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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2044226

Solaranlage

Solaranlage

Name des Erfinders: Tver'yanovich Edward V.
Der Name des Patentinhabers: Tver'yanovich Edward V.
Adresse für die Korrespondenz:
Startdatum des Patents: 1993.05.06

Verwendung: in Solarkraftwerke mit Sonnenstrahlung Konzentratoren. Das erfindungsgemässe Solaranlage, mit einem Empfänger der Strahlung und ausgerichtet auf die Sonne Sonnenstrahlungssystem Konzentrieren einer primären Konzentrator aufweist, um die Strahlung in genauen Fokus in der Brennebene Fokussieren und einen sekundären Reflektor 4 einen gemeinsamen Fokus von den primären Hubs aufweist und in Form von Rotationskörpern aus der Umgebung ihre Symmetrieachsen auf den Strahlungsdetektor gerichtet ist, sind primäre Hubs gleichzeitiger Drehung um seine Herde fähig. Gesamtstrahlungsempfänger kann außerhalb der Brennebene angeordnet werden zwischen der Konzentrator und oder Reflektoren befinden. Da die Konzentratoren eine Fresnel-Linse verwendet werden kann, und als Hyperboloide oder Paraboloide Reflektoren.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Solarenergie - Anlagen mit Solar-Konzentratoren.

Bekannten Solaranlagen mit System konzentriert konstruiert nach dem Schema Cassegrain, in denen die primäre Konzentrator ein Paraboloid ist, ist ein Sekundärreflektor ein konfokales Hyperboloids (eine Fokus des Paraboloids und Hyperboloid kombiniert) und der Strahlungsdetektor wird das Kühlmittel in dem zweiten Brennpunkt des Hyperboloids aufzuheizen installiert.

Der Nachteil dieser Vorrichtung ist die Komplexität der räumlichen Struktur des Cassegrain-System, wenn es Hochleistungsanlagen zu erstellen, die Herstellungs Nabe und einem Reflektor groß (zehn Meter im Durchmesser) ist teuer und schwierig technisches Problem in Hinblick auf die große Segelsystem.

Solaranlage bekannten orientierbaren Sonnensonnenstrahlungssystem konzentriert, umfassend eine primäre Konzentrator aufweist, Fokussieren der Strahlung in der Punkt Foci und sekundären Reflektoren gemeinsamen Brennpunkte aufweisen mit primären Hubs konfiguriert als Rotationskörper um ihre Symmetrieachsen und Richten Strahlung an der gemeinsamen Empfänger.

Der Nachteil dieser Einrichtung ist ein mehrfacher Strahlung am Sekundärreflektor und Ellipsoid Sekundärspiegel, und die Notwendigkeit für zusätzliche Tracking-Flachspiegel.

Die Erfindung zielt darauf ab, diese Nachteile, Reduzierung der Energieverlust, erhöhen die Effizienz und vereinfacht die Anlagenstruktur mit zunehmender Leistung zu beheben.

Zu diesem Zweck wird in der Solareinheit, die Strahlung und ausgerichtet auf die Sonne Sonnenstrahlungssystem-Empfänger Konzentrieren einer primären Konzentrator aufweist, wobei der Schwerpunkt Strahlungsfleck fokussiert auf die Fokalebene und einen sekundären Reflektoren einen gemeinsamen Fokus von den primären Hubs und konfiguriert als Rotationskörper um ihre Achsen aufweist, Symmetrie Strahlungsdetektoren gerichtet, die Symmetrieachse der sekundären Reflektoren sind mit einer gemeinsamen Strahlungsempfänger oder die Gruppe Hub für die gesamte Primärsystem gerichtet und Naben der Lage sind, die gleichzeitige Drehung um ihre Brennpunkte. Gesamtstrahlungsempfänger kann zwischen den primären und sekundären Reflektoren Konzentratoren angeordnet sein. Gesamtstrahlungsempfänger kann hinter der Brennebene des primären Konzentrator befinden. Primär Konzentrator kann als Fresnel-Linse ausgebildet sein. Sekundäre Reflektoren können in der Form von Hyperboloiden oder Paraboloide sein.

Die Richtung der Symmetrieachsen des sekundären Reflektors auf die Gesamtstrahlungsdetektorgruppe oder primären Hub für die gesamte Konzentrator-System reduziert die Anzahl der Empfänger zu einem Stück der gesamten Anlage, die miteinander Verluste in den einzelnen Empfängern Schalten reduziert. Die Möglichkeit, eine synchrone Drehung der primären Hubs um seine Tricks, um die Konstruktion der gesamten Anlage zu vereinfachen, da diese Pflanze selbst stationär bleibt, und die Ausrichtung der Sonne wird durch Drehen des primären Hubs mit weniger Gewicht als alle konzentrierenden Systemen nur dann durchgeführt. Ort gemeinsame Detektoren zwischen den Primär- und Sekundärreflektoren Konzentratoren erhöht die Kompaktheit des Gerätes. Lage des Gesamtstrahlungsdetektor Brennebene ermöglicht durch die Verwendung von Strahlung, die von einer großen Anzahl von primären Hubs Anlagenkapazität zu erhöhen.

als primäre Hubs Fresnel-Linse verwendet, kann die Ressourceninstallationsarbeiten zu erhöhen, da die Linse nicht reflektierende Schicht ist, dass im Laufe der Zeit, die Korrosion, sondern auch die Kosten für die Installation zu reduzieren, da die Herstellung von Fresnel-Linsen ist billiger herzustellen als Parabolspiegel und leicht zu verarbeiten Automatisierung .

