×
27.02.2016
216.014.bf66

ОБЪЕМНЫЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области возобновляемых источников энергии, использующих солнечное излучение для генерирования экологически чистой электроэнергии в больших объемах. Объемный фотоэлектрический модуль выполнен в виде плоских фотоэлектрических элементов, вертикально расположенных на внутренних сторонах полого многогранника с соотношением размеров ширины к длине как 1/6. Для выполнения условий максимального использования внутренней поверхности многогранника и площади мест установки объемных фотоэлектрических модулей в качестве основы модуля выбрана трехгранная призма. Внутренние поверхности призмы, за исключением торцов, покрываются фотоэлектрическими элементами. Применение объемных модулей большой мощности позволит: повысить КПД преобразования солнечной энергии в электрическую до 0,8; снизить цены на электроэнергию, генерируемую объемными ФЭП, до уровня 0,1-0,4 евроцента/кВт·ч.; повысить в 10-12 раз эффективность использования площади, занимаемой солнечной электроустановкой; исключить необходимость использования системы слежения за Солнцем. 7 ил.
Основные результаты: Объемный фотоэлектрический модуль большой мощности, отличающийся тем, что построен на принципе многократного переотражения потока солнечной энергии от фотоэлектрических преобразователей, расположенных на внутренних поверхностях формирующих модуль призм.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области возобновляемых источников энергии, использующих солнечное излучение для генерирования экологически чистой электроэнергии в больших объемах.

Из предшествующего уровня техники известны фотоэлектрические преобразователи (ФЭП) на основе плоских фотоэлектрических элементов. Солнечные панели, конструктивно построенные на плоских ФЭП, имеют коэффициент преобразования солнечной энергии в электрическую (коэффициент полезного действия (КПД) фотоэлектрического преобразователя) в диапазоне от 0,09 до 0,25, который зависит от:

- типа используемого фоточувствительного материала;

- конструкции солнечной панели (качества защитного покрытия);

- рабочей температуры солнечной панели.

Широко известны различные способы повышения КПД фотоэлектрических преобразователей (патенты РФ №2453013, МПК H01L 31/042, опубликован 10.06.2012 г., №2475888, МПК H01L 31/042, опубликован 22.02.2013 г., №2483390, МПК H01L 31/042, опубликован 27.05.2013 г., №2488915, МПК H01L 31/042, опубликован 27.07.2013 г., №2503895, МПК H01L 31/042, опубликован 10.01.2014 г., №2496181, МПК H01L 31/052, опубликован 20.10.2013 г., №2426198, МПК H01L 31/052, опубликован 10.08.2011 г., №2353865, МПК F24J 2/08, опубликован 27.04.2009 г., №2382952, МПК F24J 2/08, опубликован 27.02.2010 г., №2406043, МПК F24J 2/16, опубликован 10.12.2010 г.).

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в создании фотоэлектрического модуля большой мощности для конструирования установок фотоэлектрического преобразования энергии солнечного излучения в электрическую, соответствующих жестким требованиям условий эксплуатации по номинальной электрической мощности, температурному режиму работы, безопасности, энергосбережению, долговечности, удобству транспортировки, монтажа, эксплуатации и ремонтопригодности.

Применение объемных ФЭП большой мощности позволит:

- повысить КПД преобразования солнечной энергии в электрическую до 0,8;

- снизить цены на электроэнергию, генерируемую объемными ФЭП, до уровня 0,1-0,4 евроцента/кВт·ч.;

- повысить в 10-12 раз эффективность использования площади, занимаемой солнечной электроустановкой.

Поставленная задача решается за счет того, что объемный фотоэлектрический модуль выполнен в виде вертикально расположенных на внутренних сторонах полого многогранника (призмы) плоских ФЭП (фиг. 1, 1 - вид спереди, 2 - вид с боку) с соотношением размеров ширины к длине как 1/6. Для выполнения условий максимального использования внутренней поверхности многогранника и площади мест установки объемных фотоэлектрических модулей в качестве основы модуля выбрана трехгранная призма. Внутренние поверхности призмы, за исключением торцов, покрываются плоскими ФЭП (фиг. 1), из которых формируются односторонние (фиг. 2) и двусторонние (фиг. 3) фотоэлектрические элементы. При этом данные фотоэлектрические элементы состоят из следующих элементов: 3 - металлическое основание; 4 - ФЭП; 5 - горизонтальные токосъемные шины; 6 - горизонтальные токосъемные шины, контакт «-»; 7 - токосъемная шина, контакт «+».

