Солнечная комбинированная установка для получения электрической энергии и тепла

Изобретение относится к области гелиотехники, в частности к сельскому хозяйству, для обеспечения электрической энергией и теплом сельскохозяйственных и других потребителей, удаленных от источников централизованного электроснабжения и тепло - и топливообеспечения. Солнечная комбинированная установка для производства электроэнергии и тепла выполнена в виде каскада полых полусферических концентраторов, укрепленных на полой оси, при этом диаметры концентраторов от нижнего до верхнего уменьшаются по высоте оси и расстояние между ними выбирают таким образом, чтобы солнечное излучение нижнего концентратора полностью приходило на нижнюю поверхность следующего верхнего концентратора, при этом поверхность концентраторов имеет лучеотражающую поверхность, а концентраторы имеют полости между верхней отражающей поверхностью и нижней поверхностью, на которой укреплены солнечные элементы, вырабатывающие электрическую энергию, при этом полая ось и полые концентраторы заполнены жидкостью, отбирающей тепло от концентраторов и полого резервуара, расположенного в верхней части установки, и накапливающейся в емкости, с возможностью распределения тепла потребителям. В результате использования установки повышается степень концентрации излучения, уменьшаются используемые площади. 2 ил.

 

Изобретение относится к области гелиотехники, в частности к сельскому хозяйству, для обеспечения электрической энергией и теплом сельскохозяйственных и других потребителей, удаленных от источников централизованного электроснабжения и тепло- и топливообеспечения.

Известен солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором для выработки электрической энергии (пат. Франции №2342558, опубл. 23.09.77, МКИ H01L 31/08). Недостатком известного решения является низкая концентрация излучения на солнечных элементах.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является солнечная установка для выработки электрической энергии и тепла, в которой приемник солнечного излучения, которым являются солнечные элементы, воспринимает солнечное излучение от параболоцилиндрического концентратора (пат. США №4045246 от 11.08.75, нац. Кл. 136/89, 126/270, МКИ H01L 35/00).

В известной установке солнечное излучение приходит на стенки концентратора, отражается от них и приходит на рабочую поверхность солнечных элементов. При этом избыточное тепло солнечных элементов снимается с их нерабочей поверхности протекающей жидкостью.

Недостатками известных установок с концентраторами является то, что они имеют относительно низкую концентрацию излучения, большую материалоемкость, занимают значительный объем и большую площадь под установкой.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение к.п.д. установки, снижение удельных затрат на получение электроэнергии и тепла.

В результате использования предлагаемой установки повышается степень концентрации излучения, которая способствует улучшению экологической чистоты работы установки и уменьшению площади, занимаемой под установкой по сравнению с установкой аналогичной производительности.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что солнечная комбинированная установка для производства электроэнергии и тепла, содержащая концентратор солнечной энергии и приемник для получения тепла и электричества, согласно изобретению, выполнена в виде каскада полых полусферических концентраторов, укрепленных на полой оси, при этом диаметры концентраторов от нижнего до верхнего уменьшаются по высоте оси и расстояние между ними выбирается таким образом, чтобы солнечное излучение нижнего концентратора полностью приходило на нижнюю поверхность следующего верхнего концентратора, при этом верхняя поверхность концентраторов имеет лучеотражающую поверхность, а концентраторы имеют полости между верхней отражающей поверхностью и нижней поверхностью, на которой укреплены солнечные элементы, вырабатывающие электрическую энергию, при этом полая ось и полые концентраторы заполнены жидкостью, отбирающей тепло от концентраторов и полого резервуара, расположенного в верхней части установки, и накапливающейся в емкости, с возможностью распределения тепла потребителям.

Круглые полусферические концентраторы солнечного излучения установлены на вертикальной полой оси, причем концентраторы имеют полости между верхней отражающей поверхностью и нижней поверхностью, на которой укреплены солнечные элементы. Диаметры концентраторов уменьшаются снизу вверх, а расстояние между ними выбирается таким образом, чтобы солнечное излучение нижнего концентратора полностью приходило на нижнюю поверхность следующего верхнего концентратора и т.д. Солнечное излучение преобразуется в электрическую энергию солнечными элементами, а тепло от их нагрева снимается протекающей по полой оси и полостям концентраторов жидкостью и накапливается в резервуаре для дальнейшего использования.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется на фиг.1 и фиг.2.

На фиг.1 представлена общая схема солнечной установки.

На фиг.2 - продольный разрез.

Солнечная комбинированная установка для производства электроэнергии и тепла содержит полую вертикальную ось 1, на которой укреплены полые полусферические концентраторы 2, диаметры которых уменьшаются от нижерасположенных до верхнерасположенных, солнечные элементы 3, расположенные на нижней поверхности 5 концентраторов 2, верхняя поверхность 4 концентраторов 2, шарообразный полый резервуар 6 для подогрева жидкости, емкость 7 для накапливания подогретой жидкости, труба 8 для подачи подогретой жидкости потребителям, солнечные лучи 9 и патрубок 10 для ввода жидкости (теплоносителя) в установку.

