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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2133415

Solar-PV-Module (optional)

Solar-PV-Module (optional)

Name des Erfinders:. Strebkov DS; Bezrukikh PP. Tver'yanovich E.V. Herodion AE
Der Name des Patentinhabers: All-Russischen Forschungsinstitut für Elektrifizierung der Landwirtschaft
Korrespondenzanschrift: 109456, Moskau, 1. Veshnyakovskaya Ex 2, VIESH, Onti und Patentierung
Startdatum des Patents: 1998.04.29

Die Erfindung bezieht sich auf Solarenergie, insbesondere Photovoltaik-Solarmodule mit Konzentratoren der Sonnenstrahlung Strom und Wärme zu erzeugen. Die Erfindung ermöglicht eine Photovoltaik-Modul mit einem statischen Konzentrator mit Querschnittsabmessungen entsprechend den Abmessungen des flachen Photovoltaik-Modul zu schaffen spezifische Leistung photoconverter verbessert zu haben. Das obige technische Ergebnis wird durch die Tatsache, dass die Solar-Photovoltaik-Modul, hergestellt in Form eines Prismas 1 der Totalreflexion erreicht, 5 eine Arbeitsfläche aufweist, wobei die Rückseite der Spiegelfläche 4 und der unteren Seitenfläche 2, die die geschalteten Photovoltaik 3, auf der Arbeitsfläche 5 des Prismas 1 Satz Satz mehrere Reihen von Miniatur gespiegelt Projektionsflächen 7 Zweiweg Spiegelfläche, die in Richtung der Ebene des Prismas ausgerichtet ist Flächen 2 1, mit Photovoltaik 3. der Photovoltaik-Modul nach wenigstens einer Seite des Moduls installiert Spiegelreflektor 11 als parabolotsilindricheskogo mit einem Fokus focline liegt in photoconverter Ebene.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Solar - Photovoltaik - Module mit Konzentratoren der Sonnenstrahlung zu gelioenegretike, um Strom und Wärme erzeugen.

Bekannte Solar-Photovoltaik-Modul an der Nabe in Form eines Prismas mit innerer Totalreflexion (DRMils, JE / Giutronch. Ideal Prism Solar Concentratois. Solar Energy. Vol.21, 1978, p.423).

Der Nachteil dieses Solarmodul ist eine niedrige Konzentration Faktor. Dies ist aufgrund der Tatsache , dass bei einer Strahlungseintrittswinkel relativ zu der Oberflächennormalen ± 23,5 o minimalen Scheitelwinkel des Prismas 28 o und der Konzentrationsfaktor K = 1 / sin = 1,8. Um den Koeffizienten des Prismas erhöhen, ist notwendig, um die Konzentration des Scheitelwinkels des Prismas zu reduzieren, aber es erhöht die Emissionswinkel und erhöht die Strahlungsverluste durch Flußmittel Abweichungen von der optimalen senkrecht zu der Prismenfläche.

Die am nächsten an der technischen Natur der vorliegenden Erfindung ist ein Solarmodul mit einem Hub-basierten parabolotsilindricheskih foclines auf beiden Seiten entlang der Kanten von Solarzellen (Solar Tobay, Yuly / August 1997 R.31) installiert.

Der Nachteil dieses Moduls ist eine niedrige Konzentration Faktor 2 bis 2,5. Ein weiterer Nachteil ist die hohe Höhe des Moduls an der Nabe, mehr als die Größe des flachen PV-Modul ohne Hub in 4 - 6 mal. Die Nachteile der beiden bekannten Arten von Photovoltaik-Modulen ist eine geringe Leistungsdichte photoconverter.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Photovoltaikmodul mit einem statischen Konzentrator mit Querschnittsabmessungen entsprechend den Abmessungen des flachen photovoltaischen Modulen zu liefern und eine erhöhte Leistungsdichte photoconverter aufweist.

Als Ergebnis der Solar-Photovoltaik-Modul vorgeschlagen erhöht die Leistungsdichte photoconverter.

Das obige technische Ergebnis wird dadurch erreicht, dass in den PV-Module mit Energie Nabe, in Form eines Prismas eine innere Totalreflexion hergestellt, mit einer Arbeitsfläche, auf der der einfallenden Strahlung ist, die Rückseite der Spiegelfläche und einer Seiten untere Fläche, auf der installiert die geschalteten Photovoltaik, auf der Arbeitsfläche des Prismas in mehreren Reihen Miniatur SLR Bildschirm mit beidseitiger spiegelartige Oberfläche installiert, die in Richtung der Ebene des Prismas enthält Photovoltaik ausgerichtet ist. Miniaturspiegelschirme in Form von parallelen Lamellen identisch orientiert Hälften parabolotsilindricheskih foclines konkave Oberfläche zugewandt ist, die Lichtwandler und der Fokus wird unter jeder sich focline benachbarten focline konvexe Oberfläche in der Nähe seiner Austrittskante. Miniaturspiegelschirme können in Form von Jalousien flachen Spiegelfacetten sein, die zu der Ebene der Arbeitsfläche des Prismas in einem Winkel von 60 geneigt ist , - 90 o.

