гелиоустановка
Классы МПК: | F24J2/14 полуцилиндрическими или цилиндро-параболическими F24J2/52 установка креплений или опор |
Автор(ы): | Карнаухов А.В. |
Патентообладатель(и): | Карнаухов Алексей Валерьевич, Гольдштейн Яков Абраммерович |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-06-23 публикация патента:
10.01.2003 |
Изобретение относится к гелиотехники и может быть использовано в устройствах, концентрирующих солнечное излучение. Гелиоустановка содержит концентратор излучения, снабженный приводом, систему слежения за Солнцем с блоком управления и неподвижно закрепленный приемник излучения, при этом привод выполнен с возможностью обеспечения прямолинейного возвратно-поступательного перемещения концентратора, а концентратор выполнен зеркальным с цилиндрической поверхностью, текущее значение радиуса направляющей которой имеет отклонение от среднего значения, соответствующего радиусу окружности направляющей кругового цилиндра, не более чем на 10%, а приемник излучения - фотоэлектрический преобразователь размещен в фокальной плоскости. Предпочтительно выполнение гелиоустановки с несколькими концентраторами излучения, в фокальной плоскости каждого из которых неподвижно размещен фотоэлектрический преобразователь, при этом концентраторы имеют общий привод, обеспечивающий их плоско-параллельное перемещение. Использование изобретения должно обеспечить упрощение выполнения привода концентраторов системы слежения за Солнцем и эффективное использование солнечной энергии. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
1. Гелиоустановка, содержащая концентратор излучения, снабженный приводом, систему слежения за Солнцем с блоком управления и неподвижно закрепленный приемник излучения, отличающаяся тем, что привод выполнен с возможностью обеспечения прямолинейного возвратно-поступательного перемещения концентратора, при этом концентратор выполнен зеркальным с цилиндрической поверхностью, текущее значение радиуса направляющей которой имеет отклонение от среднего значения, соответствующего радиусу окружности направляющей кругового цилиндра, не более чем на 10%, а приемник излучения - фотоэлектрический преобразователь размещен в фокальной плоскости. 2. Гелиоустановка по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена с несколькими концентраторами излучения, в фокальной плоскости каждого из которых неподвижно размещен фотоэлектрический преобразователь, при этом концентраторы имеют общий привод, обеспечивающий их плоско-параллельное перемещение.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано в устройствах, концентрирующих солнечное излучение. Из уровня техники известны гелиоустановки, содержащие зеркальный концентратор солнечной энергии, в фокусе которого расположен приемник излучения, выполненный в виде теплообменника (SU 1190154 А1, F 24 J 1/00, 1985), фотоэлектрического или термоэмиссионного преобразователя (SU 1274032 F1, H 01 L 31/00, 1987; SU 1825071 А1, F 24 J 2/00, 1996). Основным недостатком такого решения, даже при выполнении концентратора поворотным для ориентации на Солнце, является малая эффективность использования солнечной энергии. Наиболее близкой к изобретению является гелиоустановка, содержащая несколько концентраторов, снабженных приводами, систему слежения за Солнцем с блоком управления приводами, обеспечивающую возможность автоматической ориентации, и неподвижно закрепленный приемник излучения (SU 1141275 А 1, F 24 J 2/00, 1985). Однако система слежения за Солнцем достаточно сложна и дорога, что делает экономически нерациональным применение подобной гелиоустановки в народном хозяйстве. Изобретение направлено на создание гелиоустановки с конструктивно простым выполнением привода концентраторов и системой слежения за Солнцем, обеспечивающей эффективное использование солнечной энергии. Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в гелиоустановке, содержащей концентратор излучения, снабженный приводом, систему слежения за Солнцем с блоком управления и неподвижно закрепленный приемник излучения, согласно изобретению привод выполнен с возможностью обеспечения прямолинейного, возвратно-поступательного перемещения концентратора, при этом концентратор выполнен зеркальным с цилиндрической поверхностью, текущее значение радиуса направляющей которой имеет отклонение от среднего значения, соответствующего радиусу окружности направляющей кругового цилиндра, не более чем на 10%, а приемник излучения - фотоэлектрический преобразователь размещен в фокальной плоскости. Предпочтительно выполнение гелиоустановки с несколькими концентраторами излучения, в фокальной плоскости каждого из которых неподвижно размещен фотоэлектрический преобразователь, при этом концентраторы имеют общий привод, обеспечивающий их плоско-параллельное перемещение. Плоско-параллельное, прямолинейное перемещение концентраторов обусловливает простоту конструкции привода системы слежения за Солнцем и надежность управления гелиоустановкой для равномерного и эффективного направления солнечных лучей, отраженных цилиндрической поверхностью концентраторов на неподвижные приемники излучения - фотоэлектрические преобразователи, что при выбранном соотношении геометрических параметров повышает рентабельность прямого преобразования солнечной энергии в электрическую. На фиг. 1 схематично представлен общий вид гелиоустановки; на фиг.2 - концентратор. Гелиоустановка содержит зеркальные цилиндрические концентраторы 1 излучения, снабженные общим приводом 2, обеспечивающим возможность прямолинейного, возвратно-поступательного (плоско-параллельного) перемещения концентраторов 1, систему слежения за Солнцем с блоком управления (не показано) приводом 2 и неподвижно закрепленные приемники излучения, выполненные в виде фотоэлектрических преобразователей 3, установленных в фокальной плоскости. При этом гелиоустановка характеризуется следующим соотношением геометрических характеристик:где среднее значение радиуса направляющей, соответствующее радиусу окружности - направляющей кругового цилиндра;
Ri - текущее значение радиуса направляющей цилиндрической поверхности концентратора;
L - расстояние от плоскости размещения фотоэлектрического преобразователя до цилиндрической поверхности концентратора. Гелиоустановка работает следующим образом. Солнечные лучи, отраженные зеркальными концентраторами 1, попадают на фотоэлектрические преобразователи 3, в которых происходит прямое преобразование световой энергии солнечного излучения в электрическую. В процессе ориентации на Солнце система слежения, управляя приводом 2, реализует такое одномерное (прямолинейное, плоско-параллельное) перемещение зеркальных концентраторов 1 (показано пунктиром), при котором отраженные солнечные лучи за счет выбранного сочетания формы концентраторов 1 и места расположения приемников излучения постоянно направляются и равномерно распределяются по рабочей поверхности фотоэлектрических преобразователей 3, что при конструктивной простоте привода 2 и системы слежения и обеспечивает эффективность использования гелиоустановки для непосредственного преобразования солнечной энергии в электрическую даже при выполнении поверхности концентраторов 1 с заданным отклонением от кругового цилиндра.
Класс F24J2/14 полуцилиндрическими или цилиндро-параболическими
Класс F24J2/52 установка креплений или опор
концентратор солнечного излучения (варианты) - патент 2482523 (20.05.2013) | |
аппарат, использующий солнечную энергию для подогрева и выработки электроэнергии - патент 2476782 (27.02.2013) | |
концентратор солнечной энергии - патент 2473849 (27.01.2013) | |
солнечная печь - патент 2412404 (20.02.2011) | |
дирижабль с солнечными батареями - патент 2404903 (27.11.2010) | |
солнечное фотоэлектрическое устройство - патент 2367852 (20.09.2009) | |
солнечная батарея - патент 2358208 (10.06.2009) | |
панель солнечной батареи конструкции буркова л.н. - патент 2280217 (20.07.2006) | |
гелиоэнергетическая установка - патент 2190811 (10.10.2002) | |
солнечная энергетическая установка - патент 2190810 (10.10.2002) |