×
02.10.2019
219.017.ce30

СОЛНЕЧНЫЙ МОДУЛЬ С КОНЦЕНТРАТОРОМ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002700655
Дата охранного документа
18.09.2019
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным модулям с концентраторами солнечного излучения для получения электричества и тепла. Технический результат состоит в повышении удельной мощности приемника за счет отсутствия потерь энергии на блокировку и затенение в отклоняющей оптической системе. Для этого в солнечном модуле с концентратором, имеющем рабочую поверхность, на которую падает солнечное излучение, концентратор и приемник излучения, на рабочей поверхности установлена отклоняющая оптическая система из зеркальных отражателей, выполненных в виде жалюзи из плоских зеркальных фацет, концентратор выполнен в виде голографической линзы. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным модулям с концентраторами солнечного излучения для получения электроэнергии и тепла.

Известен солнечный модуль с концентратором, содержащий голографическую сетку, разделяющую падающий спектр солнечного излучения на видимый и инфракрасный диапазон, а также линзу Френеля, концентрирующую видимый спектр на фотоэлектрический преобразователь, а инфракрасный спектр – на теплообменник (Xia, X.W.; Parfenov, A.V.; Aye, T.M.; Shih, M.-Y. Efficient hybrid electric and thermal energy generation. In Proceedings of SPIE, San Diego, CA, USA, 22–24 August 2011).

Недостатками известного модуля являются потери на френелевское отражение, высокая материалоемкость.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является солнечный модуль, содержащий концентратор энергии, состоящий из голографической линзы, которая фокусирует падающее излучение на теплофотоэлектрический приемник, солнечный модуль с концентратором интегрирован в систему солнцезащитных ламелей, вращающихся вслед за движением Солнца (Julia Marín-Sáez, Daniel Chemisana, Álex Moreno, Alberto Riverola, Jesús Atencia and María-Victoria Collados. Energy Simulation of a Holographic PVT Concentrating System for Building Integration Applications. Energies 2016, 9, 577; 25 July 2016).

Недостатками всех известных типов солнечных модулей является низкая удельная мощность приемника солнечного излучения.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение удельной мощности приемника солнечного излучения.

В результате использования предлагаемого солнечного модуля повышается удельная мощность приемника за счет того, что концентратор выполнен в виде голографической линзы с гелиостатом, имеющим нулевые потери солнечной энергии на блокировку и затенение.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в солнечном модуле с концентратором, имеющем рабочую поверхность, на которую падает солнечное излучение, концентратор и приемник излучения, на рабочей поверхности установлена отклоняющая оптическая система из зеркальных отражателей, выполненных в виде жалюзи из плоских зеркальных фацет, согласно изобретению, концентратор выполнен в виде голографической линзы, при этом проекция угла на плоскость симметрии отклоняющей оптической системы между направлением на Солнце и базовой плоскостью h, угол возвышения нормали к зеркальной поверхности отражателей относительно базовой плоскости z, ширина зеркальных отражателей b, минимальное расстояние между зеркальными отражателями для предотвращения затенения и блокировки tbs связаны соотношением:

,

где b – ширина зеркальных отражателей,

tbs – шаг зеркальных отражателей, предотвращающий блокировку и затенение,

h –проекция на плоскость симметрии отклоняющей оптической системы угла между направлением на Солнце и базовой плоскостью,

z – угол возвышения нормали к зеркальной поверхности отражателя относительно базовой плоскости.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема отклоняющей оптической системы солнечного модуля с концентратором, на фиг. 2 представлен ход лучей в солнечном модуле с концентратором с отклоняющей оптической системой, состоящей из миниатюрных зеркальных отражателей в виде жалюзи из параллельных плоских фацет и голографическим концентратором с общим приемником.

Солнечный модуль с концентратором содержит рабочую поверхность 1, на которую падает солнечное излучение 4, зеркальную отклоняющую оптическую систему 2, состоящую из зеркальных отражателей 3 шириной b, установленных под углом z относительно базовой плоскости 5. Зеркальные отражатели 3 установлены друг от друга на расстоянии tb.

Для предотвращения эффекта блокировки зеркальных отражателей 3 шаг между соседними отражателями устанавливается не менее tb (фиг. 1).

По теореме синусов:

где b – ширина зеркального отражателя 3,

tb – шаг зеркальных отражателей 3, предотвращающий блокировку,

γ – угол снижения отражённого потока солнечного излучения 4 относительно базовой плоскости 5 (фиг. 1).

Угол ε определен следующим образом:

или

где α – угол между зеркальной поверхностью отражателя 3 и базовой плоскостью 5,

z – угол возвышения вектора нормали 6 к зеркальной поверхности отражателя 3 относительно базовой плоскости 5,

γ – угол снижения отражённого потока солнечного излучения 4 относительно базовой плоскости 5.

Тогда

где b – ширина зеркального отражателя 3,

tb – шаг зеркальных отражателей 3, предотвращающий блокировку,

z – угол возвышения вектора нормали 6 к зеркальной поверхности отражателя 3 относительно базовой плоскости 5,

γ – угол снижения отражённого потока солнечного излучения 4 относительно базовой плоскости 5.

Минимальное расстояние ts между зеркальными отражателями 3 (фиг.1), позволяющее избежать затенения, определяется следующим образом.

Аналогично предыдущему:

где h –проекция на плоскость симметрии отклоняющей оптической системы 2 угла между направлением на Солнце и базовой плоскостью 5, при этом 0 ≤ h ≤  180°,

b – ширина зеркального отражателя 3,

ts – шаг зеркальных отражателей 3, предотвращающий затенение.

Угол φ определяется через углы h и z:

где h –проекция на плоскость симметрии отклоняющей оптической системы 2 угла между направлением на Солнце и базовой плоскостью 5, при этом 0 ≤ h ≤  180°,

z – угол возвышения вектора нормали 6 к зеркальной поверхности отражателя 3 относительно базовой плоскости 5.

Тогда

где h –проекция на плоскость симметрии отклоняющей оптической системы 2 угла между направлением на Солнце и базовой плоскостью 5, при этом 0 ≤ h ≤  180°,

z – угол возвышения вектора нормали 6 к зеркальной поверхности отражателя 3 относительно базовой плоскости 5,

b – ширина зеркального отражателя 3,

ts – шаг зеркальных отражателей 3, предотвращающий затенение.

Из рассмотрения фиг. 1 следует, что

где h –проекция на плоскость симметрии отклоняющей оптической системы 2 угла между направлением на Солнце и базовой плоскостью 5, при этом 0 ≤ h ≤  180°,

z – угол возвышения вектора нормали 6 к зеркальной поверхности отражателя 3 относительно базовой плоскости 5,

γ – угол снижения отражённого потока солнечного излучения 4 относительно базовой плоскости 5.

Тогда минимальное расстояние между зеркальными отражателями 3 для предотвращения затенения зеркальных поверхностей

а для предотвращения блокировки

Из (9) и (10) получаем соотношение, связывающее высоту Солнца h, угол наклона z зеркальных отражателей 3, шаг tbs зеркальных отражателей 3 и ширину b для одновременного предотвращения эффектов блокировки и затенения

где tbs – шаг зеркальных отражателей, предотвращающий блокировку и затенение,

b – ширина зеркального отражателя 3,

h –проекция на плоскость симметрии отклоняющей оптической системы 2 угла между направлением на Солнце и базовой плоскостью 5, при этом 0 ≤ h ≤  180°,

z – угол возвышения вектора нормали 6 к зеркальной поверхности отражателя 3 относительно базовой плоскости 5.

На фиг.2 показан ход лучей в солнечном модуле с голографическим концентратором 7.

Солнечный модуль с концентратором на фиг. 2 содержит голографический концентратор 7, теплофотоэлектрический приемник 8, поверхность входа 9, на которой установлены соединенные в гелиостат 10 миниатюрные зеркальные отражатели 3. Теплофотоэлектрический приемник 8 содержит соединенные солнечные элементы 11, электроизолированные от теплообменника 12. Расстояние tbs между зеркальными отражателями 3, а также угол наклона z зеркальных отражателей устанавливаются в соответствии с (11).

Солнечный модуль с концентратором работает следующим образом.

Солнечное излучение поступает на зеркальный отражатель 3 под углом h, попадает на рабочую поверхность голографического концентратора 7 после отражения от зеркального отражателя 3 и преобразования в голографическом концентраторе 7 попадает на теплофотоэлектрический приемник 8.

