Солнечная электростанция Российский патент 2022 года по МПК F03G6/06 F24S90/00 

Описание патента на изобретение RU2772512C1

Изобретение относится к гелиосистемам генерации электроэнергии, предназначено для преобразования солнечной энергии в электроэнергию и может быть использовано в системах электроснабжения.

Известна солнечная электростанция описанная в патенте РФ «солнечная электростанция (варианты)» №2034204, опубл. 30.04. 1995, F24J 2/10 (1995.01), F24J 2/18 (1995.01). Солнечная электростанция, содержащая неподвижный зеркальный сферический концентратор, наклоненный под углом, равным широте места, и контур выработки электроэнергии, имеющий основной и дополнительный теплообменники и турбину с электрогенератором, причем теплообменники установлены в районе квазифокуса концентратора на ферме, вращающейся вокруг центра кривизны концентратора. Контур выработки энергии выполнен воздушным и открытого типа, турбина с электрогенератором установлены в центре сферы или наверху опорной башни, или на поверхности земли у основания башни, при этом турбина соединена с теплообменником гибким или шарнирным трубопроводом, а электрогенератор соединен с турбиной карданным валом.

Недостатки:

- производство электроэнергии возможно только при наличии солнечного излучения, то есть в световой день;

- требуется использование дополнительных устройств -аккумуляторов;

- неподвижный зеркальный сферический концентратор (нельзя направлять по движению Солнца);

- техническая сложность производства.

Прототипом изобретения выбирается солнечная электростанция, описанная в патенте РФ «солнечная электростанция (варианты)» №2431086, опубл. 10.10.2011, МПК F24J 2/42 (2006.01). Солнечная электростанция содержащая параболоидные концентраторы (у нас солнечные концентраторы), двухосную систему слежения и фотоприемник в фокальной области каждого концентратора на основе скоммутированных солнечных элементов с р-n переходами, плоскости которых перпендикулярны оптической оси и параллельны плоскости миделя концентратора, теплообменник, для перекачки кремнийорганической жидкости в теплообменник установлен насос (у нас масляный насос), фотоприемник выполнен в виде плоского модуля из скоммутированных последовательно миниатюрных солнечных элементов, каждый из которых имеет форму кругового сектора с углом при вершине 3-30°, установленных осесимметрично в фокальной области с вершиной у оптической оси концентратора, фотоприемник установлен в прозрачной для солнечного излучения оболочке и снабжен устройством для отвода теплоты. В другом варианте в солнечной электростанции, содержащей концентраторы, двухосную систему слежения и фотоприемники в фокальной области каждого концентратора на основе скоммутированных солнечных элементов с р-n переходами, каждый фотоприемник выполнен в виде секций твердотельной матрицы из последовательно скоммутированных миниатюрных солнечных элементов с диодными структурами и двухсторонней рабочей поверхностью, плоскости р-n переходов диодных структур параллельны двум из четырех боковых граней и перпендикулярны рабочей поверхности фотоприемника, плоскости миделя и фокальной плоскости концентратора, а оптическая ось концентратора и поток солнечного излучения параллельны плоскости р-n переходов фотоприемника, фотоприемник установлен в прозрачной для солнечного излучения оболочке и снабжен устройством для отвода теплоты.

Недостатками данной солнечной электростанции являются:

- невозможно полезно использовать профицитную (избыточную) дневную электроэнергию, производимую от солнечных концентраторов;

- низкий КПД солнечной электростанции из-за потерь избыточной электроэнергии;

- низкая эффективность работы солнечной электростанции при высоких показателях инсоляции на землю (больше 1300 Вт/м2).

Технический результат заключается в максимальном использовании суточной солнечной инсоляции.

Технический результат изобретения достигается за счет того, что солнечная электростанция, включающая солнечные концентраторы соединенные через масляный насос с теплообменником, к теплообменнику через трубопровод подключена паровая турбина, соединенная с конденсатором, конденсатор соединен с теплообменником через водяной насос, паровая турбина соединена с электрогенератором соединенный с электролизером, последовательно соединенный с баком-накопителем водорода, водородным насосом и камерой сгорания, камера сгорания соединена через трехходовой клапан с паровой турбиной и теплообменником, причем солнечные концентраторы выполнены в параболоцилиндрической форме.

