитывая суточные колебания мощности солнечного излучения в часы пиковой мощности, переизбыток энергии может быть использован для разогрева солей в подземных емкостях с последующим использованием для работы электростанции в ночное время (применение концентрации солнечного излучения с помощью направленных зеркал - гелиостатов);

- верхний предел температуры в зоне концентрации ограничивается только площадью сбора излучения и температурными ограничениями по материалам теплообменника, световодов и дисперсионных оптических систем. Полученная таким образом высокотемпературная зона может быть использована не только в электроэнергетике, но и в других отраслях науки и техники вплоть до разработки плазменно-ракетных двигателей для полетов в космосе и создания плазмы в термоядерном синтезе.

Источники информации

[1] http://khd2.narod.ru/gratis/solar.htm

1. Солнечная электростанция с использованием концентрированного солнечного излучения, характеризующаяся концентрацией солнечного излучения, осуществляемой с помощью собирающих плоско-выпуклых оптических линз, закрепленных на поворотном каркасе с автоматической стабилизацией направления на Солнце, в фокусах жестко закрепляется пучок трубчатых световодов, передачей солнечного излучения от фокусов линз в магистральный световод, пространственным разложением солнечного излучения по волновому спектру и отсеиванием инфракрасного излучения.

2. Солнечная электростанция с использованием концентрированного солнечного излучения по п. 1, отличающаяся тем, что передача солнечного излучения в магистральный световод осуществляется с центровкой луча в плоскость дисперсионных оптических призм.;

3. Солнечная электростанция с использованием концентрированного солнечного излучения по п. 1, отличающаяся тем, что отсеивание инфракрасного излучения осуществляется через приемники и трубчатые световоды в теплообменник парогенератора.

4. Солнечная электростанция с использованием концентрированного солнечного излучения по п. 1, отличающаяся тем, что на солнечные полупроводниковые батареи попадает сконцентрированное солнечное излучение после отсеивания от него инфракрасного излучения с помощью дисперсионных оптических призм.



 

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, концентратор и приемник излучения, на рабочей поверхности установлена отклоняющая оптическая система, выполненная в виде жалюзи из зеркальных фацет, имеющая поверхности входа и выхода лучей, зеркальные фацеты выполнены в виде цилиндрических зеркальных отражателей с радиусом кривизны R и плоскостью входа лучей шириной d и помещены в оптически прозрачную среду с коэффициентом преломления n, угол выхода лучей β1 для цилиндрических зеркальных отражателей, угол выхода лучей отклоняющей оптической системы β2, угол ϕ0 наклона плоскости входа лучей цилиндрических зеркальных отражателей и их радиус кривизны R при нормальном падении лучей на рабочую поверхность модуля связаны соотношениями, указанными в формуле изобретения, расстояние между цилиндрическими зеркальными отражателями на рабочей поверхности и ширина поверхности входа цилиндрических зеркальных отражателей удовлетворяет соотношению , при котором для любых углов ϕ0 нижняя грань цилиндрического зеркального отражателя и верхняя грань следующего цилиндрического зеркального отражателя находятся в одной вертикальной плоскости.

Изобретение раскрывает приемник солнечного излучения для преобразования солнечной энергии в тепловую и электрическую энергию. Приемник (2) солнечного излучения (1) для гелиотермальной параболической антенны имеет тепловой двигатель, расположенный в его фокусе, впускной и выпускной коллекторы (9), группу трубок (8), идущих от впускного коллектора к выпускному коллектору, по которым течет нагреваемая при приеме солнечного излучения (1) рабочая текучая среда.

Изобретение относится к системе генерации электроэнергии, использующей экологически чистую энергию - солнечную и внешнюю паровую гибридную систему генерации электроэнергии.

Изобретение относится к альтернативной (солнечной) энергетике и может быть использовано для преобразования энергии солнца в электрическую. Технический результат заключается в увеличении поверхностной плотности солнечной энергии, воздействующей на поверхность солнечных батарей или на спаи термоэлектрического генератора, которая происходит за счет суммарного отражения солнечных лучей от отражающих поверхностей, облучаемых лучевой энергией, проходящей через оптические линзы.

Комплементарная система подачи тепловой энергии с использованием солнечной энергии и биомассы принадлежит к области использования чистой энергии. Система содержит устройство, концентрирующее солнечные лучи, емкость (1) для хранения солнечного тепла, энергоустановку на биомассе, устройство охлаждения и замораживания для охлаждения и систему нагревания воды для центрального нагревания.

