солнечный модуль с концентратором (варианты)

Формула изобретения

1. Солнечный модуль с концентратором, содержащий основной линейно-фокусирующий параболоцилиндрический зеркальный отражатель и приемник в виде полосы, установленный параллельно фокальной оси отражателя, отличающийся тем, что зеркальный отражатель выполнен в виде одной ветви параболоцилиндрического отражателя, один край полосы приемника с двухсторонней рабочей поверхностью совпадает с фокальной осью зеркального отражателя, а второй противоположный край полосы приемника расположен на ветви параболоцилиндрического отражателя.

2. Солнечный модуль с концентратором по п.1, отличающийся тем, что он установлен на балконе здания.

3. Солнечный модуль с концентратором по п.1, отличающийся тем, что он установлен в виде стены здания.

4. Солнечный модуль с концентратором по п.1, отличающийся тем, что он установлен под прозрачной крышей здания.

5. Солнечный модуль с концентратором по п.1, или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что фокальная плоскость концентратора наклонена к горизонтальной плоскости под углом 113,5^o- при горизонтальном расположении солнечного модуля и под углом 113,5^o-- при вертикальном расположении модуля, где - широта местности, - апертурный угол концентратора.

6. Солнечный модуль с концентратором по п.1, или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что фокальная плоскость концентратора наклонена к горизонтальной плоскости под углом 66,5^o-+ при горизонтальном расположении солнечного модуля и под углом 66,5^o- при вертикальном расположении модуля.

7. Солнечный модуль с концентратором по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, отличающийся тем, что солнечный модуль содержит приемник излучения в виде металлической пластины с просветляющим покрытием на двух сторонах пластины и каналами для протекания охлаждающей жидкости или воздуха, пластина окружена с двух сторон прозрачной теплоизолирующей оболочкой.

8. Солнечный модуль с концентратором по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7, отличающийся тем, что приемник излучения в виде металлической пластины с каналами для протекания охлаждающей жидкости или воздуха содержит закрепленные с двух сторон скоммутированные солнечные элементы с просветляющим покрытием.

9. Солнечный модуль с концентратором по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, отличающийся тем, что солнечный модуль имеет приемник из скоммутированных солнечных элементов с двухсторонней рабочей поверхностью, которые заключены в прозрачную оболочку и имеют наружные каналы для обдува воздухом.

10. Солнечный модуль с концентратором по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7, или 8, или 9, отличающийся тем, что модуль содержит два или более приемника с металлической пластиной и каналами для охлаждающей жидкости или воздуха, по крайней мере один приемник имеет закрепленные на пластине с двух сторон скоммутированные солнечные элементы с просветляющим покрытием и по крайней мере один приемник с двух сторон пластины - просветляющее покрытие, каналы приемников соединены последовательно и параллельно таким образом, что по ходу потока охлаждающей жидкости или воздуха установлены сначала приемники с солнечными элементами, а затем приемники с просветляющим покрытием.

11. Солнечный модуль с концентратором, содержащий основной линейно-фокусирующий параболоцилиндрический зеркальный отражатель и приемник излучения, установленный параллельно фокальной оси отражателя, отличающийся тем, что отражатель состоит из двух разновеликих частей, разделенных плоскостью симметрии, проходящей через вершину и фокальную ось отражателя, причем большая часть отражателя выполнена в виде одной ветви параболоцилиндрического отражателя, а меньшая часть в виде кругового цилиндрического отражателя с осью, совпадающей с фокальной осью, один край полосы приемника излучения совпадает с краем кругового цилиндрического отражателя, а противоположный край полосы приемника совпадает с фокальной осью.

12. Солнечный модуль с концентратором по п.11, отличающийся тем, что он установлен на балконе здания.

13. Солнечный модуль с концентратором по п.11, отличающийся тем, что он установлен в виде стены здания.

14. Солнечный модуль с концентратором по п.11, отличающийся тем, что он установлен под прозрачной крышей здания.