На фиг. 1 представлена схема солнечной электростанции состоящей из последовательно соединенных трубопроводом солнечных концентраторов 1, которые подключены к теплообменнику 2, масляный насос 3 соединен с теплообменником 2 и солнечными концентраторами 1, к теплообменнику 2 через трубопровод подключена паровая турбина 4, которая соединена с конденсатором 5 и электрогенератором 7, циркуляцию теплоносителя (воды) между паровой турбиной 4 и конденсатором 5 осуществляет водяной насос 6. Электрогенератор 7 соединен с электролизером 8 и подсоединен к потребителю электроэнергии (на рис. не обозначено). Электролизер 8 соединен с баком-накопителем водорода 9, бак-накопитель водорода 9 соединен с камерой сгорания 11 через водородный насос 10, камера сгорания 11 соединена через трехходовой клапан 12 с паровой турбиной 4 и с теплообменником 2.

Солнечная электростанция работает следующим образом, солнечная энергия через солнечные концентраторы 1 нагревает масло в коллекторе, затем горячее масло по трубопроводу попадает в теплообменник 2, где испаряет теплоноситель (воду) и пар теплоносителя попадает в турбину 4 вращая ее ротор; циркуляцию масла в трубопроводе между теплообменником 2 и солнечными концентраторами 1 обеспечивает масляный насос 3, вращающий момент турбины 4 передается электрогенератору 7, отработанный пар после турбины 4 поступает в конденсатор 5 и сконденсированный теплоноситель (вода) перекачивается через водяной насос 6 в теплообменник 2, сгенерированная электроэнергия после электрогенератора 7 направляется в электролизер 8, производящий водород при избытке солнечной энергии, и в сеть потребления электроэнергии; образовавшийся в электролизере 8 водород далее направляется в бак-накопитель водорода 9; электролизер 8 вырабатывает водород в то время, когда днем появляется избыток электроэнергии, производимый от солнечных концентраторов, т.е. когда электроэнергией обеспечивается потребитель и появляется возможность дополнительного включения электролизера для производства водорода из конденсата паровой турбины, отбираемого после конденсатора 5. В вечернее и ночное время, когда солнечные концентраторы 1 не работают, включается схема использования водорода, который из бака-накопителя 9 водородным насосом 10 подается в камеру сгорания 11, куда также, подается кислород; пар, образовавшийся после камеры сгорания через трехходовой клапан 12 направляется в паровую турбину, которая, таким образом, продолжает производить электроэнергию в вечернее и ночное время.

Похожие патенты RU2772512C1

название год авторы номер документа
СОЛНЕЧНАЯ КОМБИНИРОВАННАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ 1995
  • Волков Э.П.
  • Поливода А.И.
  • Поливода Ф.А.
RU2111422C1
Солнечная комбинированная электрическая станция 1990
  • Волков Эдуард Петрович
  • Кабаков Владимир Исаакович
  • Колтун Марк Михайлович
  • Кохова Ирина Ивановна
  • Рзаев Адольф Ибрагимович
  • Циклаури Георгий Викторович
SU1726922A1
ОПТИМИЗИРОВАННАЯ КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ГИБРИДНОГО ГЕНЕРИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ОСНОВЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ И ЭНЕРГИИ БИОМАССЫ 2015
  • Чэнь Илун
  • Чжан Яньфэн
  • Лю Вэньянь
RU2643910C1
ВОДОРОДНЫЙ КОМПЛЕКС НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОЛИЗА ВОДЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ КОМБИНИРОВАНИЯ С АТОМНОЙ СТАНЦИЕЙ 2023
  • Байрамов Артём Николаевич
  • Макаров Даниил Алексеевич
RU2821330C1
СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 2001
RU2227877C2
СИСТЕМА ПРОИЗВОДСТВА ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОГО ТОПЛИВА НА ТЭЦ С ПАРОВЫМ КОТЛОМ 2021
  • Белоусов Юрий Васильевич
RU2774553C1
ЭЛЕКТРОГЕНЕРИРУЮЩИЙ КОМПЛЕКС С КОМБИНИРОВАННЫМ ТОПЛИВОМ 2008
  • Фаворский Олег Николаевич
  • Леонтьев Александр Иванович
  • Пялов Владимир Николаевич
  • Федоров Владимир Алексеевич
  • Мильман Олег Ошеревич
  • Замуков Владимир Вартанович
  • Бельченков Сергей Владимирович
RU2376481C2
Способ повышения маневренности атомной электростанции 2022
  • Киндра Владимир Олегович
  • Комаров Иван Игоревич
  • Рогалев Николай Дмитриевич
  • Рогалев Андрей Николаевич
  • Колисенко Егор Борисович
RU2786709C1
ПАРОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА АЭС С СИСТЕМОЙ БЕЗОПАСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДОРОДА 2021
  • Байрамов Артём Николаевич
RU2769511C1
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ С КОМБИНИРОВАННЫМ ПАРОСИЛОВЫМ ЦИКЛОМ 1996
  • Волков Э.П.
  • Поливода А.И.
  • Коробской Б.С.
  • Поливода Ф.А.
  • Салехов Л.Т.
RU2122642C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 772 512 C1

