Фотоэлектрический модуль Советский патент 1983 года по МПК F24J3/02 

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к фотоэлектрическим модулйм. Известен фотоэлектрический модул содержащий оптический элемент с тра пециевидным поперечным сечением, боковые грани которого выполнены от ражающими излучение, а разновеликие основания служат гранями входа и выхода излучения ,и установленные в контакте с гранью выхода излучения фотопреобразователи. В этом фотоэлектрическом модуле оптический элемент, содержит люлинесцентное вещество,, а фотопреобразователи установлены в контакте с большим основа нием Б зоне отраженного боковыми гранями лереизлучанного светового потока. Значительная часть площади большего основания оптического элемента свободна от фотопреобразоватеп й и ВТО же время продолжает слу жить гранью выхода излучения 1. Цель изобретения - повышение уде ной мощности фотоэлектрического модуля . Поставленная цель достигается тем, что в фотоэлектрическом модуле содержащем оптический элемент с тра пециевидным поперечным сечением, бо ковые грани которого выполнены отражающими излучение, а разновели- . кие основания служат гранями, входа и выхода излучения, и установленные в контакте с гранью выхода излучения фотопреобразователи, оптический элемент выполнен из прозрачного .для солнечного излучения материала в виде призмы полного внутреннего отражения, причем гранью выхода излучения служит меньшее основание оптического элемента. На фиг. 1 показан фотоэлектричес кий модуль и ход солнечного излучения в нем, поперечное сечение; на фиг, 2 - фотоэлектрический модуль с оптическим элементом, выполненным влвиде прямой призмы, общий вид; на фиг. 3 фотоэлектрический модуль с оптическим элементом, выполненным в виде призмы пирамидальной формы, общий вид; на фиг. k - фото: лектрический модуль с оптическим элементом, выполненным в виде призмы конической формы, общий вид; .г. Фотоэлектрический модуль содержит оптический элемент 1 с трапециевидным поперечным сечением, бр ковые грани 2 которого выполнены отражающими излучение, а разновеликие основания 3 и служат гранями входа и выхода излучения, и установленные в контакте с гранью выхода излучения фотопреобразователи 5. Оптический элемент 1 выполнен из прозрачного для солнечного излучения материала в виде призмы полного внутреннего отражения, причем гранью выхода излучения служит меньшее основание 3 оптического элемента 1 . Оптический элемент 1 может иметь форму прямой призмы 6 (фиг. 2), правильной усеченной четырехугольной пирамиды 7 (фиг. З) или усеченного прямого конуса 8 (фиг. 4) . Для выполнения оптического элемента 1 (фиг. 1) в виде призмы полного внутреннего отражения необходимо, чтобы угол cL между боковой гранью 2 и большим основанием Ц находился в пределах J arc sin - oL ij5°. где п - показатель преломления материала оптического элемента 1. При этом максимальная концентрация излучения будет достигнута при выполнении условия d 2htg2oC, где h - высота поперечного сечения оптического элемента 1 (высота трапеции ); d - ширина меньшего основания 3 оптическо.го элемента 1. Пример конкретного выполнения фотоэлектрического модуля. В качестве материала оптического элемента 1 выбрано стекло с показателем преломления ,5. Высота поперечного сечения оптического элемента 1 выбрана равной мм, а угол наклона боковой грани 2 - равным oU30. В этом случае птический элемент 1 выполнен-с ириной меньшего основания 3 равной ,39 мм. Геометрическая степень конценрации К для различных вариантов выполнения оптического элемента 1 с асчетным поперечным сечением сосaвляeт величину: - для вариана на фиг. 2; - для варианта а фиг. 3; - для варианта на и г. . Фотрэяектрический модуль работаQT следующим образом. Солнечное излучение,падая на боль- шее основание 4 (фиг. 1) оптического элемента t преимущественно под прямым углом вне проекции площади меньшего основания последнее, отражается боковыми гранями 2 и, однократно испытав полное внут реннее отражение на большем основании Ц, падает на фотопреобразователи 5,- установленные в контакте с оптическим элементом 1 по всей площади его меньшего основания 3. ПереотраженнЬе излучение На грани выхода излучения, которой служит мень шее основание 3 суммируется с прямым излучением , падающим на большее 1 04 основание k внутри .проекции площади меньшего основания 3 на последнее. Выполнение оптического элемента 1 из прозрачного для солнечного излучения материала в виде призмы полного внутреннего отражения обеспечивает наличие концентрирюванного излучения по всей площади меньшего основания 3 оптического элемента,. что, в свою очередь, позволяет увеличить полезную площадь модуля., занятую фотопреобразоватёлями 5, и тем самым повысить удельную мощность фотоэлектрического модуля. Достигнутая степень концентрации излучения на грани выхода оптического элемента 1 максимальна и равномерна по всей площади, что повышает КПД фотоэлектрического модуля,

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ, содержащий оптический элемент с трапециевидным поперечным сечением, боковые грани которого выполнены отражающими излучение, а разновеликие основания служат гранями входа и выхода излучения, и установленные в контакте с гранью выхода излуче ния фотопреобразователи, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной мощности, оптический элемент выполнен из прозрачного для солнечного излучения материала в виде призмы полного внутреннего отражения, причем гранью выхода излучения служит меньшее основание оптического элемента. 00 ю Од

фиг.З