Атмосферная энергетическая гелиоустановка



Атмосферная энергетическая гелиоустановка
Атмосферная энергетическая гелиоустановка
Атмосферная энергетическая гелиоустановка
F24S90/00 - Отопление; вентиляция; печи и плиты (тепловая защита растений в садах или лесах A01G 13/06; хлебопекарные печи и устройства A21B; устройства для варки вообще, за исключением кухонных плит A47J; ковка B21J, B21K; отопительные и вентиляционные устройства для транспортных средств, см. соответствующие подклассы классов B60-B64; устройства для зажигания топлива вообще F23; сушка F26B; промышленные печи вообще F27; электронагревательные элементы и устройства H05B)

Владельцы патента RU 2655894:

Соловьев Дмитрий Александрович (RU)
Соловьев Александр Алексеевич (RU)
Чекарев Константин Владимирович (RU)

Изобретение относится к области возобновляемой энергетики, в частности к атмосферным энергетическим гелиоустановкам, содержащим наполненный гелием и удерживаемый с земли аэростат/баллон, на котором размещены солнечные панели. В атмосферной энергетической установке наполненный гелием и удерживаемый с земли аэростат представлен в виде системы баллонов, каждый их которых выполнен из пленки и принимает в результате надува гелием форму цилиндра, внутри которого вдоль диаметральной плоскости закреплена солнечная панель, образующая плоскость, при этом верхняя часть баллонов прозрачная, а на их торцах имеются диски с полуосями, которыми цилиндры крепятся с каждой стороны к соединительным рейкам параллельно друг к другу и удерживаются с земли с помощью троса-кабеля. Выполнение аэростата в виде системы параллельных цилиндрических баллонов при создании установок большой мощности позволяет формировать из тонкопленочных солнечных панелей плоскости при меньшем объеме баллонов, что сокращает расход гелия. Изобретение должно повысить эффективность закрепленных на аэростате солнечных панелей. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области возобновляемой энергетики, в частности к атмосферным энергетическим гелиоустановкам, содержащим наполненный гелием и удерживаемый с земли аэростат/баллон, на котором размещены солнечные панели.

Солнечная энергетика является одной из самых быстро развивающихся отраслей возобновляемой энергетики, однако в некоторых районах ее рост ограничивается нехваткой свободных мест на суше. Был предложен способ решения проблемы лимита свободной земли путем освоения воздушного пространства. Для этого предлагалось гибкие солнечные панели прикреплять к наполненным гелием аэростатам/баллонам и удерживать их с земли с помощью троса-кабеля, по которому вырабатываемое панелями электричество передается потребителю. Такие конструкции могут также использоваться для создания автономных мобильных энергоустановок, потребность в которых возникает при проведении полевых работ или в случае природных катастроф, когда нарушается система энергоснабжения.

Известна атмосферная энергетическая установка, включающая наполненный гелием аэростат/баллон в виде сферы, покрытой гибкими солнечными панелями (Patent US 20120235410). Установка удерживается с земли тросом-кабелем, по которому вырабатываемое панелями электричество передается потребителю. Для устранения неравномерности производства электричества солнечными панелями установка содержит также ветровое колесо с генератором.

Недостатком установки в отношении преобразования солнечной энергии является низкая эффективность закрепленных на аэростате солнечных панелей, обусловленная неравномерностью их освещения, поскольку они находятся не на плоскости и по-разному ориентированы к солнечному излучению.

Большинство известных установок подобного типа, защищенных патентами, устроены аналогично в отношении размещения солнечных панелей на аэростатах/баллонах.

Наиболее близкой, принятой за прототип, является солнечная энергетическая установка (патент РФ №2389900). Она содержит аэростат/баллон в форме шара, на верхней полусфере которого закреплены гибкие солнечные панели, вырабатывающие в дневное время электричество, которое по проводам передается на землю. В установке производится также аккумулирование солнечной энергии за счет изменения положения аэростата/баллона в воздушном пространстве по высоте с помощью электрической лебедки/электрогенератора.

