Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные	Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения	Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела
Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки)

ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2133414

СОЛНЕЧНЫЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ С КОНЦЕНТРАТОРОМ ЭНЕРГИИ (ВАРИАНТЫ)

Имя заявителя: Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства
Имя изобретателя: Безруких П.П.(RU); Стребков Д.С.(RU); Тверьянович Э.В.(RU); Артемов А.А.(RU); Петар Ракин (YU); Камышова С.А.(RU)
Имя патентообладателя: Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства
Адрес для переписки: 109456, Москва, 1-й Вешняковский пр.2, ВИЭСХ, ОНТИ и патентования
Дата начала действия патента: 1998.03.12

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным фотоэлектрическим модулям с концентраторами излучения для получения электричества.

Задачей изобретения являетсяповышение степени концентрации солнечного излучения в фотоэлектрическом модуле и снижение его стоимости. Указанный технический результат достигается тем, что оптический элемент выполнен в виде концентратора энергии из прозрачного для солнечного излучения материала в виде призмы 1 полного внутреннего отражения, при этом гранью входа излучения 3 служит большее основание призмы 1, имеющее форму прямоугольника, а гранью выхода 4 излучения служит меньшее основание оптического элемента, имеющее форму круга, на котором установлен фотопреобразователь 5, повторяющий форму грани выхода 4. Фотопреобразователь 5 может быть выполнен согласно второму варианту с двусторонней чувствительностью и установлен с примыканием второй стороной к выходной грани 4 дополнительного концентратора.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным фотоэлектрическим модулям с концентраторами излучения для получения электричества.

Известен фотоэлектрический модуль, содержащий концентратор солнечной энергии, выполненный в виде оптически прозрачной призмы полного внутреннего отражения, имеющей форму усеченной пирамиды (а.с. СССР N 1620784б МКИ⁶F 24J 2/08, БИ N2, 1991г.).

Разновеликие основания служат гранями входа и выхода излучения. Фотопреобразователь установлен в контакте с гранью выхода излучения, т.Е. в контакте с меньшим основанием. Отношение площадей граней призмы, содержащих рабочую поверхность и солнечные элементы, определяет коэффициент концентрации солнечного фотоэлектрического модуля.

Недостатком данного конструктивного решения является необходимость обрезать круглые пластины кремния, что приводит к увеличению стоимости модуля.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является фотоэлектрический модуль, содержащий оптический элемент с трапециевидным поперечным сечением, боковые грани которого выполнены отражающими излучение, а разновеликие основания служат гранями входа и выхода излучения, имеющий форму усеченного конуса (а.с. СССР N1048260, МКИ⁶ F24J3/02, БИ N38, 1983 г.).

Коэффициент заполнения поверхности в этом случае мал, следовательно, значительная часть солнечного излучения не попадает на поверхность фотопреобразователя, что приводит к снижению выходной мощности фотоэлектрического модуля.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение степени концентрации солнечного излучения в фотоэлектрическом модуле и снижение его стоимости за счет рационального использования площади рабочей поверхности концентратора и упрощения технологии изготовления фотоэлектрического модуля.

В результате использования предлагаемого изобретения повышается удельная мощность оптического элемента, упрощается технология изготовления фотоэлектрического модуля и снижается его стоимость.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в солнечном фотоэлектрическом модуле с концентратором энергии, имеющем оптически прозрачный элемент с входной и выходной гранями, фотопреобразователь, выходная грань выполнена в форме круга. Фотопреобразователь с двухсторонней чувствительностью установлен на выходных гранях двух концентраторов, направленных в противоположные стороны.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1, фиг.2, фиг.3.

На фиг.1 представлена общая схема солнечного фотоэлектрического модуля с концентратором
энергии с ходом лучей.

На фиг.2 изображен общий вид солнечного фотоэлектрического модуля.

На фиг. 3 представлен сдвоенный солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором энергии.

Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором энергии содержитоптический прозрачный элемент 1, выполненный из материала с коэффициентом преломления n, коническую отражающую поверхность 2, прямоугольную входную грань 3 и выходную грань 4, на которой установлен фотопреобразователь 5. Причем выходная грань 4 выполнена меньшего размера по отношению к входной грани 3 и выполнена в форме круга.

СОЛНЕЧНЫЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ

Солнечное излучение попадает на входную грань 3 входа концентратора, проникает внутрь, достигая конических отражающих поверхностей 2, на которых нанесено отражающее покрытие, отражается к грани 3 входа излучения под углом полного внутреннего отражения, после чего отражается к выходной грани 4 выхода оптического излучения из концентратора, где установлен фотопреобразователь 5, который преобразует излучение в электрический ток. В сдвоенном солнечном фотоэлектрическом модуле с концентратором энергии фотопреобразователь 5 с двухсторонней чувствительностью установлен на выходных гранях 4 двух концентраторов, направленных в противоположные стороны. Работает солнечный фотоэлектрический модуль аналогичным образом.

Угол между конической поверхностью и поверхностью входа излучения подбирается из соотношения

=2,

где - угол полного внутреннего отражения для материала концентратора, с коэффициентом преломления n,

причем =arcsin1/n.

При этом максимальная концентрация излучения будет достигнута при выполнении условия:

d = 2h · tg2, где h - высота поперечного сечения оптического элемента; d - ширина меньшего основания оптического элемента.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Солнечный фотоэлектрический модуль, содержащий концентратор энергии в виде оптически прозрачного элемента из материала с коэффициентом преломления n, имеющего коническую отражающую поверхность, входную грань и выходную грань меньшего размера в форме круга с установленным на ней фотопреобразователем, отличающийся тем, что входная грань концентратора выполнена в виде прямоугольника.

2. Солнечный фотоэлектрический модуль, содержащий концентратор энергии в виде оптически прозрачного элемента из материала с коэффициентом преломления n с боковой отражающей поверхностью, входную грань и меньшего размера выходную грань с установленным на ней фотопреобразователем, отличающийся тем, что фотопреобразователь выполнен с двусторонней чувствительностью, а на его другой стороне с примыканием выходной гранью установлен дополнительный концентратор энергии.

Версия для печати
Дата публикации 09.11.2006гг

НОВЫЕ СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ
	Технология изготовления универсальных муфт для бесварочного, безрезьбового, бесфлянцевого соединения отрезков труб в трубопроводах высокого давления (имеется видео)
	Технология очистки нефти и нефтепродуктов
	О возможности перемещения замкнутой механической системы за счёт внутренних сил
	Свечение жидкости в тонких диэлектрических каналох
	Взаимосвязь между квантовой и классической механикой
	Миллиметровые волны в медицине. Новый взгляд. ММВ терапия
	Магнитный двигатель
	Источник тепла на базе нососных агрегатов