Солнечный коллектор Советский патент 1993 года по МПК F24J2/08 F24J2/38 

ь/

1 V

.

г

Изобретение относится к области гелио- энергетических устройств и предназначено для совместной выработки электрической и тепловой энергий.

Целью изобретения является повышение энерговыработки солнечного коллектора за счет утилизации тепла от солнечной радиации и тепловых потерь при работе с помощью встроенных теплообменников в среднюю панель, изготовленную из материала с высокой теплопроводностью, повышение энерговыработки солнечного коллектора путем увеличения электроэнерговыработки фото- или с вето диод о в путем увеличения коэффициента концентрации линзовых концентраторов за счет охлаждения средней панели с помощью теплообменников и упрощение конструкции зенитального поворотного устройства путем применения устройства поворота с эксцентриком, тягой и серьгой.

На чертеже представлен солнечный коллектор.

Солнечный коллектор состоит из корпуса 2, в котором закреплена диэлектрическая панель 3, в гнездах 4 которой закреплены полупроводниковые светопреобразователи 5 (фото- и светодиоды), расположенные оя- дами, причем их выводные электроды 6 и 7 подключены к токосборным шинаг Г 8 и 9 таким образом, чтобы получить заданное напряжение на зажимах. На диэлектрическую панель - 3 накладывается средняя панель 10 из легкого высокотеплопроводного материала, например алюминия, имеющая гнезда 11, совпадающие с положением .гнезд А в панели 3, и которые расширяются к внешней поверхности, в которую вставлены - оптические концентрирующие линзы 12. В панели 10 в пространстве между гнездами 11 встроены жидкостные теплообменники 13, выведенные трубопроводами 14 через корпус 2. Поверх оптических линз 12 винтами закреплена верхняя панель 15 из легкого с высокой теплопроводностью материала, например: алюминиевого сплава, причем ее внешняя поверхность для лучшего тешгопоглощения зачернена. Корпус 2 закреплен на стойках 16 с помощью штифтов 17 и может поворачиваться за счет серьги 18, закрепленной в нижней части корпуса 2, со штифтом 19, к которому прикреплена тяга 20, вторым концом закрепленная на штифте 21 эксцентрика 22, одетого на вал сервоэлектродвигателя 23, установленного на поворотном столе 24, который стержнем 25 закреплен на валу сервоэлектродвигателя азимутального 26. установленного на фундаментной плите 27. Питание к сервоэ- лектродвигателю 23 подается по токопроводу 28, .а к сёрвоэлектродвигателю 26 по токопроводу 29. Винты 30 прижимают гнезда 31 к линзам 12, а рама 32 крепит к корпусу 2 верхнюю панель 15. Корпус 2 изготавливается из легкого, прочного тепло- изолирующего материала, например: стеклотекстолита.

Солнечный коллектор работает следующим образом.

Световой поток, падая перпендикулярно к верхней панели 15, попадает на линзы 12, концентрируется и проходит на свето- приемную часть полупроводниковых преобразователей 5, расположенных на дофокусном

5 расстоянии от линз 1.2 таким образом, что световое пятно равномерно покрывает всю поверхность светоприемных частей, В полупроводниковых преобразователях возникает фототек, который через отводящие

0 электроды стекает к токосборным шинопро- водам 8 и поступает в электрическую сеть, а возвращается из сети через токосборный шинопровод 9 и электрод 7, замыкая этим электрическую цепь. Верхняя панель 15 с

5 зачерненной воспринимающей поверхностью поглощает лучистую энергию Солнца и передает теплоту к средней панели 10, в которую встроены теплообменники 13, отводящие поглощенную солнечную радиа0 цию и тепло, созданное при работе полупроводниковых преобразователей 5, создавая охлаждением более благоприятный режим работы, Утилизированное тепло с температурой теплоносителя 50-95°С по5 ступает в теплообменную сеть, через трубопроводы 14. По сигналу датчика освещенности 33 блок питания 34 генерирует импульс напряжения на сервоэлектродвигатели 23 и 26, корректирующие положение панели 15

0 на более энергетическое азимутальным разворотом поворотного стола 24 с одновременным поворотом в зенитальной пло- скости корпуса 2 на штифтах 17 за серьгу 18 тягой 20 за счет поворота эксцентрика

5 22, насаженного на ЕЧЛ сервоэлектродвигателя 23.

