Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

КОНЦЕНТРАТОР СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ - Патент РФ 2135907
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
КОНЦЕНТРАТОР СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ
КОНЦЕНТРАТОР СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

КОНЦЕНТРАТОР СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к высокотемпературной гелиотехнике и позволяет собирать и концентрировать солнечную энергию с целью преобразования ее в тепловую или электрическую. С помощью предлагаемого изобретения достигается увеличение степени концентрации солнечной энергии с одновременным уменьшением стоимости изготовления и повышением удобства монтажа и транспортировки концентратора. Концентратор представляет собой форму складывающегося усеченного конуса, состоящего из плоских радиальных лепестков 1 с одинаковым углом α наклона к фокальной плоскости и с внутренней отражающей поверхностью в виде колец 2, составленных из зеркальных фасет 3, ширина которых определяется размером лепестка, а высота - шириной отражающего кольца 2. 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2135907
Класс(ы) патента: F24J2/15
Номер заявки: 98104097/06
Дата подачи заявки: 04.03.1998
Дата публикации: 27.08.1999
Заявитель(и): Кошеляев Евгений Митрофанович; Семенов Виталий Феликсович
Автор(ы): Кошеляев Е.М.; Семенов В.Ф.
Патентообладатель(и): Кошеляев Евгений Митрофанович; Семенов Виталий Феликсович
Описание изобретения: Изобретение относится к высокотемпературной гелиотехнике и позволяет собирать и концентрировать солнечную энергию с целью преобразования ее в тепловую или электрическую.
Известен плоский зеркальный концентратор Френеля [1], отражающая поверхность которого представляет систему концентрических колец с углом наклона к оптической оси, обеспечивающим единый круглый фокус.
Недостатком концентратора Френеля является неполное использование миделя поверхности из-за частичного взаимного затенения отражающих поверхностей гребнями соседних концентрических колец. С уменьшением фокусного расстояния взаимное затенение возрастает.
Концентратор солнечной энергии [2] с отражающими элементами Френеля, опирающимися на параболоцилиндрическую поверхность, частично уменьшает взаимное затенение за счет наклона отражающих элементов к середине цилиндра симметричным образом.
Удобная разборная форма концентратора, состоящего из набора плоских прямоугольных панелей опорной поверхности, расположенных вдоль оси параболоцилиндра, имеет небольшие габариты в разобранном виде и позволяет транспортировать его при меньших затратах.
Недостатком концентратора [2] является все-таки наличие взаимного затенения соседних френелевских элементов, возрастающее по мере их удаления вдоль оси цилиндра от фокального пятна, что ведет к снижению степени концентрации солнечной энергии, которая определяется по формуле:
C=Fа/Fк,
где C - степень концентрации солнечной энергии;
Fа - площадь фокального пятна;
Fк - площадь миделя концентратора.
Вторым недостатком концентратора [2] является эллиптическая форма фокального пятна, что ведет к снижению степени концентрации по сравнению с круглой формой.
Кроме того, френелевские элементы концентратора [2] имеют небольшие размеры, а следовательно, количество их достаточно большое. Каждый элемент требует индивидуальной юстировки в процессе настройки, при этом и прямоугольные панели с отражающими элементами получаются различными. Все это ведет к увеличению стоимости изготовления.
Предлагаемым изобретением решается задача увеличения степени концентрации солнечной энергии с одновременным уменьшением удобств монтажа и транспортировки концентратора.
Для достижения этого технического результата в концентраторе солнечной энергии разборной конструкции, содержащем опорную поверхность в виде плоских панелей, расположенных под углом к фокальной плоскости, с отражающими элементами Френеля, установленными под углом к опорной поверхности, плоские панели опорной поверхности представляют собой радиальные лепестки с одинаковым углом наклона к фокальной плоскости и образующие при сборке форму складывающегося усеченного конуса. Отражающая внутренняя поверхность концентратора выполнена в виде конических колец, состоящих из френелевских элементов в форме зеркальных фасет, ширина которых определяется размером лепестка, а высота - шириной отражающего кольца.
