СОЛНЕЧНО-ТЕПЛОВОЙ АККУМУЛЯТОР Российский патент 2011 года по МПК F24J2/42 F24J2/34 

Изобретение относится к радиоэлектронике, электрохимии, в частности к солнечным и тепловым источникам электропитания, и может быть использовано для выработки постоянного электрического тока и питания им различных электрических устройств.

Уровень техники

Известны солнечные источники электропитания на фотоэлементах (Электроника - НТ №6, 2000, Радиоконструктор №10, 2002, С-13-17.1). Недостатком указанных устройств является то, что они сложны в изготовлении, дороги и требуют больших площадей, и работают только при наличии солнечного света.

Известны тепловые источники электропитания (А.Ф.Иоффе. Полупроводниковые термоэлементы. РАН; Б.С.Поздняков, Е.А.Коптелов. Термоэлектрическая энергетика, Атомиздат,1974 г., Энциклопедический словарь, раздел «Электроника», Москва, 1991 г.), которые работают только при наличии тепла.

Прототипов, близких по своей сущности предлагаемому техническому решению, обнаружено не было.

Сущность изобретения

Сущность солнечно-теплового аккумулятора заключается в том, что он производит электроэнергию от источника тепла за счет перепада температур на термоэлектродах термопар и может работать без источника тепла за счет накопленного и сохраненного тепла.

Предлагаемое устройство может работать одновременно от солнца и любого другого источника тепла.

Раскрытие изобретения

Предлагаемое устройство работает следующим образом:

1) при появлении солнечного света, направленного на устройство, на контактах устройства появляется постоянное напряжение;

2) при исчезновении солнечного света на контактах устройства сохраняется постоянное напряжение в течение N (N>0) периода времени;

3) при появлении тепла, воздействующего на устройство, на контактах устройства появляется и нарастает постоянное напряжение;

4) при исчезновении тепла на контактах устройства сохраняется постоянное напряжение в течение N периода времени;

5) при появлении одновременно солнечного света, направленного на устройство, и тепла, воздействующего на устройство, на контактах устройства появляется постоянное напряжение.

При исчезновении солнечного света и тепла на контактах устройства сохраняется постоянное напряжение в течение N периода времени.

Указанный технический результат достигается тем, что в солнечно-тепловой аккумулятор, включающий N (N>0) параллельно или последовательно соединенных термопар, введены радиатор; корпус, содержащий две колбы разного размера, одна из которых расположена в другой, и вакуум в пространстве между указанными колбами; линзы, расположенные на этих колбах и фокусирующие солнечный свет на радиаторе, на котором расположен один из термоэлектродов каждой из всех задействованных термопар.

В солнечно-тепловой аккумулятор может быть введен охлаждающий сосуд с охлаждающим веществом, в котором находится термоэлектрод каждой из всех задействованных термопар, отличный от находящегося на радиаторе термоэлектрода каждой из всех задействованных термопар.

В солнечно-тепловой аккумулятор может быть введена теплопроводящая конструкция, при нагреве соприкасающаяся с радиатором и нагреваемая с внешней стороны корпуса солнечно-теплового аккумулятора.

Вакуум может создаваться внутри колбы меньшего размера.

Таким образом, солнечный свет фокусируется и нагревает радиатор, на котором расположен один из термоэлектродов каждой из всех задействованных термопар, а другой термоэлектрод каждой из всех задействованных термопар при этом охлаждается. Оба термоэлектрода каждой из всех задействованных термопар находятся в вакууме. Радиатор подсоединяется и отсоединяется от теплопроводника нагреваемого с внешней стороны устройства.

На чертеже изображено указанное устройство, состоящее из термопар 1, радиатора 2, колбы 3, колбы 4, линзы 5, теплопроводящей конструкции 6, пробки 7, насоса 8, контактов 9, охлаждающего сосуда 10.