Гелиостат 10 представляет собой параллельные ряды синхронно работающих зеркальных отражателей 3. Расстояние tbs между зеркальными отражателями 3, а также угол наклона z зеркальных отражателей 3 устанавливаются в соответствии с (11) в зависимости от значения угла h, характеризующего положение Солнца относительно гелиостата 10.

Выполнение модуля в виде составного концентратора из голографической линзы с миниатюрными зеркальными отражателями позволяет исключить потери энергии в гелиостате на блокировку и затенение, увеличить концентрацию солнечного излучения и удельную мощность солнечного модуля с концентратором по сравнению с солнечным модулем с призменным концентратором и уменьшить толщину модуля по сравнению с солнечным модулем с концентратором на основе фоклина и призмы.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 272 items.
13.01.2017
№217.015.8dba

Устройство определения экономически и технологически оптимальных моментов времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их дозированного ограниченного кормления

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Устройство содержит задатчик времени (1), датчик расхода кормов (2), датчик живой массы животного или птицы (3), датчик расхода тепловой энергии (4), датчик расхода электрической энергии (5). В устройство введены задатчик сигнала удельных в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605071
Дата охранного документа: 20.12.2016
13.01.2017
№217.015.8dd7

Устройство экономически оптимального дозирования жидкого или полужидкого водного раствора лекарственных препаратов животным и птице производства и реализации продукции бройлерной птицефабрики

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Устройство содержит измеритель сигнала дозы жидкого или полужидкого водного раствора лекарственных препаратов (1), регулятор дозы жидкого или полужидкого водного раствора лекарственных препаратов (2), исполнительный элемент дозирования, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605069
Дата охранного документа: 20.12.2016
13.01.2017
№217.015.8def

Устройство экономически оптимального производства и реализации продукции бройлерной птицефабрики

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Устройство содержит датчик (1) средней живой массы бройлера по стаду, задатчики (2 и 3) сигнала наименьшего и наибольшего значения живой массы бройлера, первую (4), вторую (5) схемы сравнения, первый (6) и второй (7) формирователи сигнала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605072
Дата охранного документа: 20.12.2016
13.01.2017
№217.015.8e2b

Устройство экономичной транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером

Изобретение предназначено для транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики. Измеритель (1) скорости ленты магистрального транспортера через регулятор (2) скорости соединен с исполнительным элементом (3). Вычислительный блок (7) через блок управления (8) подает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605190
Дата охранного документа: 20.12.2016
13.01.2017
№217.015.8f34

Способ и устройство экономически оптимальной осушительной и комплексной гидромелиорации с учетом экологической ценности участков земель

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства. Способ включает измерение сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала, задание сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала, сравнение измеренного и заданного сигналов и регулирование глубины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605191
Дата охранного документа: 20.12.2016
13.01.2017
№217.015.9237

Параметрический резонансный генератор и способ возбуждения в генераторе электрических колебаний

Изобретение относится к электротехнике, к резонансным преобразователям электрической энергии на основе параметрических резонансных генераторов. Технический результат состоит в повышении мощности и снижении зависимости вырабатываемой электроэнергии параметрического резонансного генератора от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605764
Дата охранного документа: 27.12.2016
24.08.2017
№217.015.958c

Способ и устройство технологически и экономически оптимального озонирования движущихся сыпучих кормов для животноводства и птицеводства

Группа изобретений предназначена для обеззараживания кормов в животноводстве, птицеводстве и при кормопроизводстве. Для оптимального озонирования движущихся сыпучих кормов регулируют мощность озонирования сыпучих кормов на поточном измерителе расхода. Задают, измеряют и регулируют скорость...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608532
Дата охранного документа: 19.01.2017
25.08.2017
№217.015.962f

Способ получения газообразного энергоносителя и органоминеральных удобрений из бесподстилочного навоза и устройство для его реализации

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ получения газообразного энергоносителя и органоминеральных удобрений из бесподстилочного навоза, согласно которому исходный навоз последовательно подвергается нагреву, предварительному сбраживанию при температуре не менее 42-43°С,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608814
Дата охранного документа: 24.01.2017
25.08.2017
№217.015.9665

Устройство автоматического регулирования непрерывной подачи потока объектов переменного фракционного состава на линию сепарации