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным модулям с концентраторами солнечного излучения для получения электричества и тепла. В солнечном модуле, содержащем концентратор и приемник излучения и имеющем рабочую поверхность, на которую падает солнечное излучение и на которой установлена отклоняющая оптическая система, выполненная в виде жалюзи из зеркальных фацет, имеющая поверхности входа и выхода лучей, согласно изобретению зеркальные фацеты выполнены в виде цилиндрических зеркальных отражателей с радиусом кривизны R и плоскостью входа лучей шириной d, угол выхода лучей β1 для цилиндрических зеркальных отражателей, угол φ0 наклона плоскости входа лучей цилиндрических зеркальных отражателей и их радиус кривизны R при нормальном падении лучей на рабочую поверхность модуля связаны соотношениями, указанными в формуле изобретения.

Изобретение относится к энергетике, а именно к энергетике преобразования солнечного излучения в электричество с помощью тепловых машин, и может быть использовано, в частности, в солнечных электрических станциях башенного типа.
Изобретение относится к гибридным энергетическим системам. Комплексная электростанция на дирижабле с подъемной силой пара состоит из ветреной и солнечной частей.

Изобретение относится к гелиотехнике и может использоваться в системах управления солнечным концентраторным модулем для получения электрической и тепловой энергии.

Фотоэлектрический модуль солнечного концентрированного излучения относится к гелиотехнике и касается создания солнечных модулей с фотоэлектрическими и тепловыми приемниками и концентраторами солнечного излучения в виде параболоцилиндров.

Система управления платформой концентраторных солнечных модулей содержит платформу (6) с концентраторными каскадными солнечными модулями, оптический солнечный датчик (24), выполненный в виде CMOS матрицы, подсистему (7) азимутального вращения, подсистему (8) зенитального вращения, включающую датчик положения платформы по зенитальному углу, центральный блок (23) управления, содержащий контроллер, блок (26) часов реального времени, датчик (13) числа оборотов первого электродвигателя (12), датчик (19) числа оборотов второго электродвигателя (18). Система обеспечивает увеличение КПД солнечной установки и сводит к минимуму время поиска и точного наведения на солнечный диск на протяжении всего срока службы солнечной установки. 2 ил.

