Солнечная многофункциональная сильноконцентрирующая энергоустановка

Авторы патента:

Абдуллаев Абдул-Гамид Ахмедович (RU)

F24J2/18 - с пространственно разделенными, с противоположно лежащими взаимодействующими отражательными поверхностями

Владельцы патента RU 2282799:

Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) (RU)

Изобретение относится к гелиоэнергетике, в частности, к высокоэффективным солнечным сильноконцентрирующим энергетическим установкам. В солнечной многофункциональной сильноконцентрирующей энергоустановке, содержащей первичный и вторичный зеркальные концентраторы, приемник и охлаждающее устройство, в центральной части общего конического концентратора со сквозным отверстием перпендикулярно его оптической оси расположены первичный концентратор-параболоид и вторичный концентратор-гиперболоид с разворотом их образующих вокруг оптической оси общего конического концентратора на 360° и закрепленных на нем с помощью держателей, а развернутые на 360° первичный концентратор-параболоид, вторичный концентратор-гиперболоид и основание общего конического концентратора закреплены на охлаждающем устройстве-радиаторе, в котором выполнены цилиндрические отверстия-дырки. Изобретение должно обеспечить преобразование солнечной энергии в зависимости от вида приемника в электрическую, механическую, электромагнитную и другие виды энергии. 2 ил.

Изобретение относится к гелиоэнергетике, в частности к высокоэффективным солнечным сильноконцентрирующим энергетическим установкам.

При этом стоимость вырабатываемой энергии может быть снижена пропорционально кратности концентрирования солнечного излучения.

Необходимость в этом особенно актуальна при использовании в крупномасштабной солнечной энергетике дефицитных и очень дорогих полупроводниковых материалов, приемников с лазерным излучением и других дорогостоящих приемников преобразователей.

Известна солнечная энергоустановка с концентратором (Ж.И.Алферов. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. Ленинград. Наука. 1989. С.301).

Недостаток известной энергоустановки в ограниченности вида преобразования солнечного излучения приемником только в электрическую энергию.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является проект солнечной энергетической установки с двухзеркальной сильноконцентрирующей системой Кассегрена (ДСК), разработанной фирмой TRW (США) согласно конструктивной схемы ДСК и расчетной схемы ДСК (Ж.И.Алферов. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. Ленинград. Наука. 1989. С.299, С.281, С.233).

Известная сильноконцентрирующая двухзеркальная система Кассергена (ДСК) состоит из соосных поверхностей вращения второго порядка, а именно первичного концентратора - параболоида и вторичного концентратора - гиперболоида, причем приемник преобразователь расположен в вершине первичного концентратора-параболоида.

Существенным недостатком известной солнечной сильноконцентрирующей энергоустановки с ДСК является ограниченность вида преобразования солнечного излучения приемником только в электрическую энергию.

Задачей изобретения является расширение возможностей видов преобразования приемником солнечной энергоустановки с сильноконцентрирующей системой.

Таким образом в результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность создания солнечной многофункциональной сильноконцентрирующей энергоустановки, позволяющей преобразовывать солнечную энергию не только в электричество, но и в механическую энергию (солнечный двигатель, солнечный гироскоп), в энергию монохроматического излучения (солнечный лазер), а также в электромагнитную энергию радиопередатчика при радиосвязи (солнечный локатор для разведки цели и т.д.).

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой солнечной многофункциональной сильноконцентрирующей энергоустановке, содержащей первичный и вторичный зеркальные концентраторы, приемник, расположенный в вершине первичного концентратора перпендикулярно его оптической оси с охлаждающим устройством, в центральной части общего конического концентратора со сквозным отверстием перпендикулярно его оптической оси расположены первичный концентратор-параболоид и вторичный концентратор-гиперболоид с разворотом их образующих вокруг оптической оси общего конического концентратора на 360° и закрепленных на нем с помощью держателей, причем приемник, расположенный в вершине первичного концентратора-параболоида, закреплен на нем с помощью держателя и имеет цилиндрическую форму, вытянутую вдоль оптической оси общего конического концентратора, а развернутые на 360° первичный концентратор-параболоид, вторичный концентратор-гиперболоид и основание общего конического концентратора закреплены на охлаждающем устройстве-радиаторе, в котором выполнены цилиндрические отверстия-дырки.

