Комбинированный солнечный коллектор Советский патент 1992 года по МПК F24J2/42 

7

8

Использование: изобретение относится к преобразователям солнечной энергии в тепловую и электрическую Сущность изобретения: комбинированный фотоэлектрический коллектор содержит корпус 1 с теплоизоляцией 2, имеющий прозрачное покрытие 3 и снабжен фотопреобразователями 4 и теплообменной поверхностью 5 с теплоносителем, установленной под покрытием Новым в коллекторе является то, что фотопреобразователи 4 размещены в слое сверху светопрозрачного. снизу теплопроводного герметика, например, низкомодульного, при этом герметик находится в тепловом контакте с теплоообменной поверхностью, а толщины слоя герметика над и под фотопреобразователями определяют по соответствующим формулам: теплосбор ная плита находится в контакте с фазопере- ходным материалом; для превращения коллектора в абсорбер прозрачное покрытие 3 и нижняя часть корпуса 1 с теплоизо- ляцией 2 выполнены съемными Изобретение повышает эффективность преобразования солнечной и других близких видов лучистой энергии в тепловую и электрическую. 2 з.п.ф-лы, 1 ил. со С

Г

12

vj ел

CN Ю СЛ

19

TW

Изобретение относится к преобразователям солнечной и других близких видов лучистой энергии в тепловую и электрическую, а именно, к конструкциям коллекторов солнечного и других близких видов излучения .

Известен комбинированный коллектор солнечного излучения, содержащий трубоп- ровод с теплоносителем, контактирующий с теплопоглоицэющим элементом, на котором установлены фотоэлементы и два последовательно расположенных светопрозраЧных ограждения, образующих между собой и с теплопоглощающим элементом полости, причем полость между ограждениями ваку- умирована, а другая полость заполнена прозрачной теплоаккумулирующей, химически нейтральной жидкостью.

Недостатком известного коллектора является низкая эффективность преобразования излучения в электричество.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для преобразования сол- нечной энергии в электрическую и тепловую, содержащее теплосборную плиту, оборудованную трубкой с теплоносителем и солнечными элементами, заключенную в кубовидный герметизированный контейнер, сверху накрытый светопроницаемой стеклянной плитой, опирающейся на металлическую уплотняющую рамку, имеющую тот же коэффициент теплового расширения, что и стеклянная плита.

Недостатком прототипа является низкая эффективность преобразования лучистой энергии в тепловую и электрическую.

Цель изобретения - повышение эффективности преобразования лучистой энергии в тепловую и электрическую.

Поставленная цель достигается тем, что в комбинированном фотоэлектрическом коллекторе, содержащем корпус с теплоизоляцией, имеющем прозрачное покрытие и снабженным фотопреобразователями и теплоообменной поверхностью с теплоносителем, установленной подпокрытием, фотопреобразователи размещены в слое сверху светопрозрачного снизу теплопроводного герметика, находящегося в тепло: вом контакте с теплообмённой поверхностью с теплоносителем, при этом толщины слоя герметика нади под фотопреобразователями определяются соответственно неравенствами.

На чертеже изображен комбинированный фотоэлектрический коллектор.

Устройство содержит корпус 1 с теплоизоляцией 2, имеющей прозрачное покрытие 3 с размещенными в нем

фотопреобразователями 4 и теплообмённой поверхностью 5 с теплоносителями 6. Фото- преобразователи 4 размещены в слое сверху светопрозрачного 7, снизу

теплопроводного герметика 8, находящегося в тепловом контакте с теплообмённой поверхностью 5. Для превращения коллектора в абсорбер прозрачное покрытие 3 и нижняя часть корпуса 1 с теплоизоляцией 2

с помощью разъема 9 снимаются.

Для выравнивания поля температур фотопреобразователем 4 теплообменная поверхность 5 с теплоносителем 6 размещается в слое материала с фазовым

переходом 10.

Коллектор работает следующим образом.

Солнечное или другое близкого вида излучение проходит сквозь прозрачное покрытие 3, верхний светопрозрачный слой герметика 7 и поглощается фотопреобразователями 4. Часть энергии при этом преобразуется в электрическую, другая часть в тепловую, которая передается через нижний теплопроводный слой герметика 8, находящегося в тепловом контакте, теплообменную поверхность 5 теплоносителю 6 и (или) материалу с фазовым переходом 10. При подходящих условиях

коллектор может работать в качестве абсорбера, для этого прозрачное покрытие 3 и нижняя часть корпуса 1 с теплоизоляцией 2 с помощью разьема 9 снимаются. Формула изобретения

Ь-Ats А -1 rn lLL±I2jvj rJjЈj

QBR1 -р

U , АН Д т.н

тр-дн-- где Ав , АН теплопроводность слоя герметика над фотопреобразователями и под ними соответственно, Вт (м-К):

qe, QH - плотность теплового потока, проходящего через слой герметика над фотопреобразователями и под ними соответственно,

(5В , (5ц - толщина слоя герметика над фотопреобразователями и под ними соответственно, м;

AtB,Atn - разность температур в слое герметика над фотопреобразователями и под ними соответственно, К

R-коэффициент ослабления излучения в слое герметика, м ;

/ - коэффициент отражения излучения слоем герметика над фотопреобразователями;

г- пропускзтельная способность излучения слоем герметика над фотопреобразователями;

N - количество прозрачных покрытий; U - рабочее напряжение, снимаемое с фотопреобразователей, В;

1- допустимый ток утечки, А/м2;

р - удельное электрическое сопротивление слоя герметика под фотопреобразователями, Ом-м.

2Коллектор по п.1,отличающийся тем, что прозрачное покрытие и нижняя часть

герметичного корпуса с теплоизоляцией выполнены сьемными.

3.Коллектор по п.1,отличающийся тем, что теплообменная поверхность размещена в слое материала с фазовым переходом.