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invention
Fédération de Russie Patent RU2201558

MODULE d'énergie solaire

MODULE d'énergie solaire

Nom de l'inventeur: Adrianov VN
Le nom du titulaire du brevet: Nikolai Andrianov Mikhailova
Adresse de correspondance: 117261, Moscou, ul.Panferova, 8, kv.25, V.N.Adrianovu
Date de début du brevet: 21.08.2000

L'invention se rapporte à une ingénierie solaire, notamment dans le domaine des centrales électriques avec Concentrateur solaire. L'invention consiste en ce que dans un module photovoltaïque constitué d'un concentrateur d'énergie solaire et le récepteur d'énergie situé dans le plan concentrateur central selon l'invention, le concentrateur d'énergie solaire est paraboloïde et le miroir, le module comprend un hémisphérique réflecteur spéculaire retour de moyeu rayonnement additionnel à l'entrée le contour de l'angle d'ouverture, et le détecteur de rayonnement est réalisé à plat. L'invention devrait améliorer l'efficacité du système.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne les dispositifs de piégeage et de concentrer l'énergie du rayonnement. De tels dispositifs sont la base technique pour les centrales solaires de puissance et geliotehnicheskih et optique élevée et des fours à diverses fins technologiques. Par leur essence physique dispositifs considérés sont des systèmes optiques, la collecte et la concentration de l'énergie de rayonnement fourni sur la surface du récepteur.

L'interaction du rayonnement concentré du système optique et le processus de transformation du rayonnement en énergie thermique accompagnée d'un certain nombre de pertes inévitables affectant négativement une efficacité de l'installation, ce qui provoque à son tour une augmentation des coûts en capital et la réduction des coûts de production et de la technologie concurrentielle utilisée. Parmi ces pertes deviennent une perte d'énergie importante causée par le rayonnement inverse surface de récepteur d'énergie. L'inverse (ou plutôt - effectif) récepteur de rayonnement d'énergie est constitué de son propre rayonnement de chaleur dans l'espace environnant, ainsi que la partie du flux de rayonnement concentré que l'énergie réfléchie par le récepteur de surface. Ainsi, les feux de recul, en laissant le système optique, elle est dissipée dans l'environnement et définit une perte de la plus grande, plus intense est son propre récepteur d'énergie de rayonnement thermique et un plus grand pouvoir réfléchissant de la surface indiquée.

Cependant, l'existence de pertes dues à l'inverse du récepteur d'énergie de rayonnement pratiquement pas pris en compte lors de la création des dispositifs de piégeage et de concentrer l'énergie du rayonnement. Par exemple, impliqué comme un analogue de l'objet suivant du concentrateur d'énergie solaire (RF brevet 2118763, Cl. F 24 J 2/00, BI 25 de 9/10/98), constitué d'une partie de miroir concave rempli d'un corps transparent ou translucide, dans son optique le régime ne contient pas d'éléments qui réduisent les pertes dues à la radiation de retour.

Le plus proche de l'objet revendiqué à la nature technique et sélectionné comme un prototype pour un module de puissance (RF brevet 2,028,557, cl F 24 J 2/12 ;. 2/14, BI 4, 02.09.95 g), constitué d'une base, un miroir concave surface ayant une vue latérale d'un moyeu avec un angle d'ouverture d'un rectangle ne dépassant pas 80 °, et le récepteur d'énergie placé au foyer de la surface réfléchissante de l'arc sur le centre du rectangle. Les inconvénients de cet art antérieur et la perte d'énergie est due à l'inverse du récepteur d'énergie de rayonnement et, en outre, une structure de moyeu rectangulaire en raison des pertes.

Le but de la présente invention est d'augmenter l'efficacité des dispositifs d'alimentation, de piégeage et de concentrer l'énergie de rayonnement (en particulier - augmenter le facteur d'efficacité des centrales solaires). Ceci est réalisé en réduisant les pertes causées par la face arrière du récepteur d'énergie de rayonnement thermique.

Pratique pour la réduction de ces pertes dans le dispositif revendiqué, le flux d'énergie de rayonnement entre le récepteur et l'environnement supplémentaire chevauche le réflecteur concentrateur, qui recueille et concentre la lumière opposée sur l'énergie de surface du récepteur. Cela conduit à une meilleure utilisation de la source de rayonnement de haute énergie.

Justification objectif accessible a l'exemple du module d'énergie solaire proposé, dont le schéma est représenté sur le dessin.

