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invention
Fédération de Russie Patent RU2137258

modules PV

modules PV

Nom de l'inventeur: Strebkov Dmitry Semenovich; Tver'yanovich Edward V.
Le nom du titulaire du brevet: Strebkov Dmitry Semenovich; Tver'yanovich Edward V.
Adresse de correspondance: 109456, Moscou, 1er Veshnyakovskaya etc., 2, VIESH, ONTI et le brevetage.
Date de début du brevet: 09.09.1998

L'invention concerne un génie solaire, en particulier à la mise en place de modules photovoltaïques avec des concentrateurs de rayonnement solaire pour produire de l'électricité. En dessous du plan de l'emplacement de la batterie BSP plan de travail concentrateur situé du rayonnement solaire, réalisé sous la forme d' un miroir plat placé à une certaine distance de la cellule solaire, la largeur de la batterie l solaire 1, un miroir de largeur L, la distance de l'arrière de la surface de la pile solaire à un miroir et d' un angle rayons tombent sur la surface arrière de la cellule solaire sont connectées à certains ratios. Le résultat technique de l'invention - l'augmentation de l'arrière de l'éclairement solaire et un meilleur refroidissement de la batterie solaire

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne le domaine de la technologie de l' énergie solaire, et en particulier pour créer un module photovoltaïque avec des concentrateurs de rayonnement solaire pour produire de l' électricité.

Module photovoltaïque connu (analogique), dans lequel le plan (plat) cellule solaire est disposée entre deux miroirs inclinés positionnés perpendiculairement au plan de la batterie (brevet US N 2.998.005, Cl. 126-270). Le rayonnement solaire dans ladite unité atteint la face avant de la cellule solaire et les miroirs, ce qui crée une concentration de rayonnement supplémentaire sur la surface avant en raison du flux lumineux réfléchi par les miroirs. Selon ce principe a été établi cabinet d'installation solaire ARCOSolar (USA) avec une surface de réception de 10x10 m, qui sont installés au-dessus des modules. Les modules planaires, standard disponible dans le commerce (prospectus de la société ARCOSolar, Central Power Systems, 1983) ont été utilisés comme une batterie solaire. Le fonctionnement de cette plante a montré que le matériau polymère, qui a établi dans les cellules solaires photoélectriques ne peut pas résister au rayonnement solaire double et svetostareniyu sujets qui se manifeste dans l'assombrissement et de la détérioration de son svetopropuckaniya tombe respectivement modules d'efficacité.

Module photovoltaïque connu (prototype) qui se compose de panneaux solaires photovoltaïques à surface double face de travail et de concentrateur solaire, configuré comme un miroir plan monté sur le plan d'agencement de la cellule solaire le long du faisceau et incliné par rapport au plan (brevet français N 2.342.558. Publ 27. Février 1976, cl. 01 H 31/08, 02 B 5/08). Module fonctionne comme suit: le rayonnement solaire passe à la face avant de la cellule solaire et le miroir. La lumière réfléchie par le miroir atteint le deuxième miroir, puis sur le côté arrière de la cellule solaire. Ainsi, la cellule solaire est éclairée par la lumière du soleil des deux côtés et de chaque côté de l'éclairage ne dépasse pas la seule fois, vous permettant d'utiliser une batterie à plat, dont la technologie est bien établie.

L'inconvénient de cette solution technique est de grandes pertes de lumière résultant de la réflexion multiple de la lumière solaire sur les miroirs. Si l' on considère que le coefficient de réflexion du miroir est généralement de 0,85, alors la double réflexion, ce coefficient est égal à 0,85 2 = 0,72, avec la triple 0,85 3 = 0,61, ce qui réduit le rendement global de la conversion du rayonnement solaire en l'électricité.

La présente invention résout les problèmes techniques suivants: augmentation de l'éclairage à l'arrière de la cellule solaire et augmente de refroidissement solaire.

Pour atteindre cet objectif un miroir de résultats situés à l' extérieur des dimensions de la batterie solaire à une certaine distance de celui - ci égale à h = l 1 / tg Où L 1 - la largeur de la batterie solaire, - Angle d'incidence des rayons sur la face arrière du plan de la batterie solaire à intervalles de la largeur de la cellule solaire, la largeur l 1 de la batterie solaire 1 et la largeur des miroirs sont reliés par l = l 1 / cos / 2 (1 + tg tg / 2).

Les caractéristiques qui distinguent la solution technique proposée des décisions les plus proches, mais le brevet français N 2.342.558 sont les suivantes:

une augmentation de l'arrière de l'éclairement solaire en une seule réflexion du rayonnement solaire depuis les miroirs qui augmentent la luminance et de l'efficacité de conversion du rayonnement solaire.

La présence de l' espace libre entre les miroirs (l'intervalle entre les miroirs l 1) permet partiellement utilisé sur le côté arrière du rayonnement de la batterie diffusée par la surface du sol sous - jacent à proximité de l'installation solaire, surtout lorsque la neige ou le sable de lumière, ce qui augmentera le module de rétro - éclairage latéral 5 - 10%.