Изобретение относится к ветровым и солнечным энергетическим установкам, объединенным в единую конструкцию. Энергоэффективная солнечно-ветровая энергетическая установка содержит: трехлопастную конусно-шнековую ветроэнергетическую установку с горизонтальным вращающимся валом, которая образована тремя половинками спиральных цилиндров, расположенных относительно друг друга под углом 120°, усеченных криволинейными поверхностями второго порядка; поворотную платформу с вертикальным валом; солнечную энергетическую установку, представляющую собой пленочную солнечную фотоэлектронную батарею, нанесенную на внешнюю поверхность трех лопастей конусно-шнековой ветроэнергетической установки; вертикальную пластину, расположенную под поворотной платформой; монтажные фигурные пластины для крепления к ним примыкающей части половинок спиральных цилиндров, неподвижно соединенные с горизонтальным вращающимся валом; основание, к которому крепятся примыкающие части трех лопастей конусно-шнековой ветроэнергетической установки; переднюю треугольную опорную стойку с подшипниковым узлом; две задние параллельные стойки с подшипниковым узлом, установленным между ними и служащим для крепления задней части горизонтального вращающегося вала; две поперечные планки, прикрепленные к двум задним параллельным стойкам; тихоходный магнитоэлектрический генератор, установленный на двух параллельных стойках и двух поперечных планках; конфузор-диффузор с цилиндрической частью между ними, выполненные из прозрачного поликарбоната, причем трехлопастная конусно-шнековая ветроэнергетическая установка с горизонтальным вращающимся валом, подшипниковыми узлами, передней треугольной стойкой и двумя задними параллельными стойками расположены в цилиндрической части конфузора-диффузора; передний и задний ложементы, служащие для крепления к ним цилиндрической части конфузора-диффузора, прикрепленные к поворотной платформе; двояковыпуклые продольные линзы, встроенные вдоль цилиндрической части конфузора-диффузора; литиевые аккумуляторные батареи; контроллер заряда-разряда литиевых аккумуляторных батарей; инвертор. Изобретение направлено на повышение выработки электроэнергии при слабых скоростях ветра и увеличение КПД выработки электроэнергии пленочными солнечными фотоэлектронными батареями. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области преобразования солнечной энергии в электрическую и тепловую, к конструкции солнечных электростанций с концентраторами. Солнечная электростанция содержит концентраторы, систему слежения и фотоприемники в фокальной области каждого концентратора, установленные в прозрачной для солнечного излучения оболочке и снабженные устройством для отвода теплоты, прозрачная оболочка содержит гомогенизатор концентрированного солнечного излучения из набора плоских тонких пластин из оптически прозрачного материала, размеры поперечного сечения гомогенизатора соизмеримы с размерами рабочей поверхности фотоприемника, ширина каждой пластины равна расстоянию между токоотводами, произведение толщины пластин на их количество определяет размер гомогенизатора вдоль плоскости р-n переходов диодных структур, длина гомогенизатора в 2-10 раз больше размеров рабочей поверхности фотоприемника, плоскости диодных структур параллельны двум из четырех граней гомогенизатора, а устройство отвода тепла выполнено в виде тонких пластин из теплопроводящего материала, присоединенных к токоподводам каждой секции твердотельной матрицы путем пайки или сварки параллельно плоскости р-n переходов диодных структур, размер секций между пластинами теплообменника составляет 4-20 мм, а суммарная их площадь при естественном охлаждении равна площади миделя концентратора. Технический результат заключается в снижении потерь электроэнергии, увеличении КПД и срока службы солнечной электростанции. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к устройству кровельных панелей для крыш зданий и сооружений со встроенными солнечными модулями. Гибридная кровельная солнечная панель, установленная на крыше здания, нормаль к поверхности крыши находится в меридиональной плоскости, содержит корпус и защитное покрытие на рабочей поверхности, выполненное в виде оптической отклоняющей системы из набора призм, на которую падает солнечное излучение с углом входа лучей β0, полупараболоцилиндрический зеркальный отражатель и приемник излучения в виде полосы, установленной между фокальной осью и вершиной полупараболоцилиндрического зеркального отражателя, при этом приемник излучения выполнен в виде гибридного когенерационного солнечного фотоэлектрического модуля со вторым защитным покрытием, установленным под углом ≤90° к защитному покрытию гибридной кровельной солнечной панели, второе защитное покрытие и корпус гибридной кровельной солнечной панели образуют герметичную полость, заполненную полисилоксановым гелем, в которой размещен приемник излучения из скоммутированных солнечных элементов, наружная стенка корпуса со стороны герметичной полости содержит каналы, в которых размещены встроенные трубы для прокачки теплоносителя, корпус гибридной кровельной солнечной панели и трубы за пределами корпуса снабжены теплоизоляцией, гибридная кровельная солнечная панель содержит электрические и гидравлические разъемы для соединения с соседними гибридными кровельными солнечными панелями. Изобретение обеспечивает повышение эффективности использования солнечной энергии в кровельной солнечной панели и снижение стоимости получения электрической энергии и теплоты. 19 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл.

Изобретение относится к системам питания электронных устройств с помощью оптического излучения и может найти применение в измерительных устройствах с гальванической развязкой области измерений и области отображения информации, например в высоковольтных или взрывоопасных устройствах. Оптическая система электропитания электронных устройств содержит регулируемый источник 1 тока лазера 2, оптический тракт, (например, волоконно-оптический) передачи излучения от лазера 2 до фотовольтаического элемента 3, выход которого подключен к входу повышающего преобразователя 4 напряжения, питаемое электронное устройство 5, измеритель 6 напряжения, вход которого подключен к выходу фотовольтаического элемента 3 или к выходу повышающего преобразователя 4 напряжения, а выход измерителя 6 напряжения подключен к входу волоконно-оптической системы 7 передачи информации (ВОСПИ), выход которой подключен к управляющему входу регулируемого источника тока 1. Волоконно-оптическая система 7 передачи информации содержит источник 8 излучения и фотоприемник 9. Вход источника 8 излучения соединен с выходом измерителя 6 напряжения, а выход фотоприемника 9 соединен с управляющим входом регулируемого источника 1 тока. Излучение источника 8 передается на фотоприемник 9 посредством оптического тракта, который может быть выполнен как открытым, так и волоконно-оптическим. Измеритель 6 напряжения может быть выполнен в виде аналого-цифрового преобразователя (АЦП) или преобразователя напряжение - частота. Технический результат, достигаемый при применении предложенной оптической системы электропитания электронных устройств, состоит в уменьшении оптической мощности, необходимой для нормального функционирования питаемого электронного устройства. При этом по сравнению с прототипом повышается КПД системы питания, уменьшается нагрузка на лазер питания и фотовольтаический элемент, что обеспечивает увеличение ресурса работы системы питания. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к солнечной энергетике, в частности касается концентраторов для солнечных батарей. Концентратор солнечных лучей для солнечной батареи выполнен в форме полуцилиндра с веерным расположением зеркальных отражающих электродов и прозрачных полупроводниковых солнечных батарей. Причем концентратор и солнечная батарея являются интегрально единым устройством. Если расположить солнечную батарею таким образом, чтобы ось полуцилиндра была направлена параллельно оси вращения земного шара, то вне зависимости от угла падения солнечных лучей в течение дня излучение будет проходить через все p-n-переходы, причем практически все фотоны будут поглощены и преобразованы в электрический ток. Изобретение должно повысить эффективность солнечной батареи. 1 ил.