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам автоматического регулирования непрерывной подачи потока объектов переменного фракционного состава на линию сепарации сельскохозяйственной продукции, преимущественно клубней картофеля. Устройство содержит бункер загрузки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608815
Дата охранного документа: 24.01.2017
25.08.2017
№217.015.96a3

Ротационное устройство сухой чистки поверхностей агрообъектов для линии поточной сепарации

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при непрерывной сухой чистке поверхностей агрообъектов для линии поточной сепарации. Устройство содержит конвейер, блок контактной чистки, расположенный над конвейером, и транспортер удаления примесей. Конвейер выполнен в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608816
Дата охранного документа: 24.01.2017
Showing 1-10 of 65 items.
20.08.2013
№216.012.5fc2

Устройство и способ бесконтактной передачи электрической энергии на электротранспортное средство

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано для электропитания троллейбусов, электромобилей, трамваев, электротракторов, электровозов. В устройстве содержится источник энергии, преобразователь частоты, резонансный контур, повышающий резонансный высокочастотный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490146
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.01.2014
№216.012.9539

Солнечный модуль с концентратором и способ его изготовления (варианты)

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным модулям с концентраторами для получения электрической и тепловой энергии. В солнечном модуле с концентратором, содержащем прозрачную фокусирующую призму с углом полного внутреннего отражения где n - коэффициент преломления материала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503895
Дата охранного документа: 10.01.2014
10.03.2014
№216.012.aa99

Резонансный электрический конденсатор стребкова-подосинникова (варианты)

Изобретение относится к области электротехники, в частности к области резонансных высокочастотных электрических конденсаторов для преобразования и передачи электрической энергии. Технический результат заключается в снижении энергетических затрат на генерирование электромагнитных волн и потерь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509388
Дата охранного документа: 10.03.2014
20.03.2014
№216.012.abe4

Способ и устройство для получения водорода из воды (варианты)

Изобретение относится к области химии. Согласно первому варианту для получения водорода железные стержни изолируют от стенок реактора 1 и подают на них высоковольтный потенциал от трансформатора Тесла 14. Реактор 1 заземляют и заполняют водой до образования разряда между железными электродами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509719
Дата охранного документа: 20.03.2014
27.05.2014
№216.012.c99c

Резонансный усилитель мощности

Изобретение относится к электротехнике, в частности к резонансным преобразователям электрической энергии на основе резонансных усилителей мощности. Технический результат заключается в увеличении коэффициента усиления резонансного преобразователя до 2-10 и стабилизации величины коэффициента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517378
Дата охранного документа: 27.05.2014
27.06.2014
№216.012.d6f1

Солнечный модуль с концентратором и способ его изготовления

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным модулям с концентраторами для получения электрической и тепловой энергии. В солнечном модуле с концентратором, содержащем прозрачные фокусирующие призмы с треугольным поперечным сечением, с углом входа лучей β и углом полного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520803
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d822

Устройство передачи электрической энергии в ракетно-космических комплексах (варианты)

Изобретение относится к устройству для передачи электрической энергии. Технический результат - уменьшение количества и массы проводов для передачи электроэнергии в ракетно-космических (Р-К) комплексах, а также повышение качества электропитания бортовой аппаратуры. Указанный результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521108
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.07.2014
№216.012.dc4a

Полупроводниковый фотоэлектрический генератор и способ его изготовления (варианты)

Изобретение относится к оптоэлектронным приборам. Полупроводниковый фотоэлектрический генератор содержит прозрачное защитное покрытие на рабочей поверхности, на которое падает излучение, и секции фотопреобразователей, соединенные оптически прозрачным герметиком с защитным покрытием. Секции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522172
Дата охранного документа: 10.07.2014
20.11.2014
№216.013.067b

Способ и устройство для передачи электрической энергии

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам и устройствам для передачи электрической энергии. В способе передачи электрической энергии между источником и потребителем энергии с использованием в качестве проводящего канала трубопровода с жидким веществом путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533060
Дата охранного документа: 20.11.2014
10.12.2014
№216.013.0ee6

Стенд для исследования резонансной системы передачи электрической энергии

Изобретение относится к испытательной технике и электрооборудованию, применяемым при передаче электрической энергии для питания электроустановок потребителей. Сущность: стенд снабжен источником переменного тока повышенной и перестраиваемой частоты, который через первый переключатель и магазин...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535231
Дата охранного документа: 10.12.2014
+ добавить свой РИД