Изобретение имеет следующие преимущества: утилизируется тепловая энергия от солнечной радиации от тепловых потерь в

0 полупроводниковых преобразователях, что увеличивает энергоотдачу солнечного коллектора, полупроводниковые преобразователи охлаждаются и за счет этого увеличивается энергоотдача путем повышения коэффици5 ента концентрации линз при допустимой температуре полупроводниковых преобразователей; хорошая внешняя теплоизоляция позволяет значительно уменьшить тепловые потери в окружающую среду и этим увеличить теплоэнерговмрпботку: более простой механизм зенитального пиво- рота позволяет несколько удешевить установку; более устойчивое положение зенитального сервоэлектродвигателя - на поворотном столе, позволяет повысить ус- тойчивость установки к опрокидыванию при ветровых нагрузках, оснащение установки системой слежения позволяет повысить ее энерговыработку за счет более точного поддержания верхней панели в энергетиче- ском положении с большей радиационной восприимчивостью.

Солнечный коллектор выполнен с теплообменниками, встроенными .в среднюю панель, которые утилизируют радиацион- ное тепло и теплопотери и этим увеличивают энерговыработку. Солнечный коллектор за счет встроенных теплообменников может увеличить электроэнерговыработку путем охлаждения полупроводниковых элементов за счет увеличения коэффициента концентрации световой энергии линзовыми преобразователями. Устройство зенитального поворота корпуса позволяет за счет эксцентрика, тяги и серьги несколько удешевить изготовление установки и повысить ее ветровую устойчивость,

Изобретение может быть использовано для выработки тепловой и электрической энергии для индивидуальных домов и в пере- движных гелиоэнергетических установках,

Формула изобретения

1. Солнечный коллектор, содержащий корпус из теплоизолирующего материала с

верхней панелью, имеющей гнезда с размещенными в них оптическими линзами, концентрирующими солнечное излучение на приемных элементах, расположенных в нижней панели с центральной осью, совпадающей с осью линзы, и установленное на поворотном основании поворотное устройство корпуса в азимутальной и з.енитальной плоскостях, отличающийся тем, что, с целью повышения энерговыработки путем повышения эффективности использования солнечной энергии за счет совместной выработки тепловой и электрической энергии, приемные элементы выполнены в виде фото- или светодиодов, нижняя панель выполнена из диэлектрического материала, а верхняя и средняя панели - из материала с высокой теплопроводностью, причем средняя панель снабжена каналами, заполненными циркулирующим в них теплоносителем и контактирует с верхней панелью, наружная поверхность которой зачернена.

2. Коллектор по п.1, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции зенитального поворотного устройства он содержит поворотный стол с установленными на нем электродвигателем с эксцентриком и стойками, на которых подвижно закреплен корпус коллектора, к нижней части которого прикреплена серьга со штифтом, связанная при помощи тяги с эксцентриком.

Сущность изобретения: солнечный коллектор 1 содержит корпус 2. на нижней диэлектрической панели 3 которого закреплены полупроводниковые фото- или светопреобразрватели 5, подключенные то- копроводами 8 и 9 к электрической сети, причем каждый полупроводниковый преобразователь 5 оснащен индивидуальной оп3 , L тической линзой 12, закрепленной в гнездах средней панели 10 с помощью верхней панели 15 и винтов 30. В среднюю панель 10 встроены теплообменники 13 в которых теплоноситель подогревается солнечной радиацией и теплопотерями в полупроводниковых преобразователях 5 и которые трубопроводами 14 подключены к тепловой сети. Корпус 2 коллектора 1 установлен в поворотных штифтах 17 на стойках 16 на поворотном столе 24. Зенитальное поворотное устройство содержит сервоэлектродви- гатель 23 с эксцентриком 22 на валу, к i которому подвижно прикреплена тяга 20, прикрепленная штифтом 19 к серьге 18, закрепленной на корпусе 2. Коллектор 1 оснащен системой слежения за Солнцем. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. / % / Ч / / Ъь Г Ё I A