RU210191U1

RU210191U1 - SOLAR THERMAL COLLECTOR FOR HEAT REMOVAL FROM SOLAR PHOTOVOLTAIC PANEL

Info

Publication number: RU210191U1
Application number: RU2020143528U
Authority: RU
Inventors: Артём Маркович Моржухин; Светлана Владимировна Моржухина; Рашид Гиясович Назмитдинов; Павел Павлович Гладышев
Priority date: 2020-12-28
Filing date: 2020-12-28
Publication date: 2022-03-31

Abstract

Полезная модель относится к области энергосбережения и может использоваться для увеличения эффективности солнечной панели за счет отвода излишнего тепла в ходе выработки электроэнергии, при необходимости к тепловому аккумулятору. Солнечный тепловой коллектор для отвода тепла от солнечной фотовольтаической панели содержит параллельные каналы для прохода теплоносителя, вход и выход теплоносителя. Корпус коллектора выполнен из теплоизоляционного материала, а роль крышки корпуса коллектора выполняет горячая поверхность электрической солнечной панели, прилегающая к параллельным каналам с теплоносителем. Избыточное тепло возможно применять для нагрева воды, либо для других сфер, например, для сушки и т.д. Солнечный тепловой коллектор для сбора излишнего тепла предлагает экономичное, компактное и эффективное решение для повышения эффективности солнечной панели и производства тепла для последующего использования. 2 ил.The utility model relates to the field of energy saving and can be used to increase the efficiency of a solar panel by removing excess heat during power generation, if necessary, to a heat accumulator. The solar thermal collector for removing heat from the solar photovoltaic panel contains parallel channels for the passage of the coolant, the inlet and outlet of the coolant. The body of the collector is made of heat-insulating material, and the role of the cover of the body of the collector is performed by the hot surface of the electric solar panel adjacent to the parallel channels with the heat carrier. Excess heat can be used for heating water, or for other areas, for example, for drying, etc. The solar thermal waste heat collector offers an economical, compact and efficient solution for increasing the efficiency of a solar panel and generating heat for later use. 2 ill.

Description

Солнечный тепловой коллектор относится к энергосбережению в гелиотехнике и может использоваться для увеличения эффективности солнечной панели, за счет отвода излишнего тепла в ходе выработки электроэнергии.Solar thermal collector refers to energy saving in solar technology and can be used to increase the efficiency of a solar panel by removing excess heat during power generation.

Известен солнечный коллектор (патент RU 2485417 С1, дата приоритета: 12.03.2012), который снабжен двумя торцевыми П-образными профилями и двумя торцевыми крышками, стекло дополнительно закреплено по торцевым сторонам между торцевыми крышками и верхними полками торцевых П-образных профилей и выполнено с внутренней стороны с фотоэлектрическими элементами, задняя стенка дополнительно закреплена по торцевым сторонам между торцевыми крышками и нижними полками торцевых П-образных профилей, полости торцевых П-образных профилей между полками заполнены торцевой тепловой изоляцией, абсорбер выполнен примыкающим к фотоэлектрическим элементам, верхние пазы боковых профилей выполнены с шириной, превышающей толщину закрепленного в них стекла, а верхние полки верхних пазов на конце снабжены выступом. Недостатками данного технического решения являются невозможность использования изобретения с самостоятельными фотоэлектрическими солнечными панелями, и оно является сложным в промышленном производствеA solar collector is known (patent RU 2485417 C1, priority date: 03/12/2012), which is equipped with two end U-shaped profiles and two end covers, the glass is additionally fixed on the end sides between the end covers and the upper shelves of the end U-shaped profiles and is made with internal side with photovoltaic cells, the rear wall is additionally fixed on the end sides between the end caps and the lower shelves of the end U-shaped profiles, the cavities of the end U-shaped profiles between the shelves are filled with end thermal insulation, the absorber is made adjacent to the photovoltaic cells, the upper grooves of the side profiles are made with a width exceeding the thickness of the glass fixed in them, and the upper shelves of the upper grooves at the end are provided with a ledge. The disadvantages of this technical solution are the impossibility of using the invention with independent photovoltaic solar panels, and it is difficult in industrial production.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является многофункциональный солнечный коллектор (патент RU 2388974 C1, дата приоритета: 28.05.2009), корпус которого выполнен в П-образной форме. В корпусе с обеих его торцевых сторон установлены торцевые П-образные профили. Прозрачное ограждение размещено на боковых выступах корпуса и торцевых П-образных профилях. Корпус и прозрачное ограждение с боковых сторон охвачены внешними П-образными профилями, а с торцевых сторон – торцевыми крышками, образующими с торцевыми П-образными профилями впускную и выпускную воздушные камеры, сообщенные с внутренним объемом корпуса и внешними воздуховодами. Недостатком данного коллектора является также достаточно сложная при промышленном изготовлении конструкция устройства, состоящая из комплекса дорогостоящих материалов. Кроме того, наличие газа внутри коллектора делает его конструкцию ненадежной при работе при высоких температурах в особо жаркие дни.The closest to the claimed technical solution is a multifunctional solar collector (patent RU 2388974 C1, priority date: 05/28/2009), the body of which is made in a U-shape. End U-shaped profiles are installed in the body on both its end sides. A transparent guard is placed on the side protrusions of the body and end U-shaped profiles. The body and the transparent enclosure are covered from the sides by external U-shaped profiles, and from the end sides by end caps forming, with end U-shaped profiles, inlet and outlet air chambers connected with the internal volume of the body and external air ducts. The disadvantage of this collector is also quite complex in industrial production design of the device, consisting of a complex of expensive materials. In addition, the presence of gas inside the collector makes its design unreliable when operating at high temperatures on particularly hot days.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является увод излишнего тепла от солнечной электрической панели, во время выработки электроэнергии и использование его в полезных целях для горячего водоснабжения с минимальными затратами на расходные материалы и простотой в промышленном изготовлении. The task to be solved by the claimed utility model is to remove excess heat from a solar electric panel during power generation and use it for useful purposes for hot water supply with minimal costs for consumables and ease of industrial production.