In einer weiteren Abwandlung des vorgeschlagenen photovoltaischen Moduls mit zwei internen Totalreflexionsprismen Energiekonzentrators montiert symmetrisch und miteinander verbunden, so dass die photoconverter gemeinsam ist sowohl die Prismen und zeigt Miniaturspiegel montiert symmetrisch auf beiden Prismen Zähler oder auf einem von ihnen. In einer weiteren Modifikation der PV-Modul mit einer Energie Nabe mit mindestens einer Seite des Moduls in Form eines Spiegelreflektor parabolotsilindricheskogo focline mit einem Fokus liegt in photoconverter Ebene installiert ist.

Fig. 1 zeigt ein Photovoltaik-Solarmodul mit einem Prisma und dem Miniatur-Spiegel in Form von Bildschirmen paralleler Lamellen parabolotsilindricheskih foclines Querschnitt; Fig. 2 - Solar-Photovoltaik-Modul, bestehend aus zwei Prismen mit Miniatur gespiegelt Bildschirme; Fig. 3 - Solar-Photovoltaik-Modul, bestehend aus zwei Prismen, von denen eine Miniatur-SLR-Bildschirme von parabolotsilindricheskih foclines hat; Fig. 4 - Solar-Photovoltaik-Modul aus zwei Prismen mit einem Miniatur-Spiegel von foclines Bildschirme und flache Facette auf jeder Seite des Moduls installierten Reflektoren in Form parabolotsilindricheskogo focline einen gemeinsamen Schwerpunkt in photoconverter Ebene liegen; Fig. 5 zeigt eine Solar-Photovoltaik-Modul der beiden Prismen, von denen eine Miniatur-SLR-Bildschirme von flachen Spiegelfacetten hat. 6 und 7 zeigt den Weg des Solar-PV-Modul.

Photovoltaik-Modul mit Leistungs Nabe umfasst ein komplettes Prismenreflektor 1, 2 auf der Seite der dem photovoltaischen Wandler eingebaut ist 3. Prism hat eine hintere Spiegeloberfläche 4 und 5 Arbeitsfläche, auf der die Strahlung einfällt. Auf der Arbeitsfläche 5 des Prisma installiert Fensterläden 6 in die Miniatur-Spiegel von den Bildschirmen 7 parabolotsilindricheskih mikrofoklinov 8 Hälften verbunden sind, wobei die obere Halbebene mikrofoklinov und deren optische Achse parallel zur Ebene der Solarzellen 3. Fokus F mikrofoklina jede Hälfte 8 auf der Seite in der Nähe des photoconverter in der Nähe 3 Nähe zu einer konvexen Fläche der benachbarten Hälften mikrofoklina 9 3 zwischen der ersten Hälfte und 8 mikrofoklina phototransformator entfernt.

Fig. 1 ein Prisma 2 hat zwei bilateralen gemeinsamen phototransformator 3 und Arbeitsfläche 5, auf dem die Lamellen 6 zusammengesetzt sind aus winzigen Spiegel von den Bildschirmen 7 parabolotsilindricheskih mikrofoklinov 8, wobei die konkave Oberfläche der mikrofoklinov 8 phototransformator 3.

Fig. 3, eines der Prismen hat einen 1 auf der Arbeitsfläche 5 der Verschlüsse 6 Miniaturspiegel 7 in Form von Bildschirmen parabolotsilindricheskih mikrofoklinov 8 halbiert und das zweite Prisma 1 gespiegelt enthält Bildschirme.

Fig. 4, eines der Prismen hat eine 1 auf der Arbeitsfläche 5 der Verschlüsse 6 Miniaturspiegel 7 in Form von Bildschirmen 8 und dem zweiten Prisma mikrofoklinov - Miniaturspiegel als Flachbildschirme mikrofatset 11 10. Auf jeder Seite des Moduls Spiegel ist in dem Spiegelreflektor als Fokus parabolotsilindricheskogo focline installiert F 0 in der Ebene 3 photoconverter entfernt.

Fig. 5, eines der Prismen hat eine 1 auf der Arbeitsfläche 5 Miniaturspiegel als Flachbildschirme mikrofatset Spiegel 10 und das zweite Prisma 1 hat keine verspiegelte Bildschirme.

Fig. 6, 7, der Winkel zwischen der Oberfläche 5 und der hinteren Oberfläche des Spiegels ein Prisma 0, ist der Strahlungseintrittswinkel , Brennweite mikrofoklina OF 1, wobei der Abstand zwischen mikrofoklinami oder zwischen den flachen Spiegelfacetten und der Breite der Arbeitsfläche des Prismas von L, photoconverter Breite d, der Winkel der Facettenebene 10 auf die Arbeitsfläche des 5- Höhe Spiegel Bildschirme h.

Ein Beispiel einer besonderen Ausführungsform des photovoltaischen Moduls.