Verwenden Sie als Sekundärreflektoren Paraboloide eine gleichmäßige Ausleuchtung auf dem Empfänger-Strahlung liefert, die sich auf den Betrieb solcher Transformatoren als Solarzellen einen positiven Effekt hat.

Fig. 1 ist ein schematischer Querschnitt der Anlage mit der Anreicherungssystem in Form von Paraboloiden gemacht, sind die sekundären Reflektoren in Form von Hyperboloiden, Achse, deren Symmetrie für die allgemeine Strahlungsdetektoren zwischen den primären und sekundären Reflektoren Konzentratoren installiert verwendet; Fig. 2 als primäre Konzentrator Fresnel-Linse verwendet werden, und die sekundären Reflektoren in Form von Paraboloiden; Fig. 3 zeigt die Lage des Strahlungsdetektors der Brennebene des primären Hubs; Fig. 4 Standort des Empfängers General der Brennebene der Fresnel-Linse; Fig. 5 demonstriert die Fähigkeit, sich auf den Sonnenprimärreflektoren in Form von Paraboloide zu konzentrieren; Fig. 6 Möglichkeit der Ausrichtung zur Sonne Fresnel-Linsen.

Auch sind die Zeichnungen nicht gezeigt: die Höhe H des optischen Systems, Gesamtabmessung L, definiert als die Entfernung von dem Empfänger 1 die Winkel i Symmetrieachse Neigung des Sekundärreflektor auf der Brennebene. Die gestrichelte Linie zeigt die fehlenden Teile des Sekundärspiegels.

Solaranlage (sm. Fig. 1), enthält die Strahlungsdetektoren 1 und ausgerichtet auf die Sonne Eindicksystem eine primäre Naben mit 2, die Strahlung in Punktfokus Fokussierung F 1, F 2, F 6 auf der Brennebene 3 und der sekundäre Reflektor 4 mit gemeinsame Brennpunkte F 1, F 2, F 6, mit primären Naben 1 und in Form von Rotationskörpern um ihre Symmetrie 5 Soja gerichtet auf die Strahlungsempfänger 1 in diesem Fall die Symmetrieachse der sekundären Reflektoren 4, 5 sind darauf gerichtet , auf einen gemeinsamen Strahlungsempfänger Gruppe Konzentratoren gemacht 2 oder für das gesamte System, eines primären Hubs sind drehbar um ihre Schwerpunkte F 1, F 2, F 6 (siehe Fig. Fig. 5 und 6).

Gesamt Empfänger 1 kann zwischen den primären und sekundären Konzentratoren zwei Reflektoren 4 (siehe Fig. 1-3.) Angeordnet werden.

Solaranlage

Gesamt Empfänger 1 kann hinter der Brennebene der drei Primär Naben 2 (s. Fig. 3-5) angeordnet sein.

Primären Hub 2 kann als Fresnel-Linse ausgebildet sein (vgl. Fig. 2, 4, 6).

Die sekundären Reflektoren 4 können in Form von Paraboloiden hergestellt werden (vgl. Fig. 2, 3, 5, 6).

Works Einstellung folgt.

Die einfallende Sonnenstrahlung auf den Sonnenorientierten Primärnetzknoten 2 (siehe. Abb. 1), in Form von Paraboloide gemacht, die sich in Richtung auf die Brennpunkte F 1, F 2, F 6 in der Brennebene befindet 3. Gegen Strahlung fällt F i Brennpunkte auf den sekundären Reflektoren 4 in Form von Hyperboloiden gemacht (siehe. Fig. 1) oder Paraboloide (siehe. Abb. 2). Sekundäre Reflektoren 4 haben gemeinsame Brennpunkte F 1, F 2, F 6 mit primären Hubs 2. Aufgrund geometrischen Gesetze für diese Reflektoren bilden (Hyperbel oder Parabel) Sonnenstrahlung wird von ihnen reflektiert wie folgt: zu Übertreibungen als konvergente Lichtströme in dem zweiten Brennpunkt F'libo als parallelen Lichtstrom von Parabeln. Wie durch den sekundären Reflektor 4 Strömung reflektiert wird, um die Kraft der geometrischen Eigenschaften immer parallel zur Reflektorgruppe Symmetrieachsen 5 (optische Haupt Hyperbel Achse oder Parabel), die wiederum gerichtet sind auf die Strahlungsempfänger 1, wobei die optische Strahlung von dem sekundären Reflektor 1 ist mit einem gemeinsamen Empfänger gerichtet (F 1, F 2, F 3) und einen Empfänger auf der anderen Seite für die zweite Gruppe von Reflektoren (F 4, F 5, F 6). In diesem Fall ist die Symmetrieachse 5 können unterschiedliche Winkel 1 2 3 zu der Brennebene 3.

