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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2295675

Solarmodule mit Konzentratoren

Solarmodule mit Konzentratoren

Name des Erfinders: Strebkov Dmitry S. (RU); Tver'yanovich Eduard Wladimirowitsch (RU); Erhov Mikhail Viktorowitsch (RU); Shepovalova Olga V. (RU); Petar Rakin (YU)
Der Name des Patentinhabers: Strebkov Dmitry S. (RU); Wissenschaftliche Anstalt Öffentlichen Allrussischen Forschungsinstitut für Elektrifizierung der Landwirtschaft (GNU VIESH)
Korrespondenzanschrift: 109456, Moskau, 1. Veshnyakovskaya pr-d, 2, GNU VIESH, OV Golubeva
Startdatum des Patents: 2005.05.05

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Solarenergietechnik, insbesondere an die Schaffung von Solarmodulen mit Solarkonzentratoren Strom und Wärme zu erzeugen, bezieht. Der Solarkonzentrator Modul einen Spiegelreflektor und Strahlungsdetektor mit Zweiwege-Arbeitsfläche umfasst mittschiffs befestigt ist, ist die Nabe in Form polutoroidalnogo ringförmigen Reflektor und der Strahlungsdetektor hat eine Größe gleich der Hälfte des Durchmessers des Querschnitts, und das Modul in der Symmetriezentrum installiert. Die Erfindung sollte eine Erhöhung der Konzentration der Strahlung auf die Strahlungsempfänger bereitzustellen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Solarenergietechnik, insbesondere zu erstellen Module mit Solarkonzentratoren der Sonnenstrahlung Strom und Wärme zu erzeugen.

Bekannte Photovoltaik-Modul an der Nabe (Prototyp), bestehend aus einer zylindrischen Nabe mit solarer Strahlungsebene empfängt, ein Querschnitt der Nabe wird auf dem Kreis mit dem Radius r gebildet, und der Strahlungsdetektor mit einem zweiseitigen Arbeitsfläche, die №2342558 in der Ebene des Radius r (Französisch Patent befindet, publ. 09.23.77, MKI H 01 I 31/08, G 02 B 5/08). Sonnenstrahlung gelangt auf einer Empfangsebene, die einen Teil des Strahlungsempfängers installiert ist, hergestellt in der Form von Solarzellen mit Zwei-Wege-Empfindlichkeit, ein Teil der Sonnenstrahlung fällt direkt auf der Vorderseite des Strahlungsdetektors auf der Empfangsebene innerhalb des Radius r befindet. Ein zweiter Teil der Aufnahmeebene, und einer Größe R, gelangt die Strahlung an den Konzentrator, reflektiert und fällt auf die Rückseite des Strahlungsdetektors. Konzentration (geometrische) Strahlung auf die Solarzellen, ist das Flächenverhältnis gleich dem Empfangsebene (2r) auf den Bereich der Solarzellen (r), in diesem Fall zwei ist.

Der Nachteil dieser Lösung ist die geringe Konzentration der Strahlung auf die Solarzellen, die im Idealfall gleich 2 ist, und in real, unter Berücksichtigung der Reflexion von der zylindrischen Nabe wird 1,5-1,6 sein, die als die Kosten der Modulparameter (für Photovoltaikmodule zu einer leichten Veränderung führt ) und thermischen Parameter (der kombinierten Module Strom und Wärme zu erzeugen).

Bekannten Solarmodul an der Nabe aus einer zylindrischen Nabe mit einer Aufnahmesonnenstrahlungsebene und der Empfänger Strahlung bilaterale Arbeitsfläche, in der der Querschnitt der zylindrischen Nabe durch zwei Radien durch wird der Kreisradius r mit einem Kreis mit großem Radius R gepaart in der Ebene, in der die Mitten befinden beide Radien senkrecht zu der Ebene der empfangenden Strahlung. Der Strahlungsdetektor kann in dem Radius r-Ebene fällt mit der Ebene der Konjugation von Kreisen mit Radien r und R (Pat. Russian №2191329, ICI F 24 J 2/14, 20.02.2001) positioniert werden.

Das Modul hat eine höhere Konzentration mit dem Strahlungs analog verglichen. Der Nachteil des Solarmoduls ist ein niedriger Wert des Öffnungswinkels 0-90 °, in dem das Solarmodul die direkte und diffuse Sonnenstrahlung konzentriert.

Die vorliegende Erfindung löst das technische Problem: die Konzentration der Strahlung auf den Strahlungsempfänger zu erhöhen.

