|
| 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) | |||
Навигация: => | На главную/ Каталог патентов/ В раздел каталога/ Назад / |
|
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2194834
КОМПЛЕКС ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ НА СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ
Имя изобретателя: Исачкин Анатолий Федорович
Имя патентообладателя: Исачкин Анатолий Федорович
Адрес для переписки: 188650, Ленинградская обл., Сертолово 1, ул. Школьная, 1, кв.29, А.Ф.Исачкину
Дата начала действия патента: 2001.03.16
Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам, преобразующим солнечную энергию в электрическую. Технический результат - обеспечение нормальных жизненных условий в местах повышенных энергетических нагрузок от внешних воздействий. Комплекс состоит из помещения ангарного типа необходимой площади, в который входят жилое и производственное помещения, ремонтные мастерские, помещения для животноводства и для сельхозрастений, силовая установка на солнечной энергии, солнечные коллекторы и установка выработки биогаза из отходов животноводства и сельхозрастений, при этом коллекторы устанавливаются на части крыши, остальная часть, прозрачная для солнечных лучей, используется для освещения сельхозкультур, коллекторы и прозрачная часть расположены чередующимися полосами. В местах прохода солнечных лучей через крышу устанавливаются отражатели, распределяющие свет на сельхозкультуры. Для увеличения КПД в силовой установке дополнительно к теплу солнечных лучей используется теплота горения биогаза и/или сухих отходов сельхозрастений.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к теплотехнике, а именно к устройствам, преобразующим солнечную энергию в электрическую.
На Земле есть места, где люди почти совсем не живут, например пустыни, пустыни занимают более 17 миллионов квадратных километров, это более 10% от всей суши. Люди не живут в этих местах из за экстремальных природных условий, днем 50-60oC, ночью сильный холод. В то же время на Земле постоянно происходят войны из-за жизненного пространства.
Человек уже давно использует солнечную энергию, но в основном только для отопления и горячего водоснабжения.
Научно-исследовательское отделение голландской фирмы "Филипс" - одна из многих научных организаций, занимающихся изучением и испытанием методов аккумуляции солнечной энергии в практических условиях. Здесь построен экспериментальный односемейный дом сельского типа с солнечным отоплением. Энергетические потребности семьи из четырех человек моделируются посредством двух мини-ЭВМ, которые регулируют отопительную систему и одновременно обрабатывают полученные данные. Для освещения, приготовления пищи, привода насосов и других нужд используется электрическая энергия, а энергию для поддержания в комнатах температуры 24oC дает Солнце. Солнечные коллекторы расположены на южной стороне крыши под углом 48o. На общей площади 20 м2помещены 18 модулей, которые содержат 18 вакуумных стеклянных трубок и сборную трубу. 324 таких коллектора передают солнечную энергию воде, температура которой достигает 95oC. Тепловой аккумулятор, находящийся в подвале, состоит из трех баков теплового насоса и подземного теплообменника. (См. Ю. Тельдеши, Ю. Лесны "Мир ищет энергию", издательство МИР, Москва, 1981 г., стр. 238, рис.107 и 108).
Такая гелиосистема позволяет экономить энергию на обогрев жилых помещений, но она не может полностью обеспечить живущих здесь необходимой для жизни энергией, то есть необходима еще электроэнергия или какое-либо топливо.
Общеизвестны помещения ангарного типа, которые могут быть построены на неограниченно больших площадях. Эти помещения достаточно дешевы, легко и быстро монтируются, а главное они позволяют создать внутри помещения любой искусственный климат, необходимый для жизни человека, животных и растений, независимо от природных условий с наружи помещения.
Поставленная задача - обеспечить нормальные жизненные условия даже в пустынях, используя только энергию Солнца.
Для этого используется "Комплекс жизнеобеспечения на солнечной энергии", состоящий из помещения ангарного типа необходимой площади, в котором часть помещения является жилым, имеются производственные помещения, ремонтные мастерские, помещения для животноводства, остальная площадь используется для выращивания сельхозрастений, для обеспечения комплекса энергией имеется "Силовая установка на солнечной энергии", тепловая энергия для которой получается в "Солнечных коллекторах", установленных на крыше помещения, которые и передают энергию солнечных лучей теплоносителю, а он переносит эту энергию в "Силовую установку...", где более 10% преобразуется в электричество.
Солнечные коллекторы устанавливаются на части крыши, при этом остальная часть крыши, прозрачная для солнечных лучей используется для освещения при выращивании сельхозрастений, для равномерного освещения солнечные коллекторы и прозрачная часть располагаются чередующимися полосами. В местах прохода солнечных лучей через крышу устанавливаются отражатели, равномерно распределяющие свет на сельхозрастения.
Имеется и установка для получения биогаза, использующая отходы сельского
хозяйства и животноводства. Тепло горения биогаза и/или тепло горения сухих отходов
сельхозрастений используются для перегрева рабочего вещества, дополнительно к теплу
солнечных лучей, что существенно повышает КПД установки. (Так как в комплексе со
стороны приходит только солнечная энергия, то и биогаз и горючие отходы
сельхозрастений являются продуктом солнечной энергии.)
В "Комплексе жизнеобеспечения...", так как он защищен от экстремальной погоды
пустыни, можно создать самые выгодные условия для выращивания сельхозпродуктов и
продуктов животноводства, при этом сельхозпродукции в виде зерна и плодов можно
получить до 100 кг с 1 м2 в год, а зеленой массы до 500 кг с 1 м2 в год.
