солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором

Формула изобретения

Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором, содержащий зеркальный отражатель, приемник в фокальной области с охлаждающим устройством и систему слежения за положением солнца, отличающийся тем, что на оси концентратора размещено цилиндрическое полое охлаждающее устройство, соединенное у основания с радиатором, а фотоэлементы датчика слежения закреплены у основания цилиндрического полого охлаждающего устройства на радиаторе и разделены между собой двумя перегородками, причем приемник закреплен на призматических законцовках в вершине охлаждающего устройства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гелиоэнергетике, в частности к солнечным энергетическим модулям с концентраторами, для получения электрической энергии. Необходимость точного наведения и слежения установки за положением солнца усложняет конструкцию и эксплуатацию модуля.

Известен солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором "Солнечная водоподъемная установка с фотопреобразователями" (Гелиотехника, 1967, №2. С.52-55). Система слежения состоит из электроприводов азимутального и зенитального движения модуля и датчика слежения за солнцем. Недостаток известного модуля заключается в том, что необходимо строго поддерживать оптическую ось концентратора параллельно оптической оси датчика слежения, т.е. необходима юстировка, иначе точность слежения нарушится.

Наиболее близким по техническим параметрам к предлагаемому изобретению является солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором, содержащий зеркальный отражатель, приемник в фокальной области с охлаждающим устройством и систему слежения за положением солнца, созданный в ФТИ им. А.И.Иоффе АН СССР ("Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения" / Отв. редактор академик Ж.И.Алферов. Ленинград: Наука, 1989. С.301). Система слежения состоит из датчика слежения за солнцем и электроприводов азимутального и зенитального движения модуля.

Существенным недостатком известного солнечного модуля является сложность конструкции системы слежения за положением солнца и трудность эксплуатации, так как постоянно приходится проводить юстировку, чтобы оптическая ось концентратора была всегда параллельна оптической оси датчика слежения, отчего и зависит точность слежения.

Задачей изобретения является упрощение системы слежения, повышение ее точности слежения за солнцем.

В результате использования предлагаемого изобретения происходит полный отказ от операции юстировки и тем самым облегчение эксплуатации солнечного модуля. Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором становится компактным, высокоточным и удобным в эксплуатации.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом фотоэлектрическом модуле с концентратором, содержащем зеркальный отражатель, приемник в фокальной области с охлаждающим устройством и систему слежения за положением солнца, на оси концентратора размещено цилиндрическое полое охлаждающее устройство, соединенное у основания с радиатором, фотоэлементы датчика слежения закреплены у основания цилиндрического полого охлаждающего устройства на радиаторе и разделены между собой двумя перегородками, а приемник закреплен на призматических законцовках в вершине охлаждающего устройства.

Полое цилиндрическое охлаждающее устройство расположено внутри концентратора соосно его оптической оси и закреплено на радиаторе. Фотоэлементы датчика слежения закреплены у основания охлаждающего устройства на радиаторе. В верхней части охлаждающее устройство имеет расширяющиеся призматические законцовки, на которых закреплены фотоэлементы приемника для преобразования концентрированного солнечного излучения в электричество. Фотоэлементы датчика слежения разделены между собой двумя перегородками внутри полой части охлаждающего устройства. Вследствие совпадения оптической оси концентратора с оптической осью датчика слежения точность слежения становится максимально возможной, полностью отпадает необходимость юстировки модуля. И что самое главное - солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором становится компактным и удобным в эксплуатации.

Сущность изобретения поясняется фиг.1, 2. На фиг.1, 2 солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором содержит фокусирующий отражатель 1 с зеркальным покрытием, имеющий апертурный угол раскрытия 90°, фотоприемник с фотопреобразователями 2, закрепленный в вершине полого цилиндрического охлаждающего устройства 3, в виде призматических законцовок 6. Фотоэлементы датчика слежения 4 закреплены у основания охлаждающего устройства на радиаторе 5, фотоэлементы датчика слежения разделены между собой двумя перегородками 7 внутри полого цилиндрического охлаждающего устройства.

Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором работает следующим образом. Концентратор 1 собирает солнечные лучи в своей фокальной области, где расположены фотоэлементы 2 на призматических законцовках 6 теплопроводящего охлаждающего устройства 3. Концентратор 1 с тыльной стороны имеет радиатор 5 для сброса тепла в окружающее пространство. Основание полого цилиндрического охлаждающего устройства 3 закреплено на радиаторе 5. Четыре фотоэлемента датчика слежения 4 прикреплены и лежат на радиаторе 5 и разделены между собой двумя перегородками 7, опирающимися у основания на радиаторе 5 и лежащими внутри полого цилиндрического охлаждающего устройства 3. При смещении солнечного диска в азимутальном и зенитальном направлениях фотоэлементы 4 датчика слежения вырабатывают сигналы рассогласования, управляющие электроприводами азимутального и зенитального слежения за положением солнца.