Das Prisma 1 ist hohl mit einer Oberseite des Glas verstärkten Glas mit einem niedrigen Eisengehalt, Heck- und Seitenflächen des Prismas aus Glas oder Aluminium, verzinktem Stahl, und eine Spiegelbeschichtung haben. Prisma mit einer optisch transparenten Flüssigkeit wie beispielsweise ein Silikonfluid, Öl oder Wasser gefüllt ist. Prismenbreite L = 500 mm, Breite 100 mm photoconverter Winkel 11 = 0o, das Konzentrationsverhältnis von 5, falsetto Höhe h = 30 mm, Abstand zwischen den Facetten 15 mm, der Neigungswinkel der Facetten des Prismas auf die Arbeitsfläche = 63 o, die Strahlungseintrittswinkel = 30 o und Öffnungswinkel focline 0 = 38 o. Das Photovoltaik-Modul ist von Westen nach Osten und auf der Arbeitsfläche in Richtung der Sonne zwischen dem 22. März und 22. Juni ausgerichtet normal.

Solar-Konzentrator-Photovoltaik-Modul mit Strom arbeitet wie folgt.

Sonnenstrahlung tritt in die Reflexionsfläche focline 7, 8, 9 und 10 die flache Facette und reflektiert auf der Arbeitsfläche des Prismas 5 mit einem Einfallswinkel gleich oder größer als der Öffnungswinkel focline 0 und nach der Reflexion an der Spiegelfläche und der inneren Totalreflexion von der Arbeitsfläche 5 fällt auf den photovoltaischen Wandler 3. In diesem Fall werden alle Strahlen auf die Oberfläche des Moduls in einem Winkel von ± 23 o 30 'auf der Arbeitsfläche auf der Oberfläche der photoconverter 3. Photovoltaik - Modul benötigt wird konzentriert fallen nicht Verfolgen der Sonne.

Ausführungsmodul als Verbund Konzentrator aus einem oder zwei Prismen mit Miniaturspiegelschirme kann die Konzentration von Sonnenstrahlung und eine spezifische Konzentrator Kapazität zu erhöhen ist 2 bis 6 mal so mit dem Konzentrator an die Prismenbasis verglichen und 2 bis 6-fache der Dicke des Moduls relativ zu der Nabe zu verringern on Basis focline und Prismen.

FORDERUNGEN

1. Photovoltaik-Moduls wird die Energie-Konzentrator eine innere Totalreflexionsprisma umfasst, mit einer Arbeitsfläche, auf der die Sonnenstrahlung fällt, die Rückseite des Spiegels und eine untere Seitenfläche mit geschaltetem photoconverters letzteren montiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche des Prismas eingestellt sind mehrere Reihen von Miniatur gespiegelt Bildschirme mit doppelseitigen Spiegelfläche, die Ebene der Unterlage, die in Richtung der Seite des Prismas ausgerichtet Photovoltaik enthält.

2. Solar photovoltaischen Moduls Energiekonzentrators in Form eines Prismas für interne Totalreflexion aufweist, mit einer Arbeitsfläche, auf der die Sonnenstrahlung fällt, die Rückseite des Spiegels und eine untere Seitenfläche mit geschaltetem photoconverters letzteren montiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche der Miniaturprismen SLR Bildschirme in Form von parallelen Lamellen identisch orientiert Hälften parabolotsilindricheskih konkave Oberfläche foclines von denen die Lichtwandlerflächen und den Schwerpunkt jedes focline benachbart zu der konvexen Seite focline in der Nähe seiner Austrittskante befindet.

3. Solar photovoltaischen Moduls Energiekonzentrators in Form eines Prismas für interne Totalreflexion aufweist, mit einer Arbeitsfläche, auf der die Sonnenstrahlung fällt, die Rückseite des Spiegels und eine untere Seitenfläche mit geschaltetem photoconverters letzteren montiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche der Miniaturprismen 90 o zur Arbeitsfläche des Prismas - SLR Bildschirme in Form von Jalousien flachen Spiegelflächen , deren Ebenen geneigt sind , in einem Winkel von 60 hergestellt.

4. Solar Photovoltaik-Modul einen prismatischen Energiekonzentrators innere Totalreflexion umfasst, mit einer Arbeitsfläche, auf der die Sonnenstrahlung fällt, die Rückseite des Spiegels und mindestens eine kleinere Seitenfläche montiert mit geschaltetem photoconverters letzteren, dadurch gekennzeichnet, daß die geschalteten ausgeführt Photovoltaik BSP Arbeitsfläche, wobei die Nabe - in Form von zwei symmetrisch in einer gemeinsamen angeordnet Prismen die Lichtwandler und die Arbeitsfläche der Nabe im Bereich eines oder beider von Miniaturprismen gespiegelt Bildschirme installiert.

5. Modul nach Anspruch. 1 bis 4, dass zumindest eine Seite des Moduls ist gekennzeichnet als Spiegelreflektor mit parabolotsilindricheskogo focline Fokus installiert in der Ebene des photoconverter entfernt.

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Erscheinungsdatum 10.02.2007gg