15. Солнечный модуль с концентратором по п.11, или 12, или 13, или 14, отличающийся тем, что фокальная плоскость концентратора наклонена к горизонтальной плоскости под углом 113,5^o- при горизонтальном расположении солнечного модуля и под углом 113,5^o-- при вертикальном расположении модуля, где - широта местности, - апертурный угол концентратора.

16. Солнечный модуль с концентратором по п.11, или 12, или 13, или 14, отличающийся тем, что фокальная плоскость концентратора наклонена к горизонтальной плоскости под углом 66,5^o-+ при горизонтальном расположении солнечного модуля и под углом 66,5^o- при вертикальном расположении модуля.

17. Солнечный модуль с концентратором по п.11, или 12, или 13, или 14, или 15, или 16, отличающийся тем, что солнечный модуль содержит приемник излучения в виде металлической пластины с просветляющим покрытием на двух сторонах пластины и каналами для протекания охлаждающей жидкости или воздуха, пластина окружена с двух сторон прозрачной теплоизолирующей оболочкой.

18. Солнечный модуль с концентратором по п.11, или 12, или 13, или 14, или 15, или 16, или 17, отличающийся тем, что приемник излучения в виде металлической пластины с каналами для протекания охлаждающей жидкости или воздуха содержит закрепленные с двух сторон скоммутированные солнечные элементы с просветляющим покрытием.

19. Солнечный модуль с концентратором по п.11, или 12, или 13, или 14, или 15, или 16, отличающийся тем, что солнечный модуль имеет приемник из скоммутированных солнечных элементов с двухсторонней рабочей поверхностью, которые заключены в прозрачную оболочку и имеют наружные каналы для обдува воздухом.

20. Солнечный модуль с концентратором по п.11, или 12, или 13, или 14, или 15, или 16, или 17, или 18, или 19, отличающийся тем, что модуль содержит два или более приемника с металлической пластиной и каналами для охлаждающей жидкости или воздуха, по крайней мере один приемник имеет закрепленные на пластине с двух сторон скоммутированные солнечные элементы с просветляющим покрытием и по крайней мере один приемник с двух сторон пластины - просветляющее покрытие, каналы приемников соединены последовательно и параллельно таким образом, что по ходу потока охлаждающей жидкости или воздуха установлены сначала приемники с солнечными элементами, а затем приемники с просветляющим покрытием.

21. Солнечный модуль с концентратором, содержащий основной линейно-фокусирующий параболоцилиндрический зеркальный отражатель и приемник в виде полосы, установленный параллельно фокальной оси основного отражателя, отличающийся тем, что основной зеркальный отражатель выполнен в виде одной ветви параболоцилиндрического отражателя и снабжен вторым полуцилиндрическим зеркальным отражателем, края которого совпадают с фокальной осью и ветвью основного параболоцилиндрического зеркального отражателя, оптическая ось второго зеркального отражателя параллельна фокальной оси основного отражателя и расположена на середине расстояния между фокальной осью и ветвью основного зеркального отражателя, а ширина полосы приемника излучения равна радиусу второго зеркального отражателя.

22. Солнечный модуль с концентратором по п.21, отличающийся тем, что края полосы приемника излучения совпадают с фокальной осью основного зеркального отражателя и оптической осью второго зеркального отражателя.

23. Солнечный модуль с концентратором по п.21, отличающийся тем, что края полосы приемника излучения совпадают с оптической осью и ветвью второго зеркального отражателя.

24. Солнечный модуль с концентратором по п.21, или 22, или 23, отличающийся тем, что он установлен на балконе здания.

25. Солнечный модуль с концентратором по п.21, или 22, или 23, отличающийся тем, что он установлен в виде стены здания.

26. Солнечный модуль с концентратором по п.21, или 22, или 23, отличающийся тем, что он установлен под прозрачной крышей здания.

