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invention
Fédération de Russie Patent RU2134849

Modules photovoltaïques solaires avec concentrateurs

Modules photovoltaïques solaires avec concentrateurs

Nom de l'inventeur:. Bezrukikh PP; Strebkov DS. E.V Tver'yanovich. Bersenev MA. Kidyashev JK
Le nom du titulaire du brevet: Institut russe de recherche pour l' électrification de l' agriculture
Adresse de correspondance: 109456, Moscou, 1er Veshnyakovskaya etc. 2, VIESH, ONTI et le brevetage.
Date de début du brevet: 12.03.1998

L'invention se rapporte à l'énergie solaire, en particulier les modules photovoltaïques avec les concentrateurs de rayonnement solaire pour produire de l'électricité et la chaleur. Le but de l'invention est d'augmenter le degré de concentration du rayonnement solaire dans le module photovoltaïque, augmentant ainsi la capacité spécifique et la réduction du coût du module photoconverter. Le module photovoltaïque comprend un prisme de réflexion totale interne 1, la face latérale 2 qui sont faits réfléchissant le rayonnement, et au bord de la sortie de lumière 3 est réglé phototransformator 4. Prism installé au parabolotsilindricheskogo focline sortie 5 (de FOCON). Concentre parabolotsilindricheskih surfaces réfléchissantes F 1 et F 2 sont situés sur la surface de l'entrée de lumière du prisme 1 à l'intérieur de la projection de la petite base du prisme sur la grande base. La largeur d égale à la largeur du prisme de sortie 5 focline. Angle d'ouverture focline est égal à l'angle de rayonnement d'entrée dans le prisme avec un écart maximal du soleil normal.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention se rapporte à l' énergie solaire, notamment pour modules photovoltaïques solaires avec des concentrateurs de rayonnement solaire pour produire de l' électricité et la chaleur.

Connu module photovoltaïque solaire comprenant un élément optique ayant une section transversale trapézoïdale, dont les faces latérales qui sont réalisées réfléchissant la lumière et des faces de base raznovelikie sont entrés et que le rayonnement de sortie et placée en contact avec la face des cellules photovoltaïques de rayonnement de sortie. L'élément optique est un prisme de réflexion totale interne, la face de sortie de rayonnement est la plus petite base de l'élément optique (AS URSS N 1.048.260).

Le rapport du rapport de l'espace d'entrée et de sortie des facettes détermine la concentration du rayonnement solaire.

L'avantage du module solaire a pas besoin d'un dispositif de repérage. L'inconvénient des solutions connues est qu'il a un faible rapport de concentration. Ceci est dû au fait que l'angle minimal 0 au sommet du prisme , à un rayonnement d'incidence normale, i.e. lorsque l'angle de rayonnement d'entrée est égale à zéro, est égale à la moitié de l'angle de réflexion totale interne 2 0. Pour le verre ayant un indice de réfraction n = 1,51, 2 0 = 41 o 30 'facteur de concentration théorique pour le prisme linéaire K = ctg 0 = 2.64 pour prisme circulaire K = 4.

Le plus proche de la nature technique de la présente invention est un module solaire photovoltaïque, sous la forme d'parabolotsilindricheskogo focline, à la sortie duquel est monté le photovoltaïque. Les deux surfaces réfléchissantes focline sous la forme de deux miroirs de forme parabolique et sont orientées d'ouest en est. La région focale de chaque focline de surface parabolique située à la sortie à la base du plan opposé à la surface réfléchissante focline de (Solar Todau, Juillet / Août 1997, p.31).

Module photovoltaïque ne nécessite pas de suivi du soleil avec un angle d'ouverture de 24 °. L'inconvénient de ce module est un faible facteur de concentration de 2,5 à un angle d'ouverture de 24 o.

L'inconvénient des deux modules photovoltaïques connus est une photoconverter de faible densité de puissance et donc le coût unitaire élevé.

Le but de l'invention est d'augmenter le niveau des modules photovoltaïques de concentration de rayonnement solaire et une augmentation photoconverter de densité de puissance.

À l'aide de la présente invention augmente la puissance photoconverter spécifique et réduit le coût du module de celui-ci.

