СОЛНЕЧНАЯ КОМБИНИРОВАННАЯ КОНЦЕНТРИРУЮЩАЯ ЭНЕРГОУСТАНОВКА Российский патент 2012 года по МПК H02N6/00 F24J2/12 F24J2/18 

Изобретение относится к гелиоэнергетике, в частности к высокоэффективным концентрирующим солнечным энергоустановкам.

При этом стоимость вырабатываемой энергии может быть снижена пропорционально кратности концентрирования солнечного излучения.

На пути практической реализации различных методов преобразования сильно концентрированного солнечного излучения возникает проблема разработки и создания комбинированных солнечных энергоустановок, вырабатывающих одновременно различные виды энергии, как, например, тепловую и электрическую энергию.

Необходимость в этом особенно актуальна при использовании в солнечной энергетике дефицитных и очень дорогих полупроводниковых материалов.

Известна солнечная концентрирующая энергоустановка (Ж.И.Алферов. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. Ленинград. Наука. 1989. С.301).

Недостаток известной энергоустановки в ограниченности вида преобразования концентрированного солнечного излучения только в электрическую энергию.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является проект солнечной концентрирующей энергетической установки Кассегрена (ДСК), разработанной фирмой TRW (США) согласно конструктивной схеме ДСК и расчетной схеме ДСК (ред. Ж.И.Алферов. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. Ленинград. Наука. 1989. С.299, с.281, с.233).

Известная концентрирующая двухзеркальная система Кассергена (ДСК) содержит первичный и вторичный зеркальные концентраторы, датчик слежения, приемник, расположенный в вершине первичного концентратора перпендикулярно его оптической оси с охлаждающим устройством.

Существенным недостатком известной солнечной концентрирующей энергоустановки с ДСК является ограниченность вида преобразования солнечного излучения только в электрическую энергию.

Задачей изобретения является расширение возможностей видов высокоэффективного преобразования солнечного излучения концентрирующей энергоустановкой как в виде энергии электрического тока, так и в виде тепловой энергии для нагрева воды.

В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность создания высокоэффективной концентрирующей комбинированной солнечной энергоустановки, преобразовывающей одновременно солнечную энергию в тепловую энергию для нагрева воды и в электрическую энергию для потребителя.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой солнечной комбинированной концентрирующей энергоустановке, содержащей первичный и вторичный концентраторы, датчик слежения, приемник, расположенный в вершине первичного концентратора перпендикулярно его оптической оси с охлаждающим устройством, в центральной части первичного конического концентратора со сквозным отверстием соосно его оптической оси размещен датчик слежения, расположенный внутри вторичного полупараболоидного концентратора, который выполнен стеклянным, а на внутреннюю часть его нанесено селективное покрытие, причем вторичный полупараболоидный стеклянный концентратор развернут на 360° вокруг оптической оси первичного конического концентратора, при этом на внешней стороне вторичного полупараболоидного стеклянного концентратора размещены термоэлементы, а фотоэлементы размещены на поверхности полого трубчатого теплоносителя в форме круга с входным и выходным отверстиями, причем основания первичного конического концентратора, датчика слежения, вторичного полупараболоидного стеклянного концентратора и полый трубчатый теплоноситель в форме круга закреплены на изоляторной соединительной плоской круговой шайбе.

При вращении полупараболической линии вокруг оптической оси конического концентратора на 360° получаем поверхность в виде вышеупомянутого вторичного полупараболоидного стеклянного концентратора с селективным покрытием, развернутого на 360° вокруг оптической оси конического концентратора, с возможностью выпуска ИК солнечных лучей наружу.

Сущность изобретения поясняется фиг.1 и 2.

На фиг.1 представлена общая схема предлагаемой солнечной комбинированной концентрирующей энергоустановки (вид спереди).

На фиг.2 представлена схема солнечной комбинированной концентрирующей энергоустановки (вид сверху).