Wenn das optische System eine einzige Strahlungsdetektor 1 hat, dann werden alle die Sonneneinstrahlung zu jeder primären Hubs ankommt 2 auf es fällt (siehe. Fig. 2). Der primäre Nabe 2 kann eine Fresnel-Linse verwendet werden (vgl. Fig. 2, 4, 6).

Um die Kompaktheit der Anlage des Strahlungsdetektors 1 erhöhen kann zwischen den primären und sekundären Konzentratoren zwei Reflektoren 4 (s. Fig. 2, 3, 5) positioniert werden. In diesem Fall sind die Winkel i begrenzt Gesamtabmessung L der Primärnetzknoten 2 und die Größe von N die Höhe der Brennebene Position, und die gegenseitige Verschattung und Sekundärreflektoren zu bestimmen.

In dem Fall, wenn der Strahlungsdetektor 1 außerhalb der Brennebene 3 angeordnet ist, Beschränkungen für den Ecken i viel kleiner und erhöht somit die Größe L, und daher die Kapazität der Anlage und die Emissionskonzentration in dem Empfänger 1 zu erhöhen.

Primären Hub 2 in der Lage sein um seine Synchron Foci F 1, F 2, F 6 zur Ausrichtung auf die Sonne zu drehen. In diesem Fall Strahlungsdetektoren 1 und sekundären Reflektoren 4 fest bleiben, wie der Rest der Anlage als Ganzes, und die Ausrichtung der Sonne Primär Naben 2 in Form von Paraboloiden (vgl. Fig. 5) oder in Form von Fresnel-Linsen (siehe. Abb. 6) durchgeführt wird nur die gleichzeitige Drehung um zwei Naben jeder seiner Fokus F 1, F 2, F 6.

Technischen und wirtschaftlichen Vorteile dieser technischen Lösung sind die folgenden: Abnahme im Verhältnis zu den Gesamtabmessungen der Länge L der einzelnen Schalt Empfängern Ausgangsleistung der Anlage. Zum Beispiel sollte die Wärmekapazität von 1 MW Gesamtfläche von primären Hubs eingestellt sein (wenn die Sonnenstrahlung von 1000 W / m 2, Reflexions Konzentratoren und Reflektoren 0,85) von ca. 1384 m2 (ein Quadrat mit einer Seitenlänge von 37 m L).

Wenn die Installation auf einem Prototyp-Schaltung, wenn jede primäre Nabe, beispielsweise in Form eines Quadrats von 1 m x 1 m einen Strahlungsempfänger hat, wird der Empfänger die Gesamtzahl der 1384 Stücke zu machen. und Umschalten auf die beste Länge (alle Empfänger in Reihe geschaltet sind) 1722 m.

Im Fall der Anlage nach dem Schema in Fig. 3 oder 4 Kabellänge oder ein Wärmeleiter für die Stromausgabe von der Anlage im schlimmsten Fall 37 m sein.

Solaranlage

Wärmekraftsystem von 1 MW und einer Fläche von 1384 m 2 (37 mx 37 m) mit den Bodenverhältnissen Orientierung wird konzentriert sein , erhebliche Schwierigkeiten, da die Umsetzung bedarf es sperrig und starke Drehstruktur.

Führen Sie die Installation von Fig. 5 oder 6 ermöglicht eine feste Installation nur die Ausrichtung der primären Hubs durchzuführen mit deutlich weniger Gewicht als die gesamte Anlage, den Energiebedarf von der Ausrichtung zu reduzieren, die Kapazität der Anlage selbst zu erhöhen.

FORDERUNGEN

1. Solaranlagen enthält, auf die Sonne ausgerichtet Sonnenstrahlung konzentriert werden eine primäre Konzentrator aufweist, wobei die Strahlung in Punktfokus Fokussierung und Sekundärreflektoren mit gemeinsamen Tricks mit primären Hubs, in Form von Körpern der Drehung um ihre Symmetrieachsen und Führungen auf einem gemeinsamen Empfänger Licht gemacht dadurch gekennzeichnet, dass die primären Hubs der gleichzeitigen Drehung um ihre Brennpunkte der Lage sind, und die sekundären Reflektoren stationär sind, sind in Form von Hyperboloiden oder Paraboloiden, sind die Symmetrieachse, von denen an den Empfänger gerichtet ist.

2. Anlage nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger zwischen den primären und sekundären Reflektoren Konzentratoren geteilt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die primären Hubs als Fresnel-Linsen ausgebildet sind.

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Erscheinungsdatum 18.03.2007gg