Расстояния между концентраторами выбираются таким образом, чтобы солнечные лучи 9, отражаясь от верхней поверхности 4 нижерасположенных концентраторов 2, освещали наибольшую поверхность 5, на которой укреплены солнечные элементы 3 вышерасположенных концентраторов. Самый высоко расположенный концентратор отражает солнечные лучи на шарообразный полый резервуар 6 для подогрева жидкости. Подогретая жидкость накапливается в емкости 7 и выдается по трубе 8 потребителям.

Установка работает следующим образом.

Солнечные лучи 9, отражаясь от верхней поверхности 4 нижерасположенных полых полусферических концентраторов 2, попадают на солнечные элементы 3 нижней поверхности 5 вышерасположенного концентратора, а также на лучевоспринимающую поверхность резервуара 6. Поверхность 5 самого нижнего концентратора, имеющего солнечные элементы 3, освещается прямыми солнечными лучами 9. Солнечные элементы установки, расположенные на нижней поверхности 5 сферических концентраторов 2, производят электрическую энергию. Тепло от солнечных элементов и стенок нижней поверхности концентраторов снимается потоком жидкости, протекающей по полой оси 1 и полостям между поверхностями концентраторов 2, укрепленных на вертикальной полой оси 1. Нагретая жидкость собирается в емкости 7 и выдается потребителям по трубе 8. Жидкость вводят в установку через патрубок 10.

Солнечная комбинированная установка для производства электроэнергии и тепла, содержащая концентратор солнечной энергии и приемник для получения тепла и электричества, отличающаяся тем, что установка выполнена в виде каскада полых полусферических концентраторов, укрепленных на полой оси, при этом диаметры концентраторов от нижнего до верхнего уменьшаются по высоте оси и расстояние между ними выбирается таким образом, чтобы солнечное излучение нижнего концентратора полностью приходило на нижнюю поверхность следующего верхнего концентратора, при этом поверхность концентраторов имеет лучеотражающую поверхность, а концентраторы имеют полости между верхней отражающей поверхностью и нижней поверхностью, на которой укреплены солнечные элементы, вырабатывающие электрическую энергию, при этом полая ось и полые концентраторы заполнены жидкостью, отбирающей тепло от концентраторов и полого резервуара, расположенного в верхней части установки, и накапливающейся в емкости, с возможностью распределения тепла потребителям.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области солнечной энергетики, а именно к развитию конструкций и технологий гелиоаэробарических теплоэлектростанций, в том числе к применению в них дополнительных источников электрогенерации, параллельных электрогенератору ветротурбины.

Изобретение относится к солнечной энергетике и может быть использовано при создании аэродинамических гелиостанций. .

Изобретение относится к автономным солнечным электростанциям на основе фотоэлектрических преобразователей. .

Изобретение относится к области гелиотехники, в частности к установкам с концентраторами солнечного излучения и средствам их ориентации. .

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для питания тепловых электростанций в тропических и субтропических странах, а также в Южных районах России.

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным электростанциям для получения электричества и теплоты. .

Изобретение относится к гелиоветровой энергетике и может быть использовано для автономного горячего водоснабжения как бытовых, так и промышленных потребителей. .

Изобретение относится к гелиоархитектуре и гелиоэнергетике, в частности к солнечным зданиям со встроенными солнечными энергетическими установками для получения электрической энергии и теплоты.

Изобретение относится к солнечной энергетике, в частности к солнечным энергетическим установкам с концентраторами солнечного излучения для выработки электроэнергии и высокопотенциального тепла.

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.

Изобретение относится к гелиотехнике и позволяет упростить и удешевить конструкцию за счет упрощения технологии производства концентратора и исключения процесса его юстировки во время эксплуатации.

Изобретение относится к химической промышленности и машиностроению и может быть использовано для нагрева поверхностей различных объектов до требуемой температуры методом лучистого теплообмена и, в частности, наиболее эффективно может быть использовано в вакууме, например, работах, связанных с высокотемпературными возгонками материалов при химическом синтезе новых материалов

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.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к солнечным установкам для преобразования энергии солнца в тепловую энергию, и может быть использовано, например, при обогреве любых помещений, а также в сельском хозяйстве

Изобретение относится к области вентиляции и может быть использовано для естественной вентиляции зданий, сооружений, например, животноводческих помещений

Изобретение относится к энергетике, а точнее к гелиотехнике, и может быть использовано для энергоснабжения потребителей

Изобретение относится к области гелиоэнергетики, в которой применяются темные гелиопоглощающие и лучеотражающие зеркальные поверхности с целью использования тепловой энергии солнечных лучей для выработки товарной электрической и тепловой энергии, а кроме того, одновременно и для отражения солнечных лучей от приземных поверхностей в верхние слои атмосферы и в космическое пространство, за счет чего часть тепловой энергии солнечных лучей передается в космическое пространство вместо нагрева приземных слоев окружающей среды

Изобретение относится к солнечной энергетике и может найти применение в солнечных электростанциях для преобразования солнечной энергии в электрическую, а также в качестве энергетической установки индивидуального пользования

Изобретение относится к области использования солнечной и ветровой энергий и предназначено для получения горячей воды для бытовых нужд в южных регионах России
Наверх