В производственных помещениях могут производиться материальные ценности из местных или других материалов, а и перерабатываться сельхоз и животноводческая продукция. В мастерских могут производиться изделия необходимые для существования и для ремонта помещения и оборудования комплекса.
 | Так, "Комплекс жизнеобеспечения. ..", расположенный в здании ангарного типа размером 100х100 м, площадь которого 10000 м2, в котором площадь "Солнечных коллекторов" занимает 80% от всей площади крыши, что составляет 8000 м2, при использовании тепла солнечных лучей с КПД 0,9, при мощности солнечных лучей около 1 кВт на 1 м2, которая может быть в течение 6÷8 часов в сутки, да еще 6÷8 часов в сутки, когда мощность лучей около 0,4-0,5 кВт на 1м2, получит в течение суток около 75000 кВт·часов тепловой энергии. Это тепло теплоносителем перенесется в силовую установку, где с КПД около 15% преобразуется в электричество, в результате может получиться около 11250 кВт·часов электроэнергии при среднесуточной мощности около 450 кВт или в дневные часы, когда можно вырабатывать больше электричества, мощность будет 600÷700 кВт, а в часы, когда отсутствует Солнце, 200÷300 кВт, из которых сам "Комплекс жизнеобеспечения..." может потреблять порядка 50-100 кВт, а около 500 кВт днем и 200 кВт в остальное время сможет отдавать в мировую энергосистему. Из вышеизложенного видно, что "Комплекс жизнеобеспечения на солнечной энергии" не только сможет обеспечить нормальные жизненные условия даже в самых экстремальных условиях пустыни, но еще и сможет обеспечить электроэнергией мировую энергосистему. На фиг. 1 показан "Комплекс жизнеобеспечения на солнечной энергии" (на фиг.1 а,б - общий вид; на фиг.1 в - вид по стрелке А; на фиг. 1с - разрез по Б-Б; на фиг.1 д - выноска I. |
"Комплекс жизнеобеспечения на солнечной энергии" состоит из помещения 1 ангарного типа необходимой площади, солнечных коллекторов 2, проемов 3, прозрачных для солнечных лучей, отражателей 4, жилых помещений 5, производственных помещений 6, ремонтных мастерских 7, помещения 8 для животноводства, помещения 9 для сельхозрастений, силовой установки 10, накопительных емкостей 11 для силовой установки 12, для выработки биогаза из отходов животноводства и сельхозрастений, при этом солнечные коллекторы 2 и прозрачные проемы 3 располагаются чередующимися полосами, а отражатели 4 располагаются под прозрачными проемами 3 так, чтобы свет равномерно падал на сельхозрастения.
РАБОТАЕТ "КОМПЛЕКС ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ НА СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ" СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ
На крышу помещения 1 комплекса падают солнечные лучи, тепловая энергия которых воспринимается теплоносителем в солнечных коллекторах 2. Это тепло по теплоизолированным трубопроводам передается теплоносителем к силовой установке 10, где часть этой тепловой энергии передается рабочему веществу, а часть поступает с теплоносителем в накопительную емкость 11 для использования в ночные часы.
Рабочее вещество, отбирая тепло у теплоносителя, испаряется, затем дополнительно подогревается теплом горения биогаза и/или теплом горения сухих отходов сельхозрастений, что значительно повышает КПД силовой установки, затем энергия, полученная рабочим веществом в силовой установке, частично преобразуется в электричество, а оставшаяся часть охладителем уносится в окружающую среду. Люди живут в помещении 5, а в помещении 9 (так как оно защищено от экстремальной погоды пустыни) можно создавать самые выгодные условия для выращивания сельхозрастений. При этом сельхозпродуктов можно получать до 100 кг с 1 м2 в год, а зеленой массы - до 500 кг с 1 м2в год.
В производственном помещении 6 могут производиться материальные ценности из местных или других материалов, а и перерабатываться сельскохозяйственная и животноводческая продукция. В мастерских 7 могут производиться изделия, необходимые для существования и для ремонта помещений и оборудования комплекса. В установке 12 вырабатывается биогаз из отходов животноводства и сельхозрастений и в дальнейшем используется для получения электроэнергии.
Все это вместе позволяет обеспечить нормальные условия для жизни даже в пустыне.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Комплекс жизнеобеспечения на солнечной энергии, характеризующийся тем, что состоит из помещения ангарного типа, необходимой площади, в который входят жилое помещение, производственное помещение, ремонтные мастерские, помещение для животноводства и помещение для сельхозрастений, силовая установка на солнечной энергии, солнечные коллекторы на крыше помещения и установка выработки биогаза из отходов животноводства и отходов сельхозрастений, при этом солнечные коллекторы устанавливаются на части крыши, а остальная часть крыши, прозрачная для солнечных лучей, используется для освещения при выращивании сельхозрастений, а для равномерного освещения коллекторы и прозрачная часть расположены чередующимися полосами.
2. Комплекс жизнеобеспечения на солнечной энергии по п. 1, отличающийся тем, что в местах прохода солнечных лучей через крышу устанавливаются отражатели, равномерно распределяющие свет на сельхозрастения.
3. Комплекс жизнеобеспечения на солнечной энергии по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в силовой установке для увеличения КПД путем подогрева рабочего вещества дополнительно к теплу солнечных лучей используется теплота горения биогаза и/или теплота сгорания сухих отходов сельхозрастений, которые и являются продуктами солнечной энергии.
Версия для печати
Дата публикации 08.02.2007гг
Created/Updated: 25.05.2018