Для снижения потерь преобразования солнечной энергии в электрическую ФЭП не покрываются дополнительным защитным слоем. Для группы объемных элементов, объединенных в один объемный солнечный модуль (фиг. 4, где: 8 - вертикальные направляющие стойки, 9 - односторонний фотоэлектрический элемент, 10 - двусторонний фотоэлектрический элемент), устанавливается единый защитный элемент (флоат-стекло толщиной 2 мм).

В нижней части призмы фотоэлектрического модуля установлен сферический сегмент радиусом, равным половине ширины ФЭП. Данный элемент (16 элемент на фиг. 6 и 7) предназначен для дополнительного равномерного распределения внутри призмы энергии солнечного потока.

За счет многократного (k>8) отражения (12, 13) светового потока от внутренних стенок призмы (14) и сферы на ее дне достигается близкий к 0,8 КПД преобразования солнечной энергии в электрическую.

Полученный с фотоэлектрических элементов электрический потенциал поступает на встроенный в объемный фотоэлектрический модуль контроллер. Контроллер выполняет функции:

- сопряжения электрических параметров фотоэлектрических элементов объемного фотоэлектрического модуля;

- промежуточного накопления электроэнергии;

- формирования выходных электрических параметров объемного фотоэлектрического модуля.

Из отдельных солнечных модулей формируется солнечная панель (фиг. 5) необходимой мощности преобразования солнечной энергии в электрическую.

Достигаемый технический результат позволит:

- увеличить номинальную электрическую мощность объемной фотоэлектрической панели до 2,0 Вт·ч/см2 вместо 0,12 Вт·ч/см2;

- от 10 до 12 раз уменьшить площадь, занимаемую одной солнечной энергоустановкой (при одинаковой рабочей мощности установок);

- за счет отсутствия воздействия прямых солнечных лучей снизить температурную зависимость выходных электрических параметров объемной фотоэлектрической панели;

- за счет модульной конструкции повысить ремонтопригодность объемной фотоэлектрической панели;

- за счет использования принципа многократного переотражения солнечной энергии от внутренних ФЭП и сферы на дне призмы (фиг. 6, 7) исключить затраты на систему ориентации солнечной энергоустановки на Солнце.

Изобретение поясняется чертежами, которые не охватывают и тем более не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения.

На фиг. 1 - внешний вид фотоэлектрического элемента размером 26×156 мм с контактной группой.

На фиг. 2 - внешний вид одностороннего фотоэлектрического элемента.

На фиг. 3 - внешний вид двустороннего фотоэлектрического элемента.

На фиг. 4 - объемный солнечный модуль из 84 фотоэлектрических элементов.

На фиг. 5 - внешний вид солнечной панели размером 99×111 см, состоящей из 36 солнечных модулей.

На фиг. 6 - переотражение солнечного потока при малом угле входа в объемный ФЭП.

На фиг. 7 - переотражение солнечного потока при вертикальном входе в объемный ФЭП.

Объемный фотоэлектрический модуль изготавливают следующим образом.

На металлические полосы (3) размером 32×165 мм на одну сторону для одностороннего (фиг. 2) или две стороны для двустороннего элемента (фиг. 3) монтируются стандартные ФЭП (фиг. 1) размером 26×156 мм с заранее подготовленными минусовыми контактами. Для получения высокой теплоотдачи желательно применение металла с высокой теплопроводностью.

Изготовленные таким образом элементы монтируются при помощи пайки на нижнем конструктиве (печатной плате с заранее смонтированными на ней сферами (16)) и объединяются (14 односторонних и 35 двусторонних элементов) в единый объемный модуль. Следующим этапом производится установка ограждения высотой 170 мм и толщиной 3 мм. Далее устанавливаются изготовленные из изолирующего материала опорные стойки (8) в количестве 22 штук. Они предназначены для придания объемной структуре модуля требуемой жесткости конструкции и служат опорой для внешнего защитного элемента из флоат-стекла. После установки контроллера в нижней части модуля проводится окончательное формирование солнечного модуля с крепежным конструктивном, силовыми и управляющими выводами.

Таким образом, заявленная конструкция объемного фотоэлектрического элемента позволяет быстро и технологично его изготавливать и производить из них сборку солнечных панелей необходимых размеров и электрических параметров.