Реферат патента 2022 года Солнечная электростанция

Изобретение относится к гелиосистемам генерации электроэнергии, предназначено для преобразования солнечной энергии в электроэнергию и может быть использовано в системах электроснабжения. Солнечная электростанция включает солнечные концентраторы, соединенные через масляный насос с теплообменником, к теплообменнику через трубопровод подключена паровая турбина, соединенная с конденсатором, конденсатор соединен с теплообменником через водяной насос, паровая турбина соединена с электрогенератором, подключенным к электролизеру, который последовательно соединен с баком-накопителем водорода, водородным насосом и камерой сгорания, камера сгорания соединена через трехходовой клапан с паровой турбиной и теплообменником, причем солнечные концентраторы выполнены параболоцилиндрической формы. Технический результат заключается в максимальном использовании суточной солнечной инсоляции. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 772 512 C1

Солнечная электростанция, включающая солнечные концентраторы, соединенные через масляный насос с теплообменником, отличающаяся тем, что к теплообменнику через трубопровод подключена паровая турбина, соединенная с конденсатором, конденсатор соединен с теплообменником через водяной насос, паровая турбина соединена с электрогенератором, соединенным с электролизером, последовательно соединенным с баком-накопителем водорода, водородным насосом и камерой сгорания, камера сгорания соединена через трехходовой клапан с паровой турбиной и теплообменником, причем солнечные концентраторы выполнены в параболоцилиндрической форме.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2022 года RU2772512C1

СОЛНЕЧНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ВАРИАНТЫ) 2009
  • Стребков Дмитрий Семенович
  • Осьмаков Михаил Иванович
  • Плохих Сергей Александрович
RU2431086C2
СОЛНЕЧНАЯ КОМБИНИРОВАННАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ 1995
  • Волков Э.П.
  • Поливода А.И.
  • Поливода Ф.А.
RU2111422C1
АВТОНОМНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 2015
  • Николаев Евгений Валерьевич
  • Виноградов Александр Абрамович
RU2639458C2
Солнечно-ветровая энергоустановка 1989
  • Швыркунов Владимир Маркианович
SU1725038A1
Способ получения раствора сернистого натрия 1949
  • Вейсбанд И.М.
  • Кафыров М.И.
  • Колесников А.С.
  • Литвиненко М.И.
  • Уваров Г.В.
  • Филиппов В.П.
SU77948A1
JP 59035741 A, 27.02.1984.

RU 2 772 512 C1

Авторы

Ефимов Николай Николаевич

Папин Владимир Владимирович

Дьяконов Евгений Михайлович

Безуглов Роман Владимирович

Янучок Александр Игоревич

Аль Саммарраи Хайдер Салах Хамза

Малюков Алексей Сергеевич

Даты

2022-05-23Публикация

2021-08-05Подача