MODULE d'énergie solaire

Comme on le voit, le flux d'énergie solaire tombe sur la surface du concentrateur paraboloïdal 1, et est réfléchie par celle-ci se focalise sur le plan focal coïncidant avec le récepteur d'énergie de surface 3, ce qui provoque le chauffage de ce dernier. Une partie de l'énergie du rayonnement de retour émis par le récepteur à l'intérieur de l'angle d'ouverture Irrémédiablement perdu, laissant le système. Le reste du rayonnement incident sur la surface arrière du moyeu de réflecteur supplémentaire 2 et les renvoie au récepteur d'énergie de surface chauffée 3. émergents réflexions multiples en raison de ce flux d'énergie entre le récepteur 3 et la surface du plus réflecteur 2 conduisent à une augmentation de l'absorption de chaleur du récepteur d'énergie, qui à son tour, il augmente l'efficacité du système solaire.

Ainsi, le module d'énergie solaire proposé (voir. Dessin) différent de celui des dispositifs existants en ce qu'elle est captée et utilisée une partie du rayonnement de retour issu de la surface réceptrice de courant. Techniquement, une telle amélioration du système optique est réalisée par l'installation d'un rayonnement hémisphérique inversée réflecteur concentrateur 2, qui est un élément fondamentalement nouveau module.

Dans le cas d'un récepteur d'énergie à plat 3 (comme représenté sur le dessin) du réflecteur moyeu 2 présente une forme hémisphérique reflète le contour de l'angle d'ouverture d'entrée . Si le récepteur d'énergie a une forme en vrac, le moyeu de réflecteur 2 est tout à fait analogue avec entrée sphérique. récepteur de puissance est placé au centre du miroir sphérique.

Il convient de noter et que le système optique proposé du module d'énergie solaire peut être utilisé pour des centrales solaires avec une lentille concentrateurs d'énergie solaire, mais aussi pour les fours optiques à haute température de diverses fins technologiques, en utilisant des sources de rayonnements de haute puissance.

Comme le montre l'analyse du travail effectué, la mise en œuvre du schéma proposé sur le module de l'appareil permettra, sans changer les dimensions de base du concentrateur 1, améliorer la puissance (ou capacité) installé sur des dizaines de pour cent. Lorsque vous créez un nouveau dispositifs de puissance préréglée, il est possible de faire la principale plaque tournante 1 plus petit, ce qui réduit le coût en capital de la construction de l'installation de concentrateur de miroir est l'élément le plus cher de celui-ci.

L'évaluation quantitative de l'efficacité des mesures proposées par le module a été produit sur la base de l'analyse physico-mathématique du transfert de chaleur par rayonnement dans deux systèmes comparables.

Premier système (classique) inclus: source de lumière à haute température, un concentrateur et l'énergie récepteur prédéterminé environnement de température. La deuxième (proposée) - une source de rayonnement, la principale plaque tournante de l'énergie et le récepteur fait référence à un réflecteur supplémentaire. Pour résoudre le problème à la fois sur la surface de l'énergie des systèmes de réception ont été fixés des conditions aux limites de la 1ère, 2ème ou 3ème type, correspondant à l'installation prévue technologique différente. L'analyse des résultats a montré que le rendement du module suivant est déterminé par un certain nombre de paramètres opto-géométriques et thermiques, et peut de manière significative (de plusieurs dizaines de pour cent) de plus que l'efficacité des produits similaires dans la conception traditionnelle. En particulier, lorsque la capacité d'absorption d'énergie du récepteur, égale à 0,70 a été obtenue pour les conditions aux limites du premier type - augmentation de l'absorption de chaleur de 40% au maximum, deux du premier genre - la température de l'énergie superficielle du récepteur a augmenté jusqu'à 1,5 fois, la 3- du premier type - l'efficacité de l'énergie solaire augmenté jusqu'à 80%.

Caractère relation générale dérivée sur la base des solutions théoriques, montre que l'efficacité du module proposé augmente avec le récepteur d'énergie réflectivité et le rayonnement thermique et diminue avec l'augmentation de l'ouverture de concentrateur d'angle qui coïncide avec les représentations physiques des processus qui se déroulent.

REVENDICATIONS

Un module PV constitué par le concentrateur d'énergie solaire et le récepteur d'énergie situé dans le plan de concentrateur central, caractérisé en ce que le concentrateur d'énergie solaire est paraboloïde et le miroir, le module comprend un hémisphérique réflecteur spéculaire retour de moyeu rayonnement additionnel avec le contour d'entrée de l'angle d'ouverture et le récepteur rayonnement est plat.

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Date de publication 12.01.2007gg