Заявляемый объемный фотоэлектрический элемент (фиг. 4) имеет следующие расчетные параметры:

- размер 165×185×185 мм;

- вес до 1,0 кг;

- количество ФЭП размером 26×156 мм - 84 шт.;

- номинальное рабочее напряжение - 0,5 V;

- максимальный рабочий ток до 94,0 А;

- максимальная мощность до 47,0 Вт;

- занимаемая площадь - 0,03 м2;

- эффективная площадь элемента - 0,341 м2;

- КПД - до 80%.

При этом стандартная солнечная панель (фиг. 5) площадью около 1 м2 будет иметь параметры:

- размер 990×1110×185 мм;

- вес до 40,0 кг;

- количество объемных солнечных элементов - 36 шт.;

- количество ФЭП размером 26×156 мм - 3024 шт.;

- номинальное рабочее напряжение - 9,0 V;

- максимальный рабочий ток до 188,0 А;

- максимальная мощность до 1692,0 Вт;

- занимаемая площадь - 1 м2;

- эффективная площадь элемента - 12,5 м2;

- КПД - до 80%.

Объемный фотоэлектрический модуль большой мощности, отличающийся тем, что построен на принципе многократного переотражения потока солнечной энергии от фотоэлектрических преобразователей, расположенных на внутренних поверхностях формирующих модуль призм.
ОБЪЕМНЫЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ
ОБЪЕМНЫЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ
ОБЪЕМНЫЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ
ОБЪЕМНЫЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ
ОБЪЕМНЫЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ
ОБЪЕМНЫЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ
ОБЪЕМНЫЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 11.
27.04.2013
№216.012.3904

Способ предоперационной инвазивной лучевой диагностики патологических изменений в тазобедренном суставе при врожденном вывихе бедра у детей для последующего выбора метода лечения этих патологических изменений

Изобретение относится к медицине, травматологии, ортопедии в педиатрии, реабилитации. В полость патологически измененного тазобедренного сустава (ТБС) под комбинированным наркозом вводят 0,9% раствор натрия хлорида до тугого наполнения с непроизвольным сгибанием ноги пациента в ТБС на 10-20°,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480157
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.11.2013
№216.012.8021

Модуль силового концентратора для системы бесперебойного электропитания радиоэлектронной аппаратуры (варианты)

Изобретение относится к области электротехники, электроники и автоматики и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Технический результат заключается в повышении надежности электропитания радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) за счет обеспечения его бесперебойности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498474
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.12.2013
№216.012.8780

Способ лечения заболеваний зрительного нерва и сетчатки

Изобретение относится к медицине, в частности к офтальмологии и физиотерапии, и касается лечения заболеваний зрительного нерва и сетчатки. Для этого проводят эндоназальное введение кортексина и проведение транскраниальной магнитотерапии в проекции зрительного пути с приставкой «Оголовье»,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500370
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.04.2014
№216.012.b921

Радиоэлектронный блок

Изобретение относится к радиоэлектронным блокам пакетного типа, в которых металлические рамки электронных модулей являются частью корпуса радиоэлектронного блока, и может быть использовано при изготовлении радиоэлектронной аппаратуры, реализуемой на основе однотипных электронных модулей,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513121
Дата охранного документа: 20.04.2014
27.08.2014
№216.012.ee15

Антенна летательного аппарата

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к области антенн летательных аппаратов (ЛА). Технический результат заключается в упрощении конструкции излучателя, уменьшении габаритов, повышении технологичности изготовления, расширении функциональных возможностей, повышении надежности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526768
Дата охранного документа: 27.08.2014
20.11.2014
№216.013.06f7

Комбинированное сетевое защитное устройство

Изобретение относится к области электротехники и содержит модуль ограничителей напряжения (МОН), входной, промежуточный и выходной силовые ключи (СК), дроссель, второй диод, модуль контроля и управления (МКУ), входную плавкую вставку, плюсовой и минусовой входы и плюсовой и минусовой выходы....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533184
Дата охранного документа: 20.11.2014
27.12.2015
№216.013.9dfa

Вибраторная антенна

Использование: для передающей или приемной антенны летательного аппарата в дециметровом диапазоне длин волн. Сущность изобретения заключается в том, что вибраторная антенна содержит излучатель, размещенный над экраном, коаксиальный соединитель, размещенный под экраном и включающий центральный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572072
Дата охранного документа: 27.12.2015
10.04.2016
№216.015.2f86

Линейный модуль накопления и хранения энергии для автономного электропитания электротехнических устройств и оборудования

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройству накопления и хранения энергии, которое может быть использовано в составе линейных автономных установок, преобразующих энергию солнечного света в электрическую. Линейный модуль накопления и хранения энергии для автономного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580510
Дата охранного документа: 10.04.2016
24.08.2017
№217.015.95bc