Осуществление изобретения

Одна или несколько термопар крепится одним термоэлектродом к радиатору 2, а другим термоэлектродом - к охлаждающему сосуду 10 с любым охлаждающим веществом. Полученная конструкция помещается в колбу 3, на стенках которой находятся линзы 5, которая находится внутри другой колбы 4, на стенках которой находятся линзы 5. Между колбами 3 и 4 создается вакуум, что создает эффект термоса. Устройство плотно запечатывается пробкой 7. С помощью насоса 8 внутри устройства также создается вакуум. Солнечный свет, проходя через линзы в виде пучка, концентрируется на радиаторе 2 и нагревает его и находящийся на нем один из термоэлектродов термопар 1, а другой термоэлектрод термопар 1 охлаждается, потому что находится в охлаждающем сосуде 10, поэтому температурный перепад между термоэлектродами термопар 1 максимальный. На термопарах 1 и на контактах 9 появляется постоянное напряжение. Когда солнце исчезает, то высокая температура на радиаторе сохраняется долгое время, поскольку у него нет соприкосновения с окружающей средой. Поэтому напряжение на термопарах 1 и на контактах 9 сохраняется без солнечного света. Устройство может работать также от любого другого источника тепла с помощью теплопроводящей конструкции 6 следующим образом. Теплопроводящая конструкция 6 в исходном состоянии не соприкасается с радиатором 2. При нагреве теплопроводящей конструкции 6, нагреваемой с внешней стороны устройства, теплопроводящая конструкция 6 увеличивается и соприкасается с радиатором 2. Тепло с внутренней стороны устройства подводится к радиатору 2 и нагревает его и один из термоэлектродов термопар 1. На термопарах 1 и на контактах 9 появляется постоянное напряжение. Когда нагрев теплопроводящей конструкции 6 с внешней стороны прекращается, то указанная конструкция уменьшается и перестает соприкасаться с радиатором 2, но высокая температура на радиаторе 2 сохраняется долгое время, потому что у него нет соприкосновения с окружающей средой. Так как у радиатора 2 и у охлаждающего сосуда 10 нет соприкосновения с окружающей средой, то окружающая среда не влияет на него и на охлаждающий сосуд 10, поэтому напряжение на контактах 9 сохраняется, поэтому также перепад температур и мощность напряжения на контактах 9 намного выше, чем при обычных условиях эксплуатации. Предлагаемое устройство может работать одновременно от солнечного света и/или другого источника тепла.

Изобретение относится к радиоэлектронике, электрохимии, в частности к солнечным и тепловым источникам электропитания, и может быть использовано для выработки постоянного электрического тока и питания им различных электрических устройств. В солнечно-тепловой аккумулятор, включающий N (N>0) параллельно или последовательно соединенных термопар, введены радиатор, корпус, содержащий две колбы разного размера, одна из которых расположена в другой, и вакуум в пространстве между указанными колбами, линзы, расположенные на этих колбах и фокусирующие солнечный свет на радиаторе, на котором расположен один из термоэлектродов каждой из всех задействованных термопар. Аккумулятор может работать одновременно от солнечного света, направленного на него, и тепла, воздействующего на него. Аккумулятор отличается низкой себестоимостью, экологичен и безопасен при работе. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Солнечно-тепловой аккумулятор, включающий N (N>0) параллельно или последовательно соединенных термопар, отличающийся тем, что в солнечно-тепловой аккумулятор введены радиатор, корпус, содержащий две колбы разного размера, одна из которых расположена в другой, и вакуум в пространстве между указанными колбами, линзы, расположенные на этих колбах и фокусирующие солнечный свет на радиаторе, на котором расположен один из термоэлектродов каждой из всех задействованных термопар.

2. Солнечно-тепловой аккумулятор по п.1, отличающийся тем, что в солнечно-тепловой аккумулятор введен охлаждающий сосуд с охлаждающим веществом, в котором находится термоэлектрод каждой из всех задействованных термопар, отличный от находящегося на радиаторе термоэлектрода каждой из всех задействованных термопар.

3. Солнечно-тепловой аккумулятор по п.1 или 2, отличающийся тем, что в солнечно-тепловой аккумулятор введена теплопроводящая конструкция, при нагреве соприкасающаяся с радиатором и нагреваемая с внешней стороны корпуса солнечно-теплового аккумулятора.

4. Солнечно-тепловой аккумулятор по п.1, отличающийся тем, что вакуум создается внутри колбы меньшего размера.