27. Солнечный модуль с концентратором по п.21, или 22, или 23, или 24, или 25, или 26, отличающийся тем, что фокальная плоскость концентратора наклонена к горизонтальной плоскости под углом 113,5^o- при горизонтальном расположении солнечного модуля и под углом 113,5^o-- при вертикальном расположении модуля, где - широта местности, - апертурный угол концентратора.

28. Солнечный модуль с концентратором по п.21, или 22, или 23, или 24, или 25, или 26, отличающийся тем, что фокальная плоскость концентратора наклонена к горизонтальной плоскости под углом 66,5^o-+ при горизонтальном расположении солнечного модуля и под углом 66,5^o- при вертикальном расположении модуля.

29. Солнечный модуль с концентратором по п.21, или 22, или 23, или 24, или 25, или 26, или 27, или 28, отличающийся тем, что солнечный модуль содержит приемник излучения в виде металлической пластины с просветляющим покрытием на двух сторонах пластины и каналами для протекания охлаждающей жидкости или воздуха, пластина окружена с двух сторон прозрачной теплоизолирующей оболочкой.

30. Солнечный модуль с концентратором по п.21, или 22, или 23, или 24, или 25, или 26, или 27, или 28, или 29, отличающийся тем, что приемник излучения в виде металлической пластины с каналами для протекания охлаждающей жидкости или воздуха содержит закрепленные с двух сторон скоммутированные солнечные элементы с просветляющим покрытием.

31. Солнечный модуль с концентратором по п.21, или 22, или 23, или 24, или 25, или 26, или 27, или 28, отличающийся тем, что солнечный модуль имеет приемник из скоммутированных солнечных элементов с двухсторонней рабочей поверхностью, которые заключены в прозрачную оболочку и имеют наружные каналы для обдува воздухом.

32. Солнечный модуль с концентратором по п.21, или 22, или 23, или 24, или 25, или 26, или 27, или 28, или 29, или 30, или 31, отличающийся тем, что модуль содержит два или более приемника с металлической пластиной и каналами для охлаждающей жидкости или воздуха, по крайней мере один приемник имеет закрепленные на пластине с двух сторон скоммутированные солнечные элементы с просветляющим покрытием и по крайней мере один приемник с двух сторон пластины - просветляющее покрытие, каналы приемников соединены последовательно и параллельно таким образом, что по ходу потока охлаждающей жидкости или воздуха установлены сначала приемники с солнечными элементами, а затем приемники с просветляющим покрытием.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гелиоэнергетике, в частности к солнечным энергетическим модулям с концентраторами для получения электрической энергии и теплоты.

Известен солнечный модуль с концентратором, в котором солнечное излучение собирается параболоцилиндрическим фоклином, выполненным из двух параболоцилиндров, и отражается на приемник излучения, установленный на нижнем основании фоклина (патент США N 3923381 от 2.12.75 г., кл. 350/293, 126/271, 350/294).

Недостатком известного модуля является низкая концентрация, связанная с его апертурным углом соотношением При = 25^o K_геом = 2,36. Другим недостатком является низкая эффективность использования солнечной энергии из-за неравномерного освещения приемника концентрированным излучением.

Известен солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором солнечной энергии, содержащий скоммутированные и установленные между двумя листами стекла двухсторонние солнечные элементы, в виде полос, перпендикулярных основанию модуля, с тыльной стороны которых симметрично относительно середины солнечных элементов установлено два полуцилиндрических концентратора, суммарная площадь аппаратуры которых в два раза больше площади солнечных элементов. При установке под углом к горизонту, равным широте местности, и полярной ориентации оси концентраторов юг - север. Фотоэлектрический модуль работает круглый год без слежения за солнцем с теоретическим коэффициентом концентрации K= 2. Фактический коэффициент концентрации с учетом косинусных потерь и потерь на отражение составляет 1,56 (I. Edmond, Solar Energy Materials. 1990. N 21, p.173-190).

