Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором
Владельцы патента RU 2277680:
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) (RU)
Изобретение относится к гелиоэнергетике, в частности к солнечным энергетическим модулям с концентратором, для получения электрической энергии. Необходимость охлаждения фотоэлементов, отвода тепла и сброса ее в пространство усложняет конструкцию модуля. В солнечном фотоэлектрическом модуле с концентратором, содержащем зеркальный отражатель, приемник, расположенный в фокальной области с охлаждающим устройством, согласно изобретению цилиндрическое охлаждающее устройство размещено на оси концентратора, внутренняя полость которого вакуумирована, при этом на всей его внутренней полости закреплен капиллярный фитиль, содержащий теплоноситель, причем основание цилиндрического охлаждающего устройства закреплено на радиаторе, а приемник закреплен на призматических законцовках в вершине герметически закрытого охлаждающего устройства. Использование изобретения позволит упростить конструкцию модуля, сделать его более компактным, а также повысить эффективность охлаждения солнечного модуля. 2 ил.
Изобретение относится к гелиоэнергетике, в частности к солнечным энергетическим модулям с концентратором, для получения электрической энергии. Необходимость охлаждения фотоэлементов, отвода тепла и сброса ее в пространство усложняет конструкцию модуля.
Известен солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором "Солнечная водоподъемная установка с фотопреобразователями (Гелиотехника, 1967, №2, с.52-55).
Недостаток известного модуля заключается в недостаточной степени охлаждения фотоэлементов.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором, содержащий зеркальный отражатель, приемник, расположенный в фокальной области с охлаждающим устройством, и систему слежения (Ж.И.Алферов. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. Ленинград, Наука, 1989, с.301).
Существенным недостатком известного солнечного модуля является усложнение конструкции модуля и недостаточно эффективная система сброса тепла в окружающуее пространство.
Задачей изобретения является упрощение конструкции системы охлаждения солнечного модуля и улучшение условий сброса тепла в окружающее пространство.
В результате использования предлагаемого изобретения происходит упрощение конструкции модуля, т.е он становится более компактным, а также повышается эффективность охлаждения солнечного модуля.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом солнечном фотоэлектрическом модуле с концентратором, содержащем зеркальный отражатель, приемник, расположенный в фокальной области с охлаждающим устройством, на оси концентратора размещено цилиндрическое охлаждающее устройство, внутренняя полость которого вакуумирована, при этом на всей его внутренней полости закреплен капиллярный фитиль, содержащий теплоноситель, причем основание цилиндрического охлаждающего устройства закреплено на радиаторе, а приемник закреплен на призматических законцовках в вершине герметически закрытого охлаждающего устройства.
Цилиндрическое вакуумированное охлаждающее устройство расположено внутри концентратора сосно его оптической оси и закреплено на радиаторе. В верхней части вакуумированного охлаждающего устройства на ее расширяющихся призматических законцовках закреплены фотоэлементы приемника для преобразования концентрированного солнечного излучения в электричество.
Сущность изобретения поясняется фиг.1 и 2.
На фиг.1 представлена общая схема солнечного фотоэлектрического модуля с концентратором (вид спереди).
На фиг.2 представлена схема солнечного фотоэлектрического модуля с концентратором (вид сверху).
Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором содержит отражатель с зеркальным покрытием 1, имеющий апертурный угол раскрытия 90°, вакуумированное цилиндрическое охлаждающее устройство 2, капиллярный фитиль 3, содержащий теплоноситель 4, радиатор 5, приемник 6, внутренняя полость охлаждающего устройства 7, призматичесие законцовки охлаждающего устройства 8, пар 9, полученный при испарении теплоносителя.
Приемник 6 закреплен в вершине вакуумированного цилиндрического охлаждающего устройства 2 в виде призматических законцовок 8. Капиллярный фитиль 3, содержащий теплоноситель 4, который испаряется в виде пара 9, закреплен на внутренней стенке вакуумной полости 7 охлаждающего устройства 2. Вакуумированное охлаждающее устройство 2 закреплено на радиаторе 5.
Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором работает следующим образом.
Зеркальный отражатель 1 собирает солнечные лучи в своей фокальной области, где расположен приемник 6 на призматических законцовках 8 теплопроводящего вакуумированного охлаждающего устройства 2. Зеркальный отражатель 1 с тыльной стороны имеет радиатор 5 для сброса тепла в окружающее пространство. Основание вакуумированного охлаждающего устройства 2 закреплено на радиаторе 5. При нагреве приемника 6 происходит процесс испарения с фитиля 3 теплоносителя 4. Пар 9 конденсируется у основания охладителя и по капиллярному фитилю 3 поступает в верхнюю часть к призматическим законцовкам 8 и процесс тепломассопереноса вновь повторяется.
Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором, содержащий зеркальный отражатель, приемник, расположенный в фокальной области с охлаждающим устройством, отличающийся тем, что на оси концентратора размещено цилиндрическое охлаждающее устройство, внутренняя полость которого вакуумирована, при этом на всей его внутренней полости закреплен капиллярный фитиль, содержащий теплоноситель, причем основание цилиндрического охлаждающего устройства закреплено на радиаторе, а приемник закреплен на призматических законцовках в вершине герметически закрытого охлаждающего устройства.