Сущность изобретения поясняется фиг.1 и 2.

На фиг.1 представлена общая схема предлагаемой солнечной многофункциональной сильноконцентрирующей энергоустановки (вид спереди).

На фиг.2 представлена схема солнечной многофункциональной сильноконцентрирующей энергоустановки (вид сверху).

Солнечная многофункциональная сильноконцентрирующая энергоустановка содержит общий конический концентратор 1, первичный параболоидный концентратор, развернутый своей образующей 2 вокруг оптической оси конического концентратора 1 на 360°, вторичный гиперболоидный концентратор, развернутый своей образующей 3 вокруг оптической оси конического концентратора 1 на 360°, держатель 4 первичного параболоидного концентратора, держатель 5 вторичного гиперболоидного концентратора 3, приемник 6, держатель 7, охлаждающее устройство-радиатор 8, окно выходное 9 для лазерного излучения, цилиндрические отверстия-дырки 10 в радиаторе 8.

Солнечная многофункциональная сильноконцентрирующая энергоустановка работает следующим образом.

Общий конический концентратор 1 с углом раствора в 90° собирает солнечные лучи вдоль и вокруг своей оптической оси, где расположены первичные концентратор-параболоид 2 и вторичный концентратор-гиперболоид 3, развернутые своими образующими вокруг оптической оси общего конического концентратора 1 на 360°. Приемник 6 расположен в вершине первичного концентратора-параболоида 2 и имеет цилиндрическую форму, вытянутую вдоль оптической оси общего конического концентратора 1. Такая форма преобразователя приемника 6 позволяет преобразовывать концентрированную солнечную энергию, в зависимости от вида приемника 6, в электрическую, механическую, электромагнитную и другие виды энергии. В предлагаемом изобретении приемник 6 преобразовывает энергию солнечного излучения в энергию монохроматического лазерного излучения через выходное окно 9. Первичный концентратор-параболоид 2, вторичный концентратор-гиперболоид 3 и приемник 6 закреплены с помощью держателей соответственно держателя 4, держателя 5 и держателя 7. Радиатор 8 имеет цилиндрические отверстия-дырки 10 с возможностью увеличения поверхности отвода и сброса тепла в окружающее пространство.

Солнечная многофункциональная сильноконцентрирующая энергоустановка, содержащая первичный и вторичный зеркальные концентраторы, приемник, расположенный в вершине первичного концентратора перпендикулярно его оптической оси с охлаждающим устройством, отличающаяся тем, что в центральной части общего конического концентратора со сквозным отверстием перпендикулярно его оптической оси расположены первичный концентратор-параболоид и вторичный концентратор-гиперболоид с разворотом их образующих вокруг оптической оси общего конического концентратора на 360° и закрепленных на нем с помощью держателей, причем приемник, расположенный в вершине первичного концентратора-параболоида, закреплен на нем с помощью держателя и имеет цилиндрическую форму, вытянутую вдоль оптической оси общего конического концентратора, а развернутые на 360° первичный концентратор-параболоид, вторичный концентратор-гиперболоид и основание общего конического концентратора закреплены на охлаждающем устройстве-радиаторе, в котором выполнены цилиндрические отверстия-дырки.

Изобретение относится к гелиоэнергетике, в частности к высокоэффективным солнечным энергетическим модулям с концентратором для получения электрической энергии. .

Способ термопреобразования солнечной энергии // 2267061

Изобретение относится к области гелиоэнергетики, а точнее - к преобразованию энергии солнечных лучей в тепловую энергию. .