Техническим результатом является отвод излишнего тепла для повышения эффективности работы фотоэлемента и дополнительного сбора тепла для использования в бытовых нуждах, не увеличивая общей площади гелиоустановки и ее стоимости. The technical result is the removal of excess heat to increase the efficiency of the photocell and additional heat collection for domestic use, without increasing the total area of the solar plant and its cost.

Указанный технический результат достигается тем, что в солнечном тепловом коллекторе для отвода тепла от солнечной фотовольтаической панели, содержащей параллельные каналы для прохода теплоносителя, вход и выход теплоносителя, корпус коллектора выполнен из теплоизоляционного материала, а роль крышки корпуса коллектора выполняет горячая поверхность электрической солнечной панели, прилегающая к параллельным каналам с теплоносителем.The specified technical result is achieved by the fact that in a solar thermal collector for removing heat from a solar photovoltaic panel containing parallel channels for the passage of the coolant, the inlet and outlet of the coolant, the collector body is made of heat-insulating material, and the role of the cover of the collector body is performed by the hot surface of the electric solar panel, adjacent to parallel channels with coolant.

Отличием предлагаемого солнечного теплового коллектора является отсутствие верхней закрывающей поверхности, роль крышки корпуса коллектора выполняет горячая поверхность электрической солнечной панели, прилегающая к параллельным каналам с теплоносителем. Солнечный тепловой коллектор изготовлен из дешевого теплоизоляционного материала (строительный пенополиуретан), что позволяет уменьшить тепловую отдачу в окружающую среду и полностью обеспечить отвод тепла от электрической солнечной панели, дополнительно использовав его для нагрева воды для различных бытовых нужд. Размеры и расположение каналов теплоносителя могут быть изменены, что является гибкой схемой расширения сфер применения. При этом конструкция устройства предполагает простоту промышленного изготовления за счет выполнения нарезов каналов теплоносителя (3) на станке ЧПУ.The difference of the proposed solar thermal collector is the absence of the upper closing surface, the role of the cover of the collector body is performed by the hot surface of the electric solar panel adjacent to the parallel channels with the coolant. The solar thermal collector is made of cheap heat-insulating material (building polyurethane foam), which allows to reduce heat output to the environment and fully ensure heat removal from the electric solar panel, additionally using it to heat water for various domestic needs. The size and location of the coolant channels can be changed, which is a flexible scheme for expanding applications. At the same time, the design of the device assumes the simplicity of industrial production due to the implementation of rifling of the coolant channels (3) on a CNC machine.

Возможности и преимущества предлагаемого солнечного теплового коллектора поясняются на приведенных чертежах, где на фиг. 1 представлен общий вид теплового коллектора с параллельными каналами для теплоносителя, а на фиг. 2 – чертеж теплового коллектора. (вид сверху). Солнечный тепловой коллектор состоит из: входа теплоносителя – 1, выхода теплоносителя – 2; каналов теплоносителя – 3; корпуса коллектора из теплоизоляционного материала пенополиуретана – 4; выреза под электрооборудование солнечной панели –5.The possibilities and advantages of the proposed solar thermal collector are illustrated in the drawings, where in Fig. 1 shows a general view of a heat collector with parallel channels for the coolant, and Fig. 2 - drawing of a thermal collector. (view from above). Solar thermal collector consists of: coolant inlet - 1, coolant outlet - 2; coolant channels - 3; collector housings made of heat-insulating material of polyurethane foam - 4; cutout for electrical equipment of the solar panel -5.

Полезная модель не ограничивается представленными вариантами реализации – возможно иное расположение выреза под электрооборудование (5), а также иное расположение каналов теплоносителя (3).The utility model is not limited to the presented implementation options - a different location of the cutout for electrical equipment (5), as well as a different location of the coolant channels (3) is possible.

Солнечный тепловой коллектор представляет собой панель, в которой параллельно расположены каналы для прохода теплоносителя (3), плотно прилегающие к внутренней стенке солнечной панели. Теплоноситель, проходя через каналы (3) отводит тепло от нижней горячей стеклянной поверхности солнечной панели, позволяя снимать избыточное тепло для повышения эффективности солнечной панели в жаркое время суток. Избыточное тепло возможно применять для нагрева воды, либо для других сфер, например, для сушки и т.д. Минимальные тепловые потери обеспечиваются применением в качестве основного конструкционного теплоизоляционного материала для корпуса коллектора строительного пенополиуретана (4), который позволяет минимизировать затраты на расходные материалы, а конструкция коллектора проста в промышленном изготовлении. The solar thermal collector is a panel in which channels for the passage of the coolant (3) are located in parallel, tightly adjacent to the inner wall of the solar panel. The coolant, passing through the channels (3), removes heat from the lower hot glass surface of the solar panel, allowing you to remove excess heat to increase the efficiency of the solar panel during the hot hours of the day. Excess heat can be used for heating water, or for other areas, for example, for drying, etc. Minimum heat losses are ensured by the use of building polyurethane foam (4) as the main structural heat-insulating material for the collector housing, which allows minimizing the cost of consumables, and the collector design is easy to manufacture industrially.

Claims

Solar thermal collector for removing heat from the solar photovoltaic panel, containing parallel channels for the passage of the coolant, the inlet and outlet of the coolant, characterized in that the collector housing is made of heat-insulating material, and the role of the cover of the collector housing is performed by the hot surface of the electric solar panel adjacent to the parallel channels with heat carrier.