Гелиоустановка Советский патент 1982 года по МПК F24J3/02 

(54) ГЕЛИОУСТАНОВКА

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к гелиоустановкам для преобразования солнечной энергии в электрическую и тепловую. Известна гелиоустановка, содержащ концентратор и расположенное вдоль его фокальной линии охлаждающее устройство с размещенныгда на нем фотоэлементами . Б известной гелиоустановке солнеч ная энергия преобразуется фотоэлемен тами в электрическую, а снабженное теплообменником охлаждающее устройство, повышая КПД процесса преобразования, позволяет полезно использовать отводимое от фотоэлементов тепл Однако изменяющаяся в течение дня по величине солнечная радиация, а та же градиент температуры теплоносителя в охлаждающем устройстве приводят к уменьшению вырабатываемой фотоэлементами электрической энергии. Цель изобретения - повышение КПД гелиоустановки. Поставленная цель достигается тем, что гелиоустановка, содержащая концентратор и расположенное вдоль его фокальной линии охлаждающее устройство с размещенными на нем фотоэлементами, дополнительно содержит электрически связанные между собой датчик тока, функционально-усилительный блок и электромеханический преобразователь , и охлаждающее устройство выполнено в виде тепловой трубы , гидравлически связанной с электромеханическим преобразователем, а датчик тока электрически соединен с фотоэлементами. На фиг. 1 показана блок-схема те-i лиоустановки; на фиг.2 - гелиоустановка, поперечное сечение. Гелиоустановка содержит концентратор 1 (фиг.) и расположенное вдоль его фокальной линии охлаждающее устройство в виде тепловой трубы 2 с размещенными на нем фотоэлементами 3. Гелиоустановка дополнительно содержит, электрически связанные между собой датчик 4 тока, функциональноусилительный блок 5 и электромеханический преобразователь 6, и охлаждающее устройство выполнено в виде тепловой трубы 2, гидравлически связанной с электромеханическим преобразователем 6, а датчик 4 тока элзктрически соединен с фотоэлементами 3, Концентратор К фиг.2) выполнен в виде фоклина, тепловая труба имеет овалообразный профиль и ее часть с расположенными на ней фотоэлементами 3 (фиг.1) заключена в прозрачный ракуумированный контейнер 7, име щий на .одной стороне отражатель 8. Тепловая труба 2 включает заполненный неконденсируемым газом резер уар 9, с которым выходным звеном, в полненным в виде поршняСне показан) связан электромеханический преобразователь 6. Граница 10 раздела неконденсируемого .газа и конденсируемы паров рабочего тела тепловой трубы находится в месте расположения тепло обменника 11, т.е. в конденсационной зоне тепловой трубы 2. Гелиоустановка работает следующим образом. При увеличении величины интенсивности солнечной радиации происходит повышение температуры фотоэлементов 3 (фиг.1) тепловой трубы и увеличение тока фотоэлементов 3. Между изменением величин тока фотоэлементов 3 и их температуры за счет изменения величины интенсивности солнечной радиации существует определенная функциональная зависимость- Изменение тока фотоэлементов 3 воспринимается датчиком 4 тока, передающим сигнал в функционально-усилительный блок 5, в котором происходит обработка поступившего сигнала в зависимости от заранее заложенной в нем функциональной зависимости, Далее отработанный сигнал поступает на вход электромеханического преобразователя 6, регулирующего давление рабочего тела тепловой трубы 2 с помощью неконденсируемого газа. Давление неконденсируемого газа в резервуаре 9 тепловойтрубы созд ется с помощью выполненного в виде поршня выходного звена преобразовате ля 6,входящего в резервуар 9.Изменен давления неконденсируемого газа, а следовательно, и рабочего тела тепловой .трубы приводит к изменению температуры испарения рабочего тела и смещению границы 10 раздела неконденсируемого газа и конденсируемых паров рабочего тела в месте расположения теплообменника 11, что изменяет площадь теплоотдающей поверхности. Увеличение интенсивности солнечной радиации вызывает уменьшен ние давления неконденсируемого газа с помощью названных элементов гелиоустановки и смещение границы 10 раздела в сторону резервуара 9, что увеличивает площадь теплоотдающей по верхности. Снижение давления рабочего тела на тепловой трубе и увеличение площади теплоотдающей поверхности уменьшают температуру тепловой трубы 2 и фотоэлементов 3. При уменьшении интенсивности солнечной радиации происходит увеличение дaвлej ия неконденсируемого газа, и,, вследствие зтого, повышение температуры тепловой трубы и фотоэлементов 3. Таким образом, происходит стабилизация температуры фотоэлементов 3 в течение рабочего дня. Выполнение охлаждающего устройства в виде тепловой трубы 2 выравнивает температуру охлаждающего устройства, что повышает эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую. Кроме того, осуществляемая тепловой трубой передача тепла от фотоэлементов 3 к теплообменнику 11 обладает диодным свойством, что дополнительно увеличивает КПД гелиоустановки. Снабжение гелиоустановки датчиком 4 тока, функциональноусилительным блоком 5 и электромеханическим преобразователем 6 позволяет в зависимости от величины тока фотоэлементов 3 определенным образом изменять давление неконденсируемого газа и вместе с ним давление рабочего тела тепловой трубы, что изменяет температуру испарения рабочего тела и площадь поверхности теплообмена в конденсационной зоне тепловой трубы. Это, в свою очередь, позволяет стабилизировать температуру фотоэлементов 3 независимо от интенсивности солнечной радиации и тем самым повысить КПД гелиоустановки. Формула изобретения Гелиоустановка, содержащая концентратор и расположенное вдоль его фокальной линии охлаждающее устройство с размещенными на нем фотоэлементами, отличающаяся тем, что, .с целью повышения КПД, она дополнительно содержит электрически связанные между собой датчик тока, функционально-усилительный блок и электромеханический преобразователь, и охлаждающее устройство выполнено в виде тепловой трубы, гидравлически связанной с электромеханическим преобразователем, а датчик тока электрически соединен с фотоэлементами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 4144095, кл. 136-89, опублик. 1979.

ff

-9