ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2196280
ГЕЛИОУСТАНОВКА
Имя изобретателя: Карнаухов Алексей Валерьевич
Имя патентообладателя: Карнаухов Алексей Валерьевич; Гольдштейн Яков Абраммерович
Адрес для переписки: 103009, Москва, Средний Кисловский пер., 7/10, кв.26, А.С.Попову
Дата начала действия патента: 2000.06.23
Изобретение относится к гелиотехники и может быть использовано в устройствах,
концентрирующих солнечное излучение. Гелиоустановка содержит концентратор излучения,
снабженный приводом, систему слежения за Солнцем с блоком управления и неподвижно
закрепленный приемник излучения, при этом привод выполнен с возможностью обеспечения
прямолинейного возвратно-поступательного перемещения концентратора, а концентратор
выполнен зеркальным с цилиндрической поверхностью, текущее значение радиуса
направляющей которой имеет отклонение от среднего значения, соответствующего радиусу
окружности направляющей кругового цилиндра, не более чем на ±10%, а приемник излучения -
фотоэлектрический преобразователь размещен в фокальной плоскости. Предпочтительно
выполнение гелиоустановки с несколькими концентраторами излучения, в фокальной
плоскости каждого из которых неподвижно размещен фотоэлектрический преобразователь,
при этом концентраторы имеют общий привод, обеспечивающий их плоско-параллельное
перемещение. Использование изобретения должно обеспечить упрощение выполнения
привода концентраторов системы слежения за Солнцем и эффективное использование
солнечной энергии.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано в устройствах,
концентрирующих солнечное излучение.
Из уровня техники известны гелиоустановки, содержащие зеркальный концентратор
солнечной энергии, в фокусе которого расположен приемник излучения, выполненный в виде
теплообменника (SU 1190154 А1, F 24 J 1/00, 1985), фотоэлектрического или термоэмиссионного
преобразователя (SU 1274032 F1, H 01 L 31/00, 1987; SU 1825071 А1, F 24 J 2/00, 1996).
Основным недостатком такого решения, даже при выполнении концентратора поворотным для
ориентации на Солнце, является малая эффективность использования солнечной энергии.
Наиболее близкой к изобретению является гелиоустановка, содержащая несколько
концентраторов, снабженных приводами, систему слежения за Солнцем с блоком управления
приводами, обеспечивающую возможность автоматической ориентации, и неподвижно
закрепленный приемник излучения (SU 1141275 А 1, F 24 J 2/00, 1985).
Однако система слежения за Солнцем достаточно сложна и дорога, что делает экономически
нерациональным применение подобной гелиоустановки в народном хозяйстве.
Изобретение направлено на создание гелиоустановки с конструктивно простым
выполнением привода концентраторов и системой слежения за Солнцем, обеспечивающей
эффективное использование солнечной энергии.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в гелиоустановке, содержащей
концентратор излучения, снабженный приводом, систему слежения за Солнцем с блоком
управления и неподвижно закрепленный приемник излучения, согласно изобретению привод
выполнен с возможностью обеспечения прямолинейного, возвратно-поступательного
перемещения концентратора, при этом концентратор выполнен зеркальным с
цилиндрической поверхностью, текущее значение радиуса направляющей которой имеет
отклонение от среднего значения, соответствующего радиусу окружности направляющей
кругового цилиндра, не более чем на ±10%, а приемник излучения - фотоэлектрический
преобразователь размещен в фокальной плоскости.
Предпочтительно выполнение гелиоустановки с несколькими концентраторами излучения, в
фокальной плоскости каждого из которых неподвижно размещен фотоэлектрический
преобразователь, при этом концентраторы имеют общий привод, обеспечивающий их плоско-параллельное
перемещение.
Плоско-параллельное, прямолинейное перемещение концентраторов обусловливает
простоту конструкции привода системы слежения за Солнцем и надежность управления
гелиоустановкой для равномерного и эффективного направления солнечных лучей,
отраженных цилиндрической поверхностью концентраторов на неподвижные приемники
излучения - фотоэлектрические преобразователи, что при выбранном соотношении
геометрических параметров повышает рентабельность прямого преобразования солнечной
энергии в электрическую.
На фиг. 1 схематично представлен общий вид гелиоустановки; на фиг.2 - концентратор.
Гелиоустановка содержит зеркальные цилиндрические концентраторы 1 излучения,
снабженные общим приводом 2, обеспечивающим возможность прямолинейного, возвратно-поступательного
(плоско-параллельного) перемещения концентраторов 1, систему слежения за Солнцем с
блоком управления (не показано) приводом 2 и неподвижно закрепленные приемники
излучения, выполненные в виде фотоэлектрических преобразователей 3, установленных в
фокальной плоскости.
При этом гелиоустановка характеризуется следующим соотношением геометрических
характеристик:
где  - среднее значение радиуса
направляющей, соответствующее радиусу окружности - направляющей кругового цилиндра;
Ri - текущее значение радиуса направляющей цилиндрической поверхности
концентратора;
L - расстояние от плоскости размещения фотоэлектрического преобразователя до
цилиндрической поверхности концентратора.
ЛЕЛИОУСТАНОВКА РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ
Солнечные лучи, отраженные зеркальными концентраторами 1, попадают на
фотоэлектрические преобразователи 3, в которых происходит прямое преобразование
световой энергии солнечного излучения в электрическую. В процессе ориентации на
Солнце система слежения, управляя приводом 2, реализует такое одномерное (прямолинейное,
плоско-параллельное) перемещение зеркальных концентраторов 1 (показано пунктиром), при
котором отраженные солнечные лучи за счет выбранного сочетания формы концентраторов 1
и места расположения приемников излучения постоянно направляются и равномерно
распределяются по рабочей поверхности фотоэлектрических преобразователей 3, что при
конструктивной простоте привода 2 и системы слежения и обеспечивает эффективность
использования гелиоустановки для непосредственного преобразования солнечной энергии
в электрическую даже при выполнении поверхности концентраторов 1 с заданным
отклонением от кругового цилиндра.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Гелиоустановка, содержащая концентратор излучения, снабженный приводом, систему
слежения за Солнцем с блоком управления и неподвижно закрепленный приемник излучения,
отличающаяся тем, что привод выполнен с возможностью обеспечения прямолинейного
возвратно-поступательного перемещения концентратора, при этом концентратор выполнен
зеркальным с цилиндрической поверхностью, текущее значение радиуса направляющей
которой имеет отклонение от среднего значения, соответствующего радиусу окружности
направляющей кругового цилиндра, не более чем на ±10%, а приемник излучения -
фотоэлектрический преобразователь размещен в фокальной плоскости.
2. Гелиоустановка по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена с несколькими концентраторами
излучения, в фокальной плоскости каждого из которых неподвижно размещен
фотоэлектрический преобразователь, при этом концентраторы имеют общий привод,
обеспечивающий их плоско-параллельное перемещение.
Версия для печати
Дата публикации 12.01.2007гг
вверх
|