Гелиоустановка с функцией обеззараживания воды // 2258183

Изобретение относится к солнечной энергетике и может найти применение в гелиоустановках специального назначения, в которых используется только ультрафиолетовая часть солнечного излучения, в установках для обеззараживания воды и в других установках аналогичного назначения.

Биконоидный концентратор излучения // 2224956

Гелиоэнергетический модуль // 2210039

Изобретение относится к солнечной энергетике и может найти применение в гелиоустановках для получения электрической энергии и в нагревательных солнечных установках.

Гелиоустановка // 2210038

Изобретение относится к солнечной энергетике и может найти применение в солнечных электростанциях для преобразования солнечной энергии в электрическую или в энергетической установке индивидуального пользования.

Гелиоэнергетический модуль // 2201558

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к области создания энергетических установок с концентраторами солнечного излучения. .

Концентратор солнечного излучения // 2195610

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано, в частности, в устройствах, преобразующих электромагнитное излучение Солнца в электрическую, тепловую или механическую энергию.

Гелиоэнергетическая установка // 2190811

Изобретение относится к технике использования солнечной энергии и может найти применение в солнечных энергетических установках с концентраторами солнечного излучения для параллельной работы с источниками тепла для бытовых и технологических целей, а также для самостоятельной работы.

Концентратор солнечной энергии // 2188987

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности концентраторам солнечной энергии, Концентратор содержит две ступени концентрации, первая 1 из которых состоит из двух ярусов в виде многослойных усеченных конусов с острым углом раскрытия и нанесенным отражающим слоем на верхнем ярусе с внутренней, на нижнем - с внешней поверхности.

Параболоцилиндрический концентратор солнечной энергии с абсорбером и системой слежения за солнцем // 2300058

Изобретение относится к солнечной энергетике и может найти свое применение в широком диапазоне использования в зависимости от рабочей площади концентратора, а именно: от получения горячей воды для бытовых нужд до получения высокопотенциальной энергии перегретого пара

Абсорбер параболоцилиндрического концентратора солнечной энергии с системой слежения за солнцем // 2430311

Изобретение относится к солнечной энергетике и может найти свое применение в широком диапазоне использования при преобразовании солнечной энергии в тепловую энергию пара или горячей воды, необходимых для бытовых нужд, систем отопления жилых домов и производственных помещений

Способ и устройство создания высокоэффективной солнечной батареи (варианты) // 2446363

Изобретение относится к области электроэнергетики, точнее к возобновляемым источникам энергии, и предназначено для преобразования солнечной энергии в электрическую

Солнечная комбинированная концентрирующая энергоустановка // 2464694

Изобретение относится к гелиоэнергетике, к высокоэффективным концентрирующим солнечным энергоустановкам

Солнечная многофункциональная сильноконцентрирующая энергоустановка // 2466489

Изобретение относится к гелиоэнергетике, к высокоэффективным солнечным сильноконцентрирующим энергоустановкам

Способ веерной концентрации солнечной энергии и устройство для его осуществления // 2516728

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам и устройствам обеспечения энергией удаленных сельскохозяйственных объектов, не обеспеченных стационарным энергообеспечением. Способ веерной концентрации солнечной энергии заключается в веерной концентрации солнечного излучения, причем концентрируемое излучение одним концентратором с зеркальным отражателем передают к последующему. Устройство веерной концентрации солнечной энергии содержит параболоидные концентраторы с зеркальными отражателями в фокусе. Веерным набором заданного количества концентраторов с зеркальными отражателями в фокусе выполняют суммирование энергии солнечного излучения. Заданную мощность приема солнечного излучения получают расчетом необходимого количества веерных концентраторов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Солнечный модуль с концентратором // 2576742