Устройство для защиты от ударов и вибраций

Изобретение относится к области машиностроения. Устройство защиты от ударов и вибраций содержит упругие элементы и расположенный между ними опорный элемент. В отверстии опорного элемента установлены демпфирующая втулка, крепежная втулка с фланцами и дополнительная крепежная втулка с фланцами....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608897
Дата охранного документа: 26.01.2017
26.08.2017
№217.015.eae2

Щелевая антенна летательного аппарата

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в дециметровом диапазоне длин волн в качестве передающей или приемной антенны. Антенна содержит открытый с одного конца цилиндрический резонатор, частично заполненный диэлектриком, на котором жестко закреплен излучатель,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627982
Дата охранного документа: 14.08.2017
Показаны записи 1-10 из 14.
10.11.2013
№216.012.8021

Модуль силового концентратора для системы бесперебойного электропитания радиоэлектронной аппаратуры (варианты)

Изобретение относится к области электротехники, электроники и автоматики и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Технический результат заключается в повышении надежности электропитания радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) за счет обеспечения его бесперебойности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498474
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.04.2014
№216.012.b921

Радиоэлектронный блок

Изобретение относится к радиоэлектронным блокам пакетного типа, в которых металлические рамки электронных модулей являются частью корпуса радиоэлектронного блока, и может быть использовано при изготовлении радиоэлектронной аппаратуры, реализуемой на основе однотипных электронных модулей,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513121
Дата охранного документа: 20.04.2014
27.08.2014
№216.012.ee15

Антенна летательного аппарата

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к области антенн летательных аппаратов (ЛА). Технический результат заключается в упрощении конструкции излучателя, уменьшении габаритов, повышении технологичности изготовления, расширении функциональных возможностей, повышении надежности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526768
Дата охранного документа: 27.08.2014
20.11.2014
№216.013.06f7

Комбинированное сетевое защитное устройство

Изобретение относится к области электротехники и содержит модуль ограничителей напряжения (МОН), входной, промежуточный и выходной силовые ключи (СК), дроссель, второй диод, модуль контроля и управления (МКУ), входную плавкую вставку, плюсовой и минусовой входы и плюсовой и минусовой выходы....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533184
Дата охранного документа: 20.11.2014
27.12.2015
№216.013.9dfa

Вибраторная антенна

Использование: для передающей или приемной антенны летательного аппарата в дециметровом диапазоне длин волн. Сущность изобретения заключается в том, что вибраторная антенна содержит излучатель, размещенный над экраном, коаксиальный соединитель, размещенный под экраном и включающий центральный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572072
Дата охранного документа: 27.12.2015
10.04.2016
№216.015.2f86

Линейный модуль накопления и хранения энергии для автономного электропитания электротехнических устройств и оборудования

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройству накопления и хранения энергии, которое может быть использовано в составе линейных автономных установок, преобразующих энергию солнечного света в электрическую. Линейный модуль накопления и хранения энергии для автономного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580510
Дата охранного документа: 10.04.2016
24.08.2017
№217.015.95bc

Устройство для защиты от ударов и вибраций

Изобретение относится к области машиностроения. Устройство защиты от ударов и вибраций содержит упругие элементы и расположенный между ними опорный элемент. В отверстии опорного элемента установлены демпфирующая втулка, крепежная втулка с фланцами и дополнительная крепежная втулка с фланцами....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608897
Дата охранного документа: 26.01.2017
26.08.2017
№217.015.eae2

Щелевая антенна летательного аппарата

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в дециметровом диапазоне длин волн в качестве передающей или приемной антенны. Антенна содержит открытый с одного конца цилиндрический резонатор, частично заполненный диэлектриком, на котором жестко закреплен излучатель,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627982
Дата охранного документа: 14.08.2017
26.08.2017
№217.015.ed8c

Установка для определения динамических характеристик низкомодульных полимерных материалов

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности области исследования динамических характеристик низкомодульных полимерных материалов. Установка для определения динамических характеристик низкомодульных полимерных материалов содержит основание, на котором жестко закреплены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628737
Дата охранного документа: 21.08.2017
10.05.2018
№218.016.4d43

Способ определения стоимости грузоперевозки

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении эффективности автомобильных грузоперевозок за счет балансируемого динамического ценообразования грузоперевозок. Технический результат достигается за счет способа определения стоимости грузоперевозки, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652466
Дата охранного документа: 26.04.2018
+ добавить свой РИД