Изобретение относится к гелиотехнике и к конструкции солнечных модулей с фотоэлектрическими и тепловыми приемниками солнечного излучения и концентраторами для получения электрической энергии и теплоты. Солнечный модуль с асимметричным параболоцилиндрическим концентратором солнечного излучения состоит из одной ветви параболоцилиндрического концентратора солнечного излучения и линейчатого фотоприемника, расположенного в фокальной области с равномерным распределением концентрированного излучения вдоль параболоцилиндрической оси, концентратор выполнен с зеркальной внутренней поверхностью отражения, форма отражающей поверхности концентратора соответствует условию равномерной, вдоль и перпендикулярно параболоцилиндрической оси, освещенности поверхностей фотоприемника, размещенного перед фокусом и выполненного в виде трех линеек из соединенных последовательно-параллельно фотоэлектрических преобразователей. Фотоприемник имеет трапецеидальную форму в поперечном сечении и устройство протока теплоносителя. Техническим результатом является обеспечение работы теплофотоэлектрического приемника солнечного модуля при средних концентрациях и равномерном освещении, нагрева теплоносителя, например воды, и снижения стоимости вырабатываемой энергии. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области преобразования солнечной энергии в электрическую и тепловую, в первую очередь к конструкции солнечных электростанций с концентраторами. Солнечная электростанция содержит концентраторы, систему слежения и фотоприемники в фокальной области каждого концентратора на основе скоммутированных солнечных элементов с р-n переходами. Каждый фотоприемник выполнен в виде секций твердотельной матрицы из последовательно скоммутированных миниатюрных солнечных элементов с диодными структурами и двухсторонней рабочей поверхностью, плоскости р-n переходов диодных структур параллельны двум из четырех боковых граней и перпендикулярны рабочей поверхности фотоприемника, плоскости миделя и фокальной плоскости концентратора. Фотоприемник установлен в прозрачной для солнечного излучения оболочке и снабжен устройством для отвода теплоты, прозрачная оболочка содержит гомогенизатор концентрированного солнечного излучения в виде стержня прямоугольного сечения из оптически прозрачного материала, размеры поперечного сечения гомогенизатора соизмеримы с размерами рабочей поверхности фотоприемника, а длина стержня в 2-10 раз больше размеров рабочей поверхности фотоприемника. Устройство отвода тепла выполнено в виде тонких пластин из теплопроводящего материала, присоединенных к токоподводам каждой секции твердотельной матрицы путем пайки или сварки параллельно плоскости р-n переходов диодных структур, размер секций между пластинами теплообменника составляет 4-20 мм, а суммарная площадь пластин теплообменника при естественном охлаждении равна площади миделя концентратора. Технический результат заключается в снижении потерь электроэнергии и увеличении КПД и срока службы солнечной электростанции. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

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.). Станция состоит из солнечной батареи и опорной конструкции, закрепленной на стене здания. Опорная конструкция выполнена из нескольких дугообразных профилей, по крайней мере двух, причем верхние концы профилей соединены между собой горизонтальным профилем и прикреплены к стене, нижние концы профилей выполнены упирающимися в вертикальные опоры, опорная конструкция по всей площади покрыта гибким кровельным материалом, над каждым профилем на бобышках жестко установлены дугообразные трубы с отверстиями, выполненными с равным шагом, дугообразные трубы являются направляющими для передвижного каркаса солнечной батареи в виде отдельных прямоугольных каркасов для отдельных солнечных модулей, коаксиально на каждую дугообразную трубу установлена с небольшим зазором разрезанная вдоль дугообразная труба, являющаяся частью передвижного каркаса, большего сечения и меньшей длины, с отверстиями того же диаметра, что и на внутренней трубе, и тем же шагом, с возможностью перемещения наружной трубы относительно внутренней и фиксацией ее положения относительно горизонтальной плоскости путем жесткого соединения труб через совпавшие отверстия. Опорная конструкция позволяет регулировать угол наклона солнечной батареи. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх