Патент ссср 277967

Авторы патента:

H01L31/058 - содержащие средства для использования тепловой энергии, например гибридные системы, или добавочные источники электрической энергии (использующие солнечное тепло вообще F24J 2/00)

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ союз Соеетокиз

Социзлиатическкз

Реопублик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 09.VIII.1968 (¹ 1262449/26-25) Кл. 21g, 29/10

2Ib, 27/02 с присоединением заявок № 1262822/26-25, № 1 338324/26-25

Приоритет

МПК H 011 15/04

Н 01п 4/20

УДК 621.383:535.215.6 (088.8) Комитет по лелем азобретеиий и открытий при Спеете Миииотров смр

Опубликовано 05. 1/Ш.1970. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания З.XII.1970

L . з.ll:, afire -т ip Q

Авторы изобретения

В. С. Макаров, А. Х. Черкасский, Л. Jl. Силин и Л. Б. ЩейййзЕ;",Тй0gl

Заявитель

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ Э11ГРГОУСТАНОВКА

Настоящее изобретение относится к области прямого преобразования солнечной энергии в электрическую.

Известно, что фотопреобразователи космических аппаратов при длительном воздействии космической радиации повреждаются вплоть до выхода из строя. В известных фотоэлектрических энергоустановках восстановление их свойств осуществляется путем нагрева до температуры 350 вЂ” 550 С, например сфокусированным лучом солнечного концентратора. Однако осуществить восстановление больших поверхностей фотопреобразователей в условиях космоса невозможно из-за неравномерного нагрева.

Данная энергоустановка позволяет производить термический отжиг больших поверхностей фотопреобразоватслей благодаря тому, что она снабжена автономным жидкометаллическим контуром, размсщенным на тыльной поверхности фотопреобразователей.

На фиг. 1 дана принципиальная схема устройства; на фиг. 2 вЂ” поперечное сечение этого устройства.

Энергоустановка содержит термоэлектромагнитный насос 1 (например, одноконтурного типа), который прокачивает жидкометаллический контур 2 (например, натрий-калиевый сплав с температурой плавления вЂ” 11 С).

Запорные вентили 8 установлены в системе секционированных теплопроводов 4, присоединенных к тыльной поверхности панелей фотопреобразователей 5. Тепловая изоляция б предотвращает утечку тепла с открытых поверхностей жидкометаллического контура, проходящего через тепловой аккумулятор 7 (например, из гидрида лития). Концентратор солнечного излучения 8 (например, параболоид вращения) снабжен системой ориентации 9.

Фотопреобразователи 10 присоединены через теплоконтактную электроизоляцию 11 (например, из окиси бериллия) к несущей панели (например, из титана), на тыльной стороне которой размещены тонкостенные металлические каналы 12 (например, из титана), заполненные жидкометаллическим теплоносителем. Контактор 13 включен в цепь электродвигателя 14 привода концентратора, который питается от бортового аккумулятора 15.

20 Фотоэлектрическая энергоустановка работает следующим образом. При значительном ухудшении выходных характеристик фотопреобразователей (на 25 вЂ 5/0) из-за радиационного повреждения ток в обмотке контактора

25 уменьшается. Возвратная пружина контактора замыкает цепь электродвигателя, обеспечивающего с помощью бортового аккумулятора перевод концентратора из нерабочего положения в рабочее. Система ориентации ориенти30 рует ось концентратора на Солнце, н сфоку277967 сированный луч попадает в приемную полость теплового аккумулятора, постепенно разогревающегося до температуры плавления (680 ).

Участок жидкометаллического контура, проходящий через тепловой акку мулятор, постепенно разогревается за счет теплопроводности до температуры 350 вЂ” 550 "С. Размещенный непосредственно на тепловом аккумулятор термоэлектромагнитный насос обеспечивает са мостоятельньш запуск жидкометаллического контура при малой разности температур (10-вЂ”

20 С) на спаях термоэлементов. Запорш>ш вентиль открывается, и нагрет > и теплоноситель начинает циркулировать по системе теплопроводов в одной из секций панелей фотопреобразователей. Секция фотопреобразователей разогревается до температуры 350вЂ”

550 С, выдерживается в течение 2 вЂ” !О мин, после чего вентиль закрывается и секция охлаждается за счет сброса тепла излучением.

Каждая секция панелей фотопреобразователей поочередно проходит термический отжиг (нагрев вЂ” выдержка вЂ” охлаждение), что позволяет значительно снизить вес и габариты концентратора, теплового аккумулятора и термоэлектромагнитного насоса. По окончании термического отжига фотопреобразователей энергоустановки концентратор поворачивается в сторону (нерабочее положение), контактор разрывает электрическую цепь бортового аккумулятора и разогрев теплового аккумулятора прекращается. Фо;оэлекгрическая энергоустановка постепенно охлаждается до температуры 50 вЂ” 70 С за счет теплового излучения.

Я идкометаллическпй контур данной энергоустановки может быть также использован для обогрева фотопреобразователей на неосвещенном участке орбиты, поскольку циклическое воздействие больших перепадов темпе ратур (от вЂ 1 до вЂ 1 С в тени и от

+70 до + 100"Ñ на Солнце) постепенно приводит к lioBpeiKpeiiilfo многослойной K0HcTp) Kции фотопреобразователсй и сии кению генерируемой мощности.

Работа энергоустановки аналогична: снижена лишь температура теплоносителя (30-50 С вместо 350 вЂ” 550 "С) и осуществляетс:i одновременно нагрев всей рабочей поверхности фотопреобразователей, а нс ее отдельных секций.

Предмет изобретения

Фотоэлектрическая энергоустановка, содержащая панели с фотопреобразователями и

20 систему их нагрева, отличаюи1аяся тем, что, с целью изменения температуры фотопреобразователей в условиях космоса без подвода электроэнергии от внешнего источника она снабжена концентратором солнечного излуче25 ния с механизмом обратной электрической связи, содержащим управляемый током фотопреобразователей контактор, включенный в цепь электропитания двигателя перевода концентратора из нерабочего в рабочее положе30 ние, и термоэлектромагнитным насосом, размещенным непосредственно на тепловом аккумуляторе жидкометаллического контура, который присоединен через теплоконтактную электроизоляцию к тыльной стороне фотопре35 образователей и выполнен в виде разветвленных по площади фотопреобразователей секционированных теплопроводов.

L96LER

» 1 б

j и е.

/зи,ь 4

Редактор И. Кариас

Корректоры Г. С. Мухина и О. С. Зайцева

Заказ 3366/4 Тира>к 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета ио делам изобретений и открытий пр.> Совете Министров СССР

Москва, гК-35, Раушская наб., д. 4i5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Г. Корнилова

Техред Л. Я. Левина

1Л

Изобретение относится к солнечным батареям (СБ) с прямым преобразованием солнечной энергии в электрическую с помощью фотоэлектрических преобразователей (ФЭП), а именно к солнечным батареям с охлаждаемыми модулями

Система электроснабжения, использующая в качестве источника солнечную энергию // 2346356

Способ производства комбинированных солнечных панелей фотоэлектрического и теплового типа и соответствующая солнечная панель // 2427766

Изобретение относится к способу производства комбинированных солнечных панелей фотоэлектрического и теплового типа, способных преобразовывать солнечную энергию как в электрическую, так и тепловую энергию с высокой эффективностью (кпд)

Черепица для крыши, выступающей в роли солнечной батареи, производящая с помощью солнечной энергии и фотогальванического способа горячую воду и электрическую энергию // 2457579

Изобретение относится к системе, содержащей специальную черепицу, ее варианты и принадлежности, достаточные для того, чтобы покрыть всю крышу, при этом обеспечивающие термоизоляцию, вентиляцию, не наносящие вред окружающей среде, аккумулирующие солнечную и производящие фотоэлектрическую энергию, достаточную для производства горячей воды и/или электрической энергии

Фотовольтаическое устройство // 2462789

Устройство энергоснабжения с энергетическими панелями, выполненными в виде кровельной черепицы // 2464670

Солнечный модуль с концентратором // 2502024

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным энергетическим модулям с концентраторами для получения электричества и/или тепла. Солнечный модуль с концентратором состоит из приемника солнечного излучения и цилиндрического солнечного концентратора, отражающая поверхность которого образована прямоугольными зеркально отражающими пластинами - фацетами. Фацеты установлены так, что солнечный луч L1, лежащий в плоскости поперечного сечения концентратора и идущий с отклонением от прицельного направления на Солнце, равным точности следящей системы α, после отражения на ближней к приемнику кромке фацеты, попадает на дальнюю от нее границу зоны концентрированного солнечного излучения на поверхности приемника, а ширина фацет такова, что луч L2, симметричный первому лучу L1 относительно прицельного направления, после отражения на противоположной кромке фацеты попадает на ближнюю границу зоны концентрированного излучения. Изобретение обеспечивает более равномерное распределение солнечной радиации по поверхности приемника, повышение оптической эффективности концентратора и, в результате, увеличение среднегодовой выработки энергии и снижение ее себестоимости. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.