Um dieses Ergebnis in dem Solarmodul zu erreichen, die Nabe einen Spiegelreflektor und Strahlungsdetektor mit zweiseitigen Oberfläche umfasst mittschiffs zwischen Reflektorachse montiert ist und einer seiner Kanten ist die Nabe als ringförmiger polutoroidalnogo Reflektor, dessen Querschnittsradius ausgelegt ungefähr gleich dem Achsabstand ist, Querschnitt einer Halbsymmetrieachse und der Strahlungsdetektor hat eine Größe gleich der Hälfte des Durchmessers des Querschnitts, und das Modul in der Symmetriezentrum installiert.

Die Zeichnung ist eine Ansicht eines Solarmoduls von Strahlungsquerschnittsansicht des Sonnenstrahlungskonzentrators Modul und dem Schaltungs polutoroidalnym vorbei Sonnenlicht.

Solarmodule mit Konzentratoren

Das Solarmodul besteht aus einer Nabe polutoroidalnogo Spiegelreflektor 1 mit Solarstrahlungsebene midsection Empfangen 2. Polutoroidalny Nabe durch Schneiden in zwei symmetrische toroid Oberfläche einer Ebene ausgebildet ist, die durch die Zentren des Querschnittes des Torus verläuft. Der Querschnitt polutoroidalnogo Reflektor besteht aus zwei Halbkreisen, die einen ringförmigen Reflektor polutoroidalnogo bilden. Strahlungsempfänger 3 vorderen 4 und hinteren 5 Arbeitsplatte mittschiffs Reflektor montiert 2. Der Querschnitt weist einen Radius r 1 und von der Symmetriezentrum des Reflektors 6 in der Entfernung von drei R, R = r entfernt. 7 fällt der Empfänger 3 Symmetriezentrum mit dem Symmetriezentrum 4 des Reflektors 1. Ferner zeigt die Zeichnung: Sonnenstrahlen 1 1 und 1 2 und die Darstellung des Durchlasses in dem Solarmodul, den Empfänger Durchmesser D 1 und D 2 der Durchmesser der Nabe.

Solarmodul arbeitet wie folgt. Sonnenstrahlung gelangt in den polutoroidalny Spiegelreflektor und nach einer oder mehreren Reflexionen kommt auf der Rückfläche 5 des Strahlungsdetektors 3. Zur gleichen Zeit durch die vordere Oberfläche beleuchtet 4 des Empfängers 3. Der geometrische Faktor ist die Konzentration des Solarmoduls . Da D = 2D 12, K = 4.

Empfänger 3 als ein Quadrat mit Seiten gleich D 1 gebildet werden. In diesem Fall wird die geometrische Konzentrationsfaktor

Wenn der Empfänger 3 nur eine Arbeitsfläche 5 gegenüber der Spiegelfläche des Reflektors aufweist, ist das Konzentrationsverhältnis gleich dem Durchmesser D des Rundempfänger 1

für ein Quadrat mit einer Seite des Empfängers D & sub1 ;

Wenn D 2 = 2D - 1, für Rund Empfänger K = 3 und dem Quadrat des Empfängers K = -1.

Als Empfänger 3 unter Verwendung von Photovoltaik-Zellen und metallbeschichtete Absorber. Polutoroidalny spiegelnde Reflektor 1 wird durch Stanzen aus einem Blech, wie poliertem Aluminium.

Polutoroidalny Spiegelreflektor aus einem großen Glasspiegelfacetten gemacht. Ein Ausführungsbeispiel eines Solarmoduls. Gloss Spiegel 1 besteht aus gebürstetem Aluminium mit einem Durchmesser D gemacht = 50 mm 2. Empfänger 3 besteht aus einer Solarzelle der Größe 25 × 25 mm. Solarmodul hat eine elektrische Spitzenleistung von 200 mW, der Konzentrationsfaktor 3, die optische Effizienz von 0,7, was die Effizienz der Solarzelle 14%. Das Solarmodul ist fest installiert und erfordert nicht die Sonne zu verfolgen.

Der Vorteil des Solarmoduls ist ein hoher Konzentrationsfaktor von 3-4 gegenüber dem Stand der Technik und die Verwendung von sowohl direkten und diffuse Sonnenstrahlung in einem Öffnungswinkel von 180 °. Das Solarmodul kann das Kunstlicht, wie beispielsweise der Schweißlichtbogen, elektrische Lampen und Laserlicht aus jeder beliebigen Richtung in der oberen Hälfte 2 Mittelteil konvertiert werden.

FORDERUNGEN

Solarmodul Konzentrator einen Spiegelreflektor und Strahlungsdetektor mit Zweiwege-Arbeitsfläche umfasst montiert mittschiffs, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe als Ring polutoroidalnogo Reflektor ausgebildet ist, und der Strahlungsdetektor hat eine Größe gleich dem Durchmesser der Querschnittshälfte und in der Symmetriezentrum eingestellt Modul.

Druckversion
Erscheinungsdatum 24.03.2007gg