Отличительными признаками предлагаемого концентратора солнечной энергии от указанного выше известного концентратора [2] являются: конструкция опорной поверхности в виде плоских радиальных лепестков с определенным и одинаковым углом наклона к фокальной плоскости, образующие в сборке форме усеченного конуса; внутренняя отражающая поверхность выполнена коническими кольцами; каждое кольцо состоит из зеркальных фасет с шириной, определяемой размером лепестка и высотой, равной ширине отражающего кольца.
Благодаря наличию этих признаков повышается степень концентрации солнечной энергии за счет собирания всех лучей в круглое фокальное пятно путем расположения лепестков с отражающими элементами симметрично оптической оси и с определенным углом наклона к фокальной плоскости. Выбирая угол наклона лепестков и соответствующий угол наклона отражающих элементов, расположенных по кольцу, можно добиться снижения до минимума взаимного затенения отражающих конических колец, что ведет к увеличению коэффициента использования отражающей поверхности и повышению степени концентрации солнечной энергии.
Уменьшение стоимости изготовления получается за счет идентичности плоских лепестков с отражающими элементами и простоты сборки конического концентратора. Выбор размера лепестков, в соответствии с габаритами грузового отсека используемого транспорта, а также складывающаяся форма концентратора повышают удобство монтажа и транспортировки.
Предлагаемый концентратор солнечной энергии иллюстрируется чертежами представленными на фиг. 1, 2.
На фиг. 1 представлен внешний вид концентратора солнечной энергии.
На фиг. 2 показан профиль лепестка конического концентратора солнечной энергии.
Концентратор солнечной энергии (фиг. 1) представляет собой складывающийся конус, который состоит из опорной поверхности в виде плоских радиальных лепестков 1 с углом наклона α к фокальной плоскости (фиг. 2) и внутренней отражающей поверхностью, состоящей из системы конических колец 2, расположенных поперек лепестков. Каждое кольцо собрано из зеркальных фасет 3 с углами наклона γn (фиг. 2) к опорной поверхности с шириной, ограниченной размером лепестка, а высотой ln, равной ширине отражающего кольца. Приемник излучения 5 с диаметром апертуры dа устанавливается в фокусе концентратора.
Концентратор солнечной энергии работает следующим образом.
Солнечные лучи 4, попадая на отражающие элементы 3, отражаются в апертуру приемника излучения 5. Это происходит за счет соответствующего выбора параметров α, γn, ln.
При заданных радиусе концентратора R, фокусном расстоянии f и диаметре апертуры приемника dа значения угла наклона лепестков α, углов наклона отражающих элементов γn и высоты фасет ln выбираются из условий получения максимальной степени концентрации солнечной энергии.
Изобретение предполагается использовать на крупногабаритных наземных и космических солнечных энергоустановках, на которых из требований предельного уменьшения габаритов, увеличения эффективности и уменьшения стоимости изготовления, приходится выбирать короткофокусную схему складывающегося концентратора.
Список литературы
1. Дрессер Д. "Основы проектирования солнечных энергетических устройств". В сб.: Использование солнечной энергии при космических исследованиях Пер.с английского под редакцией В.А.Баума.-М: Мир, 1964.
2. Авторское свидетельство СССР N 1633238, F 24 J 2/10, 1991.
Формула изобретения: Концентратор солнечной энергии, содержащий опорную поверхность разборной конструкции в виде плоских панелей, расположенных под углом к фокальной плоскости, с отражающими элементами Френеля, установленными под углом к опорной поверхности, отличающийся тем, что плоские панели опорной поверхности концентратора представляют собой радиальные лепестки с определенным и одинаковым углом наклона к фокальной плоскости и образуют при сборке форму складывающегося усеченного конуса, а отражающая внутренняя поверхность концентратора выполнена в виде конических колец, состоящих из зеркальных фасет, ширина которых определяется размером лепестка, а высота - шириной отражающего кольца.