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным модулям с концентраторами солнечного излучения для получения электричества и тепла. В солнечном модуле с концентратором, имеющем рабочую поверхность, на которую падает солнечное излучение, концентратор и приемник излучения, на рабочей поверхности установлена отклоняющая оптическая система из основных зеркальных отражателей, выполненных в виде жалюзи из плоских зеркальных фацет, на выходе оптической отклоняющей системы установлены дополнительные зеркальные отражатели, углы входа β0, выхода лучей β1 для основных зеркальных отражателей, углы входа лучей β0 и β2 для дополнительных зеркальных отражателей, угол φ и φ1 наклона основных и дополнительных зеркальных отражателей связаны соотношениями, а приемник с шириной А=B·ctgβ1 установлен по ходу лучей β1, β2 в плоскости, перпендикулярной к плоскости выхода лучей, где В - ширина оптической отклоняющей системы. В результате использования предлагаемого солнечного модуля повышается удельная мощность приемника. 11 з.п. ф-лы, 11 ил., 1 табл.

Установка теплоснабжения // 2580243

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для теплоснабжения и горячего водоснабжения децентрализованных объектов малой мощности с использованием гео- и гелиотермальной энергии. Установка теплоснабжения включает циркуляционный контур, состоящий из скважины-теплообменника для отбора низкопотенциального тепла горных пород, теплового насоса и солнечного коллектора на подводящем трубопроводе, соединенных подводящим и отводящим трубопроводами для циркуляции теплоносителя, причем установка имеет концентратор солнечного излучения, состоящий из полусферических поверхностей, которые установлены одна над другой, на стойках, при этом верхняя полусферическая поверхность выпуклой стороной направлена к вогнутой стороне нижней полусферической поверхности, на которой расположен солнечный коллектор, при этом выпуклая и вогнутая стороны полусферической поверхности выполнены из закаленного стекла с зеркальным напылением. Изобретение должно обеспечить повышение термодинамической эффективности и бесперебойное обеспечение потребителя тепловой энергией на основе возобновляемых источников энергии. 3 ил.

Солнечный модуль с концентратором // 2580462

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным модулям с концентраторами солнечного излучения для получения электричества и тепла. Солнечный модуль с концентратором имеет рабочую поверхность, на которую падает излучение, на рабочей поверхности установлены миниатюрные зеркальные отражатели, выполненные в виде жалюзи из плоских зеркальных отражателей, жалюзи содержат устройство для изменения расстояния между зеркальными отражателями, расстояние а между миниатюрными зеркальными отражателями на рабочей поверхности, угол входа лучей β0, выхода лучей β1 и угол φ наклона зеркальных отражателей связаны соотношениями, указанными в формуле изобретения. Концентратор может быть выполнен в виде призмы полного внутреннего отражения или в виде полупараболоцилиндрического зеркального отражателя. Изобретение должно повысить удельную мощность приемника. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Солнечная электрическая станция с оптоволоконной системой наведения // 2597729

Изобретение относится к энергетике, а именно к энергетике преобразования солнечного излучения в электричество с помощью тепловых машин, и может быть использовано, в частности, в солнечных электрических станциях башенного типа. Солнечная электрическая станция содержит башню, на верхнем конце которой находится приемник солнечного излучения, связанный с тепловой машиной, соединенной с электрогенератором. Рядом с башней расположены гелиостаты, выполненные из концентрических элементов, состоящих из линзы с большим фокусным расстоянием F, линзы с малым фокусным расстоянием f, конического фоклина полного внутреннего отражения и оптического кабеля, при этом в концентрирующих элементах линза с фокусом f находится на расстоянии F+f от линзы с фокусом F, входное отверстие конического фоклина находится у линзы с фокусом f, а к его выходному отверстию присоединен оптоволоконный кабель, диаметр которого равен диаметру выходного отверстия конического фоклина. Выходные концы оптоволоконных кабелей концентрирующих элементов соединены в пучок, который крепится к стойке, помещенной у гелиостата, и направляется таким образом, чтобы лучи концентрированного солнечного излучения, выходящие из пучка оптоволоконных кабелей, попадали на приемник солнечного излучения. Изобретение позволяет перевести солнечное излучение в параллельный концентрированный световой поток. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.