Недостатком известного фотоэлектрического модуля является низкий коэффициент концентрации и высокая стоимость модуля, практически равная стоимости фотоэлектрического модуля без концентратора. Другим недостатком является невозможность использования модуля при другой, кроме полярной, системы ориентации на Солнце, например в фотоэлектрических фасадах зданий и при ориентации восток - запад.

Еще одним из недостатков известного устройства является невозможность использования его в фасадах зданий для получения теплоты и освещения зданий естественным солнечным излучением.

Задачей изобретения является увеличение коэффициента концентрации, повышение эффективности использования солнечной энергии и снижение стоимости получаемой электроэнергии и теплоты, а также создание эффективных гелиотехнических устройств, встроенных в фасады и крыши зданий для обеспечения их электроэнергией, теплом, горячей водой, энергией для приготовления пищи и естественным солнечным освещением.

В результате использования предлагаемого солнечного модуля с концентратором увеличивается коэффициент концентрации, появляется возможность использовать солнечный модуль для энергоснабжения и освещения зданий и создания энергетических установок.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в солнечном модуле, содержащем линейно-фокусирующий параболоцилиндрический зеркальный отражатель и приемник в виде полосы, установленный параллельно фокальной плоскости отражателя, зеркальный отражатель выполнен в виде одной ветви параболоцилиндрического отражателя, один край полосы приемника с двухсторонней рабочей поверхностью совпадает с фокальной осью зеркального отражателя, а второй противоположный край полосы приемника расположен на ветви параболоцилиндрического отражателя.

Для увеличения эффективности использования солнечной энергии отражатель состоит из двух разновеликих частей, разделенных плоскостью симметрии, проходящей через вершину и фокальную ось отражателя, причем большая часть отражателя выполнена в виде одной ветви параболоцилиндрического отражателя, а меньшая часть в виде кругового цилиндрического отражателя с осью, совпадающей с фокальной осью, один край полосы приемника излучения совпадает с краем кругового цилиндрического отражателя, а противоположный край полосы приемника совпадает с фокальной осью.

Для увеличения коэффициента концентрации основной зеркальный отражатель выполнен в виде одной ветви параболоцилиндрического отражателя и снабжен вторым полуцилиндрическим зеркальным отражателем, края которого совпадают с фокальной осью и ветвью основного параболоцилиндрического зеркального отражателя, оптическая ось второго зеркального отражателя параллельна фокальной плоскости основного отражателя и расположена на середине расстояния между фокальной осью и ветвью основного зеркального отражателя, а ширина полосы приемника излучения равна радиусу второго зеркального отражателя. Причем края полосы приемника излучения совпадают с фокальной осью основного зеркального отражателя и оптической осью второго зеркального отражателя, или края полосы приемника излучения совпадают с оптической осью и ветвью второго зеркального отражателя.

Солнечный модуль с концентратором установлен на балконе здания, или установлен в виде стены здания, или установлен под прозрачной крышей здания, а фокальная плоскость наклонена к горизонтальной плоскости под углом 113,5^o-, где - широта местности при горизонтальном расположении солнечного модуля и под углом 113,5^o-- при вертикальном расположении модуля.

В другом варианте исполнения фокальная плоскость параболоцилиндрического отражателя наклонена к горизонтальной плоскости под углом 66,5^o-+ при горизонтальном расположении солнечного модуля и под углом 66,5^o- при вертикальном расположении солнечного модуля.

Для получения горячей воды и отопления солнечный модуль с концентратором содержит приемник излучения в виде пластины металлического абсорбера с просветляющим покрытием на двух сторонах пластины, окруженной с двух сторон прозрачной теплоизолирующей оболочкой. Приемник имеет внутренние каналы для протекания охлаждающей жидкости или воздуха.

Для комбинированного производства электрической энергии и теплоты на металлической пластине закреплены с двух сторон скоммутированные солнечные элементы с просветляющим покрытием.

Для получения электрической энергии солнечный модуль имеет приемник из скоммутированных солнечных элементов с двухсторонней рабочей поверхностью, которые заключены в прозрачную оболочку и имеют каналы для обдува воздухом.