Le résultat technique ci-dessus est atteint par le fait que le module solaire photovoltaïque, comprenant un foclines à base de moyeu (Fauconnier) et installé à la sortie du concentrateur photovoltaïque, dans le plan de la sortie d'un élément optique sous la forme d'une réflexion interne prismatique d'une façon qui focline concentre (FOCON) situé à l'intérieur de la petite base des saillies de prisme sur la grande base et l'angle minimum de faisceau d'entrée dans le prisme est égal à l'angle d'ouverture focline.

L'essence de l'invention est illustrée par la Fig. 1 - 3. La Fig. La figure 1 montre un module photovoltaïque, la section transversale. Fig. 2 et 3 - au cours de la radiation solaire en incidence normale et la déviation maximale du rayonnement solaire.

Modules photovoltaïques solaires avec concentrateurs Modules photovoltaïques solaires avec concentrateurs
Modules photovoltaïques solaires avec concentrateurs

Le module photovoltaïque comprend un prisme de réflexion totale interne 1, la face latérale 2 qui sont fait réfléchir le rayonnement, et au bord de la sortie de lumière 3 est réglé phototransformator 4.

Prisme installé à la sortie 5 parabolotsilindricheskogo focline (FOCON) avec deux surfaces réfléchissantes 6 et 7, de sorte que la base supérieure 8 du prisme coïncide avec la sortie focline 5 (de FOCON). Concentre parabolotsilindricheskih surfaces réfléchissantes F 1 et F 2 sont situés sur la surface de l'entrée de lumière du prisme dans la petite base des saillies de prisme sur la grande base. La largeur d égale à la largeur du prisme de sortie 5 focline. Angle d'ouverture focline est égal à l'angle de rayonnement d'entrée dans le prisme avec un écart maximal du soleil normal.

Un exemple d'un mode de réalisation particulier du module photovoltaïque

Le prisme est en verre à indice de réfraction n = 1,5. Largeur de prisme d = 180 mm, longueur 600 mm, angle au sommet de prisme 28 o photoconverter largeur de 72 mm, 30 mm d' épaisseur du prisme, l'angle d'ouverture focline = 30 °, la hauteur focline H = 250 mm, la largeur de la base supérieure D = 310 mm. Foyers F 1 et F 2 focline les deux surfaces sont situées dans la partie centrale de la base supérieure du prisme. degré géométrique de la concentration pour focline K = K 2, K = 2,5 prisme, un module photovoltaïque pour K = 5,0. Le module photovoltaïque est de l'ouest à l'est de telle sorte que sa surface normale est dirigée vers la position du soleil le 22 Mars et le 22 Octobre.

Module solaire photovoltaïque avec un concentrateur fonctionne comme suit:

Le rayonnement solaire pénètre dans la focline surfaces réfléchissantes 6 et 7, se réfléchit sur la surface de sortie focline 5 entre le foyer F 1 et F 2 et la base focline 9 et 10 selon un angle égal ou inférieur à l'angle d'ouverture B focline 6 et 7. Par conséquent, le module ne nécessite pas le suivi soleil. Le rayonnement pénètre dans le prisme 1 à un angle d'entrée est réfléchi par les bords latéraux 2 et, après réflexion interne totale à la plus grande base du prisme 8 est fourni aux transducteurs 4. multivoie rayonnement au bord de la sortie de lumière 3 est ajouté à l'incident de rayonnement direct sur la grande base 8 dans la zone de projection de la petite base pour plus.

module d'exécution en tant que composite de deux focline de moyeu surfaces réfléchissantes 6 et 7 du prisme 1 permet d'augmenter la photoconverter de puissance spécifique et la concentration du rayonnement solaire en deux temps par rapport au moyeu à travers le prisme.

REVENDICATIONS

Module solaire photovoltaïque comprenant un moyeu à base foclines de parabalotsilindricheskih (Fauconnier) avec le port et l'énergie photovoltaïque sortie, caractérisé en ce que la focline de sortie (FOCON) un élément optique sous la forme du plan de réflexion interne prismatique de manière centrée focline situé à l'intérieur de la projection à une plus grande sur la base du prisme de sa petite base, dont la dernière, qui sont montés l'énergie photovoltaïque.

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Date de publication 18.03.2007gg