Солнечная комбинированная концентрирующая энергоустановка содержит первичный конический концентратор 1, изоляторную соединительную плоскую круговую шайбу 2, центральное сквозное отверстие 3 первичного конического концентратора 1, датчик слежения 4, полый трубчатый теплоноситель в форме круга 7, фотоэлементы 8 на внешней поверхности полого трубчатого теплоносителя в форме круга 7, вторичный стеклянный полупараболоидный, развернутый на 360° концентратор 9 с нанесенным на его внутреннюю поверхность селективным покрытием 13, термоэлементы 10 на внешней стороне вторичного полупараболоидного, развернутого на 360° концентратора 9, входное отверстие 11 полого трубчатого теплоносителя в форме круга 7, выходное отверстие 12 полого трубчатого теплоносителя в форме круга 7.

Солнечная комбинированная концентрирующая энергоустановка работает следующим образом.

Первичный конический концентратор 1 собирает солнечные лучи благодаря точному наведению датчика слежения 4 на внутреннюю поверхность вторичного стеклянного полупараболоидного, развернутого на 360° концентратора 9. На внутреннюю поверхность концентратора 9 нанесено селективное покрытие 13, выпускающее часть ПК солнечных лучей наружу, а отраженные солнечные лучи от внутренней поверхности стеклянного концентратора 9 концентрируются в пространстве на внешней поверхности полого трубчатого теплоносителя в форме круга 7 с фотоэлементами 8 с меньшим его нагревом. При этом вода, протекающая через полый трубчатый теплоноситель в форме круга 7, успевает меньше нагреться, отбирая тепло и охлаждая фотоэлементы 8. На внешней стороне нагретого сконцентрированным световым потоком вторичного стеклянного полупараболоидного, развернутого на 360° концентратора закреплены термоэлементы для получения дополнительной электрической энергии.

Изобретение относится к гелиоэнергетике, к высокоэффективным концентрирующим солнечным энергоустановкам. Технический результат состоит в обеспечении одновременного преобразования солнечного излучения, как в электрическую энергию для потребителей, так и в тепловую энергию для нагрева воды. Солнечная комбинированная концентрирующая энергоустановка содержит первичный и вторичный концентраторы, датчик слежения, приемник, расположенный в вершине первичного концентратора перпендикулярно его оптической оси с охлаждающим устройством. В центральной части первичного конического концентратора со сквозным отверстием соосно его оптической оси размещен датчик слежения, расположенный внутри вторичного полупараболоидного концентратора, который выполнен стеклянным. На его внутреннюю часть нанесено селективное покрытие. Вторичный концентратор развернут на 360° вокруг оптической оси первичного конического концентратора. На внешней стороне вторичного концентратора размещены термоэлементы, а фотоэлементы размещены на поверхности полого трубчатого теплоносителя в форме круга с входным и выходным отверстиями. Основания первичного конического концентратора, датчика слежения, вторичного концентратора и полый трубчатый теплоноситель в форме круга закреплены на изоляторной соединительной плоской круговой шайбе. 2 ил.

Солнечная комбинированная концентрирующая энергоустановка, содержащая первичный и вторичный концентраторы, датчик слежения, приемник, расположенный в вершине первичного концентратора перпендикулярно его оптической оси с охлаждающим устройством, отличающаяся тем, что в центральной части первичного конического концентратора со сквозным отверстием соосно с его оптической осью размещен датчик слежения, расположенный внутри вторичного полупараболоидного концентратора, который выполнен стеклянным, а на внутреннюю часть его нанесено селективное покрытие, причем вторичный полупараболоидный стеклянный концентратор развернут на 360° вокруг оптической оси первичного конического концентратора, при этом на внешней стороне вторичного полупараболоидного стеклянного концентратора, размещены термоэлементы, а фотоэлементы размещены на поверхности полого трубчатого теплоносителя в форме круга с входным и выходным отверстиями, причем основания первичного конического концентратора, датчика слежения, вторичного полупараболоидного стеклянного концентратора и полый трубчатый теплоноситель в форме крута закреплены на изоляторной соединительной плоской круговой шайбе.