Для увеличения эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую энергию и тепло солнечный модуль содержит два или более приемника с металлическим абсорбером, у которых каналы для протекания охлаждающей жидкости соединены последовательно и параллельно таким образом, что поток охлаждающей жидкости направляют от приемника с солнечными элементами к приемнику с просветляющим покрытием.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1 - 9.

На фиг. 1 представлен общий вид солнечного модуля с концентратором, где зеркальный отражатель в виде одной ветви параболоцилиндрического концентратора, а края полосы приемника излучения совпадают с фокальной осью и вершиной параболоцилиндрического концентратора.

На фиг. 2 - солнечный модуль с концентратором, где зеркальный отражатель состоит из двух разновеликих частей, а края полосы приемника излучения совпадают с фокальной осью параболоцилиндрического концентратора и ветвью цилиндрического отражателя.

На фиг. 3 - солнечный модуль с концентратором, где основной зеркальный отражатель выполнен в виде одной ветви параболоцилиндрического отражателя и снабжен вторым полуцилиндрическим зеркальным отражателем, а полоса приемника излучения установлена в плоскости симметрии параболоцилиндрического концентратора между его фокальной осью и оптической осью второго полуцилиндрического отражателя.

На фиг. 4 - солнечный модуль с концентратором, где края полосы приемника излучения совпадают с оптической осью и ветвью второго зеркального отражателя.

На фиг. 5 - солнечный модуль с концентратором, где полоса приемника излучения установлена в горизонтальной плоскости между ветвью параболоцилиндрического отражателя и оптической осью второго зеркального отражателя.

На фиг. 6 - солнечный модуль с концентратором, где полоса приемника излучения установлена в вертикальной плоскости между фокальной осью полуцилиндрического отражателя и оптической осью второго зеркального отражателя.

На фиг. 7 - солнечный модуль с концентратором, установленный на балконе здания.

На фиг. 8 - солнечные модули с концентраторами, установленные вертикально в виде стены здания друг над другом, у каждого модуля полоса приемника излучения установлена в горизонтальной плоскости между фокальной осью параболоцилиндрического отражателя и оптической осью второго зеркального отражателя.

На фиг. 9 - солнечный модуль с концентратором, установленный под прозрачной крышей здания.

На фиг. 1 солнечный модуль с концентратором содержит основной фокусирующий параболоцилиндрический зеркальный отражатель 1 с апертурным углом , приемник с двухсторонней рабочей поверхностью 2, фокальную ось 3 и фокальную плоскость отражателя 4. Ширина солнечного модуля в горизонтальной плоскости равна D, состоит из проекции d₁ ширины приемника d на плоскость миделя 5 и ширины миделя D - d₁ между фокальной осью 3 и ветвью параболоцилиндрического концентратора 1. Фокальная плоскость 3 наклонена к горизонтальной плоскости под углом 113,5^o-, где - широта местности установки солнечного модуля.

На фиг. 2 - солнечный модуль с концентратором содержит фокусирующий параболоцилиндрический зеркальный отражатель 1 с фокальной осью 3, приемник с двухсторонней рабочей поверхностью 2, круговой цилиндрический отражатель 6 с радиусом d, равным ширине приемника 2. Для увеличения концентрации солнечного излучения часть параболоцилиндра, находящаяся между его фокальной плоскостью и приемником излучения заменена на круговой цилиндр радиуса d.

Геометрический коэффициент концентрации для солнечного модуля на фиг. 1 и 2

K_геом = D/d.

Если плоскость приемника параллельна плоскости миделя концентратора, то d₁ = d



Если плоскость приемника перпендикулярна плоскости миделя концентратора, то d₁ = 0



На фиг. 3 солнечный модуль с концентратором содержит фокусирующий параболоцилиндрический зеркальный отражатель 1 с фокальной осью 3, установленный в фокальной плоскости 4 приемник с двухсторонней рабочей поверхностью 2, второй полуцилиндрический зеркальный отражатель 7 с центром 0, радиус которого равен половине фокусного расстояния AF параболоцилиндрического отражателя. При введении второго полуцилиндрического зеркального концентратора на фиг. 3-9 площадь приемника уменьшается в два раза и возрастает коэффициент геометрической концентрации



Для = 30^o значения геометрической концентрации согласно формулам (1), (2), (3) составляют 5; 4 и 8 соответственно, т.е. введение второго зеркального концентратора увеличивает коэффициент концентрации в 1,6-2 раза.

Для угла = 48^o, соответствующего 12 месяцам стационарной работы солнечного модуля с концентратором, коэффициент геометрической концентрации составляет согласно формулам (1), (2) и (3) соответственно 3,23; 2,23; 4,46.

На фиг. 4 солнечный модуль с концентратором содержит фокусирующий параболоцилиндрический зеркальный отражатель 1 с фокальной осью 3, приемник с двухсторонней рабочей поверхностью 2, установленный в фокальной плоскости 4, второй полуцилиндрический зеркальный отражатель 7, причем края полосы приемника излучения 2 совпадают с оптической осью 8 и ветвью второго зеркального отражателя 7.

На фиг. 5 солнечный модуль с концентратором содержит фокусирующий параболоцилиндрический зеркальный отражатель 1 с фокальной осью 3, установленный горизонтально приемник с двухсторонней рабочей поверхностью 2, второй полуцилиндрический зеркальный отражатель 7, причем края полосы приемника излучения совпадают с фокальной осью 3 параболоцилиндрического отражателя 1 и с оптической осью 8 второго зеркального отражателя 7.

На фиг. 6 солнечный модуль с концентратором содержит фокусирующий параболоцилиндрический зеркальный отражатель 1 с фокальной осью 3, приемник с двухсторонней рабочей поверхностью 2, второй полуцилиндрический зеркальный отражатель 7.

На фиг. 7 солнечный модуль с концентратором содержит фокусирующий параболоцилиндрический зеркальный отражатель 1 с фокальной осью 3, приемник с двухсторонней рабочей поверхностью 2, второй полуцилиндрический зеркальный отражатель 7. Солнечный модуль с концентратором установлен на балконе 9 здания 10.

На фиг. 8 солнечные модули с параболоцилиндрическими концентраторами 1 установлены в вертикальной стене 11 здания 10. Каждый солнечный модуль с концентратором содержит фокусирующий параболоцилиндрический зеркальный отражатель 1 с фокальной осью 3, приемник с двухсторонней рабочей поверхностью 2, второй полуцилиндрический зеркальный отражатель 7. Фокальная плоскость 4 параболоцилиндрического концентратора 1 наклонена к горизонтальной плоскости под углом 113,5^o--, где - широта местности.

На фиг. 9 солнечные модули с концентраторами установлены под прозрачной крышей 12 здания 10. Каждый солнечный модуль с концентратором содержит фокусирующий параболоцилиндрический зеркальный отражатель 1 с фокальной осью 3, приемник с двухсторонней рабочей поверхностью 2 установлен в фокальной плоскости между фокальной осью 3 и оптической осью 8 полуцилиндрического зеркального отражателя 7.

Приемник 2 выполнен в виде пластины металлического абсорбера с просветляющим покрытием на двух сторонах, окруженного с двух сторон прозрачной теплоизолирующей оболочкой. Приемник имеет внутренние каналы для протекания воды или наружные каналы для обдува воздухом.

В другом варианте исполнения приемника 2 на металлической пластине абсорбера установлены с двух сторон вместо просветляющего покрытия скоммутированные солнечные элементы с просветляющим покрытием.

Еще в одном варианте конструкции в качестве приемника установлены скоммутированные солнечные элементы с двухсторонней рабочей поверхностью.

Солнечный модуль с концентратором работает следующим образом.

Параболоцилиндрический концентратор 1 с фокальной осью 3, ориентированной с запада на восток, концентрирует солнечное излучение в пределах апертурного угла на приемнике 2. Солнечное излучение 22 июня концентрируется на фокальной оси 3. По мере уменьшения склонения Солнца в пределах апертурного угла полоса концентрированного излучения перемещается от фокальной оси вдоль приемника 2. Цилиндрический отражатель 6 увеличивает концентрацию солнечного излучения при низком склонении Солнца, когда солнечное излучение падает на часть приемника 2, удаленную от фокальной оси 3. Приемник 2 преобразует солнечную энергию в тепловую и электрическую энергию.

Время работы солнечного модуля в стационарном состоянии определяется соотношением где T - количество месяцев, а - апертура в градусах.

Для солнечных модулей на фиг. 1 и 2 время стационарной работы T равно времени перемещения полосы концентрированного излучения вдоль приемника 2. С противоположной стороны приемник 2 освещается неконцентрированным солнечным излучением.

Для солнечных модулей с дополнительным цилиндрическим отражателем 7 полоса концентрированного солнечного излучения в течение времени T/2 попадает на одну поверхность приемника 2, а в течение времени T/2 переотражается с помощью дополнительного зеркального отражателя 7 на противоположную рабочую поверхность приемника 2. В результате площадь приемника 2 уменьшается в 2 раза и возрастает коэффициент концентрации. Эффективность использования солнечного излучения увеличивается за счет перераспределения концентрированного излучения на цилиндрическом отражателе 6 или 7 и более однородного и равномерного освещения приемника 2.

Примеры конкретного исполнения солнечного модуля с концентратором.

1. Солнечный фотоэлектрический модуль с параболоцилиндрическим концентратором 1 имеет размеры 0,8х2,0 м, апертуру 36^o, диаметр дополнительного цилиндрического зеркального отражателя 7 равен 200 мм, а ширина приемника излучения 2 равна 100 мм. В качестве полосы приемника 2 установлены вертикально (фиг. 6) 36 скоммутированных солнечных элементов размером 50х100 мм в стеклянной оболочке шириной 110 мм и общей длиной 1800 мм.

Солнечный модуль ориентирован на юг таким образом, что фокальная плоскость 4 наклонена к горизонтальной поверхности под углом 58^o. Время работы в стационарном состоянии для широты города Москвы = 55^o составляет 9 месяцев с 1 февраля по 1 ноября. Электрическая мощность электрического модуля равна 80 Вт, напряжение 12 В, коэффициент геометрической концентрации 5,8; оптический КПД - 0,8; фактический коэффициент концентрации - 4,64.

2. Солнечный тепловой модуль с параболоцилиндрическим концентратором 1 с апертурой = 24^oC имеет приемник 2 в виде абсорбера из пластины алюминия толщиной 2 мм, в центре которой сваркой присоединена трубка из латуни диаметром 12 мм. Абсорбер имеет с двух сторон просветляющее покрытие и защитное покрытие из закаленного стекла толщиной 3 мм. Ширина модуля равна 1,2 м, длина 2,5 м. При вертикальном расположении приемника 2 шириной 200 мм в соответствии с формулой (2) для фиг. 1 коэффициент геометрической концентрации равен 6,04.

При установке дополнительного цилиндрического отражателя 7 диаметром 200 мм согласно формуле (3) фиг. 3 коэффициент геометрической концентрации увеличивается в 2 раза до K_геом = 12,08, а ширина приемника 2 уменьшается до 100 мм. Время стационарной работы составляет шесть месяцев, а тепловая мощность модуля равна 2 кВт, температура воды на выходе из абсорбера 95^oC.

По сравнению с прототипом при использовании двухсторонних приемников 2 удается упростить конструкцию стационарного концентратора, используя одну ветвь параболы, уменьшить фокусное расстояние модуля, увеличить степень концентрации излучения и за счет снижения площади приемника снизить стоимость солнечного модуля.