La présence de la batterie solaire d'un espace ouvert avec de grands intervalles entre les miroirs et la batterie solaire (h taille) améliore les conditions de refroidissement de la cellule solaire en soufflant le vent ou par la création d'un libre composants du module de chauffage par convection sous l'influence du rayonnement solaire. L'abaissement de la température de la batterie photovoltaïque augmente l'efficacité de conversion. La présence d' un espace libre (dimension L 1) pour une batterie solaire facilite l' élimination du rayonnement solaire avec une longueur d'onde de 1,2 micron, qui pénètre à travers le silicium des cellules solaires , dans lequel la batterie qui a un effet positif sur le refroidissement de la pile solaire peuvent être effectuées.

Sur la figure, un module photovoltaïque est représenté en coupe et le passage du circuit de la lumière du soleil à l'intérieur.

Le module photovoltaïque comprenant batterie solaire photovoltaïque 1 avec deux voies surface de travail et le concentrateur d'énergie solaire, configuré comme un des miroirs plats 2 et 3, 4 monté au-dessous du plan d'agencement de la batterie solaire 1 et inclinée par rapport à ce plan à angle 4 / 2. Les miroirs 2 et 3 sont situés derrière les dimensions de la cellule solaire à 1 , à une distance h de celui - ci égale à h = l 1 / tg Où L 1 - largeur de la batterie solaire, - L'angle d'incidence des rayons sur le plan arrière de la cellule solaire avec un intervalle égal à la largeur de la batterie l solaire 1, dans lequel la largeur de la batterie l solaire 1 et la largeur du miroir 1 sont reliés par l = l 1 / cos / 2 (1 + tg tg / 2). En outre, dans le schéma indiqué: la valeur de I 2 de la projection sur le miroir plan 4; angle incidence de la lumière solaire réfléchie par les miroirs; la profondeur du module h; le rayonnement diffusé à partir de la surface sous-jacente (un faisceau de lumière).

Module fonctionne comme suit. Le module doit être installé sur les paliers de pivotement orientés vers le soleil (non représenté). Le rayonnement solaire est sur le côté avant de la batterie solaire 1 et 2 et un miroir 3, réfléchie par les miroirs 2 et 3, et atteint le côté arrière de la pile 1 aux angles . Batterie solaire 1 avec une partie de la surface de travail double face convertit le rayonnement solaire en électricité, le reste du rayonnement solaire chauffe la cellule solaire 1. Dans un espace l 1 entre les miroirs 2 et 3 sur le côté arrière de la batterie 1 chutes du rayonnement diffusé à partir de la surface sous - jacente de la terre autour du soleil installer qui augmente la génération batterie d'éclairement 1 et de puissance. La présence d'espace libre derrière le plan de la batterie solaire 4 (lacunes latérales h et trou arrière l 1) créer des conditions favorables pour les courants d'air solaires de refroidissement 1 vent et convectifs, qui se produisent pendant les éléments chauffants de la conception du module sous l'influence du rayonnement solaire. Avoir un espace ouvert dans une ouverture arrière de la batterie 1 l 1 améliore décharger le rayonnement solaire utilisé avec une longueur d' onde supérieure à 1,2 microns dans l'espace environnant. La hauteur du module est déterminé par la formule h = l 1 / tg . La largeur du miroir 1 est déterminé par la formule l = l 2 / cos / 2.

Il peut être démontré que la densité de rayonnement sur la face arrière de la batterie solaire 1 est déterminé par les équations

K = 2l 2 / l 1 (1)

où

l l 2 = 1 / (1 + tg tg / 2) (2).

Substituant (2) dans (1) une valeur de O = 45 donne la valeur de K = 1,41. sens = 45 o est choisi parmi les conditions de rayonnement optimales d'entrée dans le module (pertes minimales de Fresnel). La vraie concentration sur la face arrière, en tenant compte des pertes dans la réflexion sur le miroir (0,85) et les pertes de Fresnel à un angle = 45 o (0,91) est d' environ 1 (1,41 · 0,85 · 0,91 = 1,1), qui assurera le fonctionnement normal des modules plats communs avec charge polymère. La puissance électrique est retiré d'un tel module avec deux faces surface de travail (avant et arrière) est égale à

Mod N = N personnes. + N arrière. = individus 2N (3)

La concentration sur le côté arrière d'un module prototype avec une double réflexion sur les miroirs est égal 2 0,85 = 0,72, ce qui est inférieur au module proposé (1,1). Le coût de l'unité proposée doit être inférieure à l'art antérieur, étant donné que la surface nécessaire est inférieure à 2 fois.

REVENDICATIONS

Module photovoltaïque, comprenant un distillateur solaire piles photovoltaïques avec la surface de travail bilatérale et le concentrateur d'énergie solaire, configuré comme un miroir plan monté dans le plan des emplacements de batterie solaire le long du faisceau et incliné par rapport à ce plan, caractérisé en ce que les miroirs sont disposés sur les dimensions de la batterie solaire à une certaine distance de celui-ci égale à

h = 1 l / tg .

où L 1 - la largeur de la cellule solaire;

- Angle d'incidence des rayons sur la face arrière du plan de la batterie solaire,

avec un intervalle égal à la largeur de la cellule solaire, la largeur des miroirs de largeur batterie solaire L 1 et L sont connexes

l = l 1 / cos / 2 (l + tg tg / 2).

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Date de publication 12.01.2007gg