Недостатком установки в отношении преобразования солнечной энергии является низкая эффективность закрепленных на аэростате/баллоне гибких солнечных панелей, обусловленная неравномерностью их освещения.

Задачей изобретения является повышение эффективности закрепленных на аэростате тонкопленочных солнечных панелей.

Техническим результатом является высокая эффективность закрепленных на аэростате тонкопленочных солнечных панелей.

Технический результат достигается тем, что в атмосферной энергетической гелиоустановке наполненный гелием и удерживаемый с земли аэростат представлен в виде системы баллонов, каждый из которых выполнен из пленки и принимает в результате наддува гелием форму цилиндра, внутри которого вдоль его диаметральной плоскости закреплена тонкопленочная солнечная панель, образующая плоскость, при этом верхняя часть цилиндров прозрачная, к нижней части каждого цилиндра прикреплен груз в виде рейки, а на торцах цилиндров имеются диски с полуосями, которыми цилиндры крепятся с каждой стороны к соединительным рейкам параллельно друг к другу, и которыми цилиндрические баллоны соединяются с помощью тросов-кабелей с удерживающим с земли тросом-кабелем.

Конструкция баллонов, выполненных из пленки и принимающих в результате надува гелием форму цилиндра, а также закрепление внутри них вдоль диаметральной плоскости тонкопленочных солнечных панелей позволяет формировать из них плоскости для преобразования солнечной энергии с большой эффективностью.

Представление аэростата в виде системы параллельных цилиндрических баллонов при создании установок большой мощности позволяет формировать из тонкопленочных солнечных панелей плоскости при меньшем объеме баллонов, что сокращает расход гелия. Это объясняется тем, что в цилиндре, при увеличении его радиуса, площадь поверхности тонкопленочной панели, сформированной в диаметральной плоскости, увеличивается пропорционально радиусу, а объем - пропорционально квадрату радиуса.

Изобретение поясняется схемами, представленными на фиг. 1а), б) и фиг. 2а), б). На фиг. 1 показана схема цилиндрического баллона, входящего в состав установки, а на фиг. 2 показана схема установки и ее крепление к земле.

Баллон 1 выполнен из пленки и в результате надува гелием принимает форму цилиндра. Внутри баллона вдоль его диаметральной плоскости закреплена тонкопленочная солнечная панель 2. При надувании баллона 1 из тонкопленочной солнечной панели 2 формируется плоскость для эффективного преобразования энергии солнечного излучения. С помощью надува баллону 1 придается необходимая жесткость, при которой с ним можно обращаться как с твердым объектом. Верх баллона 1 прозрачный, а к его нижней части прикреплен груз в виде рейки 3. На торцах баллона имеются диски 4 с полуосями 5. Цилиндрические баллоны 1 соединяют параллельно друг другу с помощью соединительных реек 6 (фиг. 2б), к которым они крепятся с каждой стороны полуосями 5 торцевых дисков 4. К полуосям 5 каждого баллона крепятся также тросы-кабели 7, соединенные одним концом электрически с тонкопленочными солнечными батареями 2, а другим концом крепятся к тросу-кабелю 8, который удерживает систему с земли. Тросы-кабели 7 прикрепляются к системе баллонов таким образом, чтобы при отсутствии ветра она располагалась в горизонтальной плоскости.

Установка работает следующим образом. Входящие с состав установки баллоны поочередно надувают гелием. Под действием силы Архимеда система баллонов поднимается вверх и удерживается с помощью троса-кабеля 8 на нужной высоте. В отсутствии ветра система параллельных цилиндрических баллонов располагается в горизонтальной плоскости. При возникновении ветра трос-кабель 8 наклоняется к земле в направлении вектора скорости ветра, однако при этом нормали к плоскостям, образованным тонкопленочными батареями 2, остаются направленными вверх, поскольку цилиндрические баллоны 1 будут поворачиваться в соединительных рейках 6 под действием веса грузов 3. В дневное время энергия солнечного излучения с помощью солнечных батарей преобразуется в электричество, которое по тросам-кабелям 7 и тросу-кабелю 8 передается потребителю для использования в данный момент или для аккумулирования.

1. Атмосферная энергетическая гелиоустановка, содержащая наполненный гелием и удерживаемый с земли тросом-кабелем аэростат, на котором размещены солнечные панели, отличающаяся тем, что аэростат представлен в виде системы баллонов, каждый из которых выполнен из пленки и принимает в результате надува гелием форму цилиндра, внутри которого вдоль его диаметральной плоскости закреплена тонкопленочная солнечная панель, образующая плоскость, при этом верхняя часть цилиндров прозрачная, к нижней части каждого прикреплен груз в виде рейки, а на их торцах имеются диски с полуосями, которыми цилиндры крепятся с каждой стороны к соединяющим рейкам параллельно друг другу и которыми цилиндрические баллоны соединяются с помощью тросов-кабелей с удерживающим с земли тросом-кабелем.

2. Атмосферная энергетическая гелиоустановка по п. 1, отличающаяся тем, что тросы-кабели прикрепляются к системе параллельных цилиндрических баллонов таким образом, чтобы при отсутствии ветра она располагалась в горизонтальной плоскости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к установкам, непрерывно следящим за Солнцем, и может быть использовано для питания потребителей в районах ненадежного электроснабжения. Технический результат заключается в повышении мощности солнечной электростанции.

Изобретение направлено на получение электроэнергии экологически чистым способом в условиях комплексного и системного сочетания солнечной световой и тепловой энергии и сил, связанных с перепадом температуры и давления воздуха в зависимости от высоты, более полное и эффективное использование солнечной потенциальной энергии и кинетической энергии перемещения воздушных масс для получения электроэнергии, повышения ее мощности и создания условий для обеспечения оптимизации и устойчивости процесса энерготрансформаций на основе механизмов и эффектов образования статического электричества.

Изобретение относится к области возобновляемой энергетики. Атмосферная энергетическая установка содержит удерживаемую с земли тросом-кабелем плавующую в воздухе ветроустановку с горизонтальной осью вращения, включающую наполненный гелием цилиндрический баллон, снабженный лопатками и осью, на концах которой расположены электрогенератор и стабилизаторы, выполненный из пленки и принимающий в результате надува гелием цилиндрическую форму баллон, внутри которого вдоль его диаметральной плоскости закреплена тонкопленочная солнечная батарея, образующая плоскость, при этом верхняя часть баллона прозрачная, к нижней части прикреплен груз в виде рейки, а на его торцах имеются диски с полуосями, которыми баллон крепится к оси ветроустановки с помощью тросов-кабелей, соединенных электрически с тонкопленочной солнечной батареей.

Изобретение относится к электротехнике. Солнечный модуль (1) с множеством пластинчатых солнечных панелей (2), установленных с возможностью вращения на общей оси (18) между первым положением, в котором они конгруэнтно располагаются друг над другом, и вторым положением, в котором они в раскрытом положении располагаются рядом друг с другом, причем у каждых двух смежных друг с другом солнечных панелей (2) расположенный со стороны оси концевой участок (2') одной солнечной панели (2) имеет захватный элемент (34, 42, 48) и расположенный со стороны оси концевой участок (2') другой солнечной панели (2) имеет два взаимодействующих с захватным элементом (34, 42, 48), расположенных в тангенциальном направлении на расстоянии друг от друга упора (36, 37, 47).

Настоящее изобретение относится к подвижному солнечному генератору для автономной и непрерывной подачи электроэнергии в транспортируемой системе автоматического или полуавтоматического складывания / раскладывания.

Изобретение относится к подаче электроэнергии к вспомогательному оборудованию транспортных средств. Система освещения грузового вагона железнодорожного подвижного состава включает в себя блок генерации электроэнергии, подключенный к рабочей воздушной магистрали грузового вагона.

Изобретение относится к области возобновляемых источников энергии: ветровой и солнечной энергетики. Солнечно-ветровая энергетическая установка содержит неподвижную платформу, на которой в подшипниковой опоре установлен вертикальный вращающийся вал, на верхнем конце которого жестко закреплена аэродинамическая конструкция с аэродинамическими лопастями; солнечные батареи с солнечными элементами, часть которых функционально соединена посредством электропроводов с обмоткой ротора электрогенератора, блоки преобразования напряжения и распределения электроэнергии потребителям.

Изобретение относится к области гелиотехники, в частности к солнечным модулям с концентраторами и фотоэлектрическими и тепловыми приемниками солнечного излучения.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Каскадный ветрогенератор содержит, по меньшей мере, наклонный воздуховод цилиндрической формы, в нижней части которого установлен нагреватель, к верхней части указанного воздуховода посредством изогнутого переходника присоединен горизонтально расположенный воздуховод, состоящий из отрезков труб цилиндрической формы различного диаметра, соединенных с возможностью форсирования воздушного потока через уменьшение сечения воздуховода, внутри горизонтального воздуховода соосно с ним установлены, по меньшей мере, две осевые турбины, каждая из которых подключена к своему электрогенератору.

Изобретение относится к нагревательной и электрогенерирующей установке, преобразующей энергию солнечного света. Установка на солнечной энергии включает раму заранее определенной площади, установленную на поверхности крыши и стены здания, множество монтируемых на указанной раме генераторов, предназначенных для улавливания солнечного излучения и преобразования его в электроэнергию, и устройство горячего водоснабжения, встроенное в раму и предназначенное для нагрева и подачи горячей воды за счет поглощаемого солнечного излучения, при этом устройство горячего водоснабжения включает водосборник малой емкости, установленный на крыше здания под генератором и предназначенный для сбора нагреваемой воды, водонагревательную трубку, соединенную с водосборником малой емкости, расположенную под ленточным солнечным коллектором и покрытую снаружи теплопоглощающей пленкой, а генератор включает корпус, ленточный солнечный коллектор, размещенный внутри корпуса, наружная поверхность которого покрыта солнечными фотоэлементами, приводной механизм, обеспечивающий тяговое усилие для разворачивания или сворачивания ленты солнечного коллектора, аккумуляторную батарею для накопления электричества, генерируемого солнечными элементами, и регулятор управления приводным механизмом.

Изобретение относится к нагревательным устройствам и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где требуется нагрев жидкости. Нагревательное устройство содержит генератор тепловой энергии, систему передачи тепла потребителю, связанные между собой в замкнутый контур посредством подающего и обратного трубопроводов.

Изобретение относится к энергетике, в частности к способам получения тепловой энергии, и может быть использовано при создании теплоэнергетических систем. Способ получения тепловой энергии использует поле потенциалов природных источников, в качестве материального тела используют жидкость, по крайней мере на части траектории жидкость перемещают вдоль градиента гравитационного поля Земли с формированием в контуре восходящего и нисходящего потоков жидкости, для движения жидкости в контуре используют центробежный насос, формируют восходящий поток жидкости непосредственно над центробежным насосом, движение жидкости в восходящем потоке контура формируют со скоростью от 0,7 м/с до 1,7 м/с при перепаде высот в контуре более 5 м.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в целях производства электрической и тепловой энергии, экологически чистого топлива, а также поддержания в охраняемых акваториях оптимальных для морской биоты температурных условий.

Способ комплексной утилизации геотермальных вод путем передачи через теплообменники тепловой энергии геотермальной воды низкокипящему рабочему агенту, циркулирующему в контуре бинарной ГеоЭС, с дальнейшим испарением и перегревом рабочего агента за счет выхлопных газов газотурбинной электростанции, в камеру сгорания которой поступает газ из газгольдера, предварительно извлеченный из термальной воды в сепараторе, и из магистрального газопровода, и с использованием в качестве дополнительного источника энергии избыточной потенциальной энергии посредством использования детандера и компрессора на одном валу.

Изобретение относится к теплонасосным установкам, использующим низкотемпературное тепло грунта для автономного отопления и горячего водоснабжения помещений. Внешний грунтовый контур для теплонасосной установки содержит помещенный в грунт горизонтальный трубчатый теплообменник, соединенный трубопроводами с теплообменником-испарителем теплового насоса с циркулирующим в нем низкотемпературным теплоносителем-рассолом, а также аккумулятор тепловой энергии, предназначенный для подогрева грунта.

Изобретение относится к способам извлечения и использования геотермального тепла. Способ установки геотермальных теплообменников для извлечения низкопотенциального тепла включает бурение скважин с использованием буровой колонны.

Изобретение относится к сооружениям и средствам хранения вооружения и военной техники в местах постоянной дислокации войсковых частей и соединений, а также на базах и арсеналах различных родов войск МО РФ.

Способ относится к источникам автономного энергоснабжения мобильных и стационарных объектов, эксплуатируемых в различных климатических зонах. Это освещение и обогрев убежищ, складов, овощехранилищ, подземных автостоянок, юрт, специальных объектов в аварийных случаях, включая автотранспорт.

Изобретение относится к области использования солнечной энергии, в частности к способу преобразования энергии светового потока в тепло, и предназначено для получения горячей воды для бытовых нужд.

Изобретение относится к электроэнергетике. Автономная энергетическая установка, содержащая ветроэлектрогенератор башенного типа с движителем в виде трехлопастного ротора с горизонтальной осью вращения, солнечный фотоэлектрический панельный генератор, дизельный электрогенератор с блоком для плавного регулирования мощности, группу мачтовых вибрационно-индукторных электрогенераторов для резервной подпитки установки, ванадиевую проточную батарею элементов окислительно-восстановительного цикла с емкостями для анодного и катодного электролитов и циркуляционными насосами или батарею твердооксидных топливных элементов проточного типа с электролизером водорода в метан или электролизером водорода в металлогидридные соединения, насосами для закачки метана, водорода и кислорода в ресиверы, коммутатор с функцией интеллектуального управления источниками и защиты сети от коротких замыканий и перенапряжений, литий-ионную аккумуляторную батарею, при этом каждые из вышеуказанных генераторов и батарей используются как основной или как резервный источник питания потребителей по факту выработки электроэнергии или ее накопления в количестве, соответствующем потребности потребителей в энергоснабжении.

Изобретение относится к области возобновляемой энергетики, в частности к атмосферным энергетическим гелиоустановкам, содержащим наполненный гелием и удерживаемый с земли аэростатбаллон, на котором размещены солнечные панели. В атмосферной энергетической установке наполненный гелием и удерживаемый с земли аэростат представлен в виде системы баллонов, каждый их которых выполнен из пленки и принимает в результате надува гелием форму цилиндра, внутри которого вдоль диаметральной плоскости закреплена солнечная панель, образующая плоскость, при этом верхняя часть баллонов прозрачная, а на их торцах имеются диски с полуосями, которыми цилиндры крепятся с каждой стороны к соединительным рейкам параллельно друг к другу и удерживаются с земли с помощью троса-кабеля. Выполнение аэростата в виде системы параллельных цилиндрических баллонов при создании установок большой мощности позволяет формировать из тонкопленочных солнечных панелей плоскости при меньшем объеме баллонов, что сокращает расход гелия. Изобретение должно повысить эффективность закрепленных на аэростате солнечных панелей. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх