[go: up one dir, main page]

RU2380623C1 - Converter of solar energy - Google Patents

Converter of solar energy Download PDF

Info

Publication number
RU2380623C1
RU2380623C1 RU2008119705/06A RU2008119705A RU2380623C1 RU 2380623 C1 RU2380623 C1 RU 2380623C1 RU 2008119705/06 A RU2008119705/06 A RU 2008119705/06A RU 2008119705 A RU2008119705 A RU 2008119705A RU 2380623 C1 RU2380623 C1 RU 2380623C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solar energy
converter
focal line
guides
parabolic
Prior art date
Application number
RU2008119705/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008119705A (en
Inventor
Федор Федорович Пащенко (RU)
Федор Федорович Пащенко
Валерий Иванович Антипов (RU)
Валерий Иванович Антипов
Леонид Ефимович Круковский (RU)
Леонид Ефимович Круковский
Original Assignee
Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН filed Critical Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН
Priority to RU2008119705/06A priority Critical patent/RU2380623C1/en
Publication of RU2008119705A publication Critical patent/RU2008119705A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2380623C1 publication Critical patent/RU2380623C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering. ^ SUBSTANCE: converter consists of solar energy concentrator assembled on tripod and equipped with facility of orientation by the sun. The concentrator is made in form of a symmetrical part of a parabolic cylinder including a crest and a focal line; the parabolic cylinder is installed into parabolic guides arranged along upper and lower edges of the cylinder. The guides are enclosed in a rigid frame made out of ribs connecting ends of the guides and conjugated between them. Shelves covering the converter from top and bottom are installed by upper and lower ends of the focal line and on upper and lower ribs. A solar energy receiver is made in form of a tube passing along the focal line and conjugated with an external tank. The converter is equipped with sensors determining a position and intensity of the radiation source affecting a rotary mechanism of a photo-electric panel. ^ EFFECT: complete utilisation of solar energy, more simplified design and capability to withstand strong wind loads, reduced weight and cost and simplification of assembly. ^ 3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области использования природных источников энергии и может быть применено при изготовлении приемников солнечной энергии.The invention relates to the use of natural energy sources and can be used in the manufacture of solar energy receivers.

Известен преобразователь солнечной энергии, содержащий приемник солнечной энергии и солнечный концентратор, установленный на треноге и снабженный механизмом ориентации на солнце (см., например, а.с. СССР №823773, МПК F24J 2/52, 1981 г.).A known solar energy converter comprising a solar energy receiver and a solar concentrator mounted on a tripod and equipped with a sun orientation mechanism (see, for example, AS USSR No. 823773, IPC F24J 2/52, 1981).

Недостаток известного преобразователя заключается в том, что его конструкция имеет большой вес, сложна в изготовлении и неустойчива при ветровой нагрузке.A disadvantage of the known Converter is that its design is heavy, difficult to manufacture and unstable under wind load.

Известен также преобразователь солнечной энергии, содержащий концентратор солнечной энергии, приемник солнечной энергии, выполненный в виде аккумулятора тепла и электрического преобразователя (см., например, патент РФ №2199704, МПК F24J 2/42 «Гелиоэнергетическая установка», опубл. 27.02.03. в БИ №6).Also known is a solar energy converter containing a solar energy concentrator, a solar energy receiver, made in the form of a heat accumulator and an electric converter (see, for example, RF patent No. 2199704, IPC F24J 2/42 "Solar energy installation", published on 02.27.03. in BI No. 6).

Недостаток известного преобразователя заключается в том, что концентратор солнечной энергии у него имеет сложную конструкцию. Кроме того, его использование ограничено южными областями, имеющими большое число солнечных дней.A disadvantage of the known converter is that it has a complex solar energy concentrator. In addition, its use is limited to southern areas having a large number of sunny days.

Более близким по технической сущности и принятым за прототип является преобразователь солнечной энергии, содержащий концентратор солнечной энергии, закрепленный с помощью держателей на треноге и снабженный механизмом ориентации на солнце, приемник солнечной энергии, выполненный в виде термоприемника, и датчик, определяющий положение солнца (см. патент РФ №2002174, МПК F24J 2/52 «Устройство для использования солнечной энергии», опубл. 30.10.93, Бюл. №39-40).Closer in technical essence and adopted for the prototype is a solar energy converter containing a solar energy concentrator mounted using holders on a tripod and equipped with a sun orientation mechanism, a solar energy receiver made in the form of a thermal detector, and a sensor that determines the position of the sun (see RF patent №2002174, IPC F24J 2/52 "Device for the use of solar energy", publ. 30.10.93, bull. No. 39-40).

Известный преобразователь солнечной энергии имеет большую по отношению к аналогу остойчивость при ориентации на солнце, и он более устойчив при ветровой нагрузке.The known converter of solar energy has greater stability with respect to the analog when oriented to the sun, and it is more stable under wind load.

Недостатками прототипа являются сложность изготовления корпуса и низкая эффективность работы в осенне-зимний период и при облачности. Кроме того, при сильных порывах ветра известный преобразователь может опрокинуться.The disadvantages of the prototype are the complexity of manufacturing the body and low efficiency in the autumn-winter period and in cloudy conditions. In addition, with strong gusts of wind, the known converter can tip over.

Задачей изобретения является создание преобразователя солнечной энергии, способного более полно использовать солнечную энергию, имеющего относительно простую конструкцию и способного выдерживать сильные ветровые нагрузки. Дополнительно решается задача по снижению веса, стоимости системы и упрощению монтажа.The objective of the invention is to provide a solar energy converter capable of more fully utilizing solar energy, having a relatively simple structure and capable of withstanding strong wind loads. Additionally, the task of reducing the weight, cost of the system and simplifying installation is solved.

Указанная задача решается за счет того, что в известном преобразователе солнечной энергии, содержащем концентратор солнечной энергии, установленный на треноге и снабженный механизмом ориентации на солнце, приемник солнечной энергии и датчики, определяющие положение источника излучения, согласно изобретению концентратор солнечной энергии выполнен в виде симметричной части параболического цилиндра, содержащего гребень и фокальную линию, размещенного в параболических направляющих, расположенных вдоль верхних и нижних кромок упомянутого цилиндра, упомянутые направляющие заключены в жесткий каркас, выполненный из ребер жесткости, соединяющих края направляющих и сочлененных между собой по верхним и нижним краям фокальной линии, на торцах параболического цилиндра установлены полки, проходящие по внешним краям верхних и нижних ребер, а приемник солнечной энергии выполнен в виде трубы, расположенной на фокальной линии и вдоль трубы, вне фокальной линии установлена фотоэлектрическая панель, снабженная поворотным механизмом.This problem is solved due to the fact that in the known solar energy converter containing a solar energy concentrator mounted on a tripod and equipped with a sun orientation mechanism, a solar energy receiver and sensors that determine the position of the radiation source, according to the invention, the solar energy concentrator is made in the form of a symmetrical part a parabolic cylinder containing a comb and a focal line placed in parabolic guides located along the upper and lower edges mentioned of the first cylinder, the said guides are enclosed in a rigid frame made of stiffeners connecting the edges of the guides and articulated to each other along the upper and lower edges of the focal line, at the ends of the parabolic cylinder there are shelves passing along the outer edges of the upper and lower ribs, and the solar energy receiver made in the form of a pipe located on the focal line and along the pipe, outside the focal line there is a photovoltaic panel equipped with a rotary mechanism.

В варианте технического решения по краям параболического цилиндра установлены шторки, снабженные раздвижным механизмом, причем преобразователь содержит датчики направления и силы ветра, воздействующие на механизм ориентации.In an embodiment of the technical solution, shutters are provided at the edges of the parabolic cylinder, equipped with a sliding mechanism, the converter comprising direction and wind sensors acting on the orientation mechanism.

В варианте технического решения преобразователь содержит датчики величины и направления излучения, воздействующие на поворотный механизм фотоэлектрической панели.In a variant of the technical solution, the converter contains sensors of magnitude and direction of radiation acting on the rotary mechanism of the photovoltaic panel.

Выполнение концентратора солнечной энергии в виде симметричной части параболического цилиндра, содержащего гребень и фокальную линию, размещенного в параболические направляющие, расположенные вдоль верхних и нижних кромок упомянутого цилиндра, позволяет существенным образом упростить изготовление концентратора, а также упростить его установку.The implementation of the solar energy concentrator in the form of a symmetric part of a parabolic cylinder containing a comb and a focal line, placed in parabolic guides located along the upper and lower edges of the said cylinder, can significantly simplify the manufacture of the concentrator, as well as simplify its installation.

Наличие направляющих, заключенных в жесткий каркас, выполненный из ребер, соединяющих края направляющих и сочлененных между собой по верхним и нижним краям фокальной линии, а также установка на верхних и нижних торцах концентратора полок дает возможность повысить жесткость конструкции в целом и обеспечить большую остойчивость системы.The presence of guides enclosed in a rigid frame made of ribs connecting the edges of the guides and articulated between the upper and lower edges of the focal line, as well as the installation of shelves on the upper and lower ends of the hub, makes it possible to increase the rigidity of the structure as a whole and provide greater stability of the system.

Выполнение приемника солнечной энергии в виде трубы, установленной на фокальной линии, также способствует упрощению и упрочнению всей конструкции концентратора.The implementation of the solar energy receiver in the form of a pipe mounted on the focal line also contributes to the simplification and hardening of the entire design of the concentrator.

Установка фотоэлектрической панели, расположенной вне фокальной линии и снабженной поворотным механизмом, работающим по сигналам датчиков величины и направления источника излучения, позволяет изменять способ преобразования солнечной энергии и позволяет более полно использовать солнечную энергию, концентрируя лучи на упомянутой панели при слабом излучении.The installation of a photovoltaic panel located outside the focal line and equipped with a rotary mechanism that operates on the signals of the magnitude and direction sensors of the radiation source allows you to change the method of conversion of solar energy and allows you to more fully use solar energy, concentrating the rays on the said panel with low radiation.

Установка шторок по краям параболического цилиндра, снабженных раздвижным механизмом, при наличии датчиков направления и силы ветра, воздействующих на механизм ориентации концентратора, дает возможность формировать обтекаемую структуру концентратора и тем самым обеспечить его устойчивость во время сильных ветровых нагрузок.The installation of curtains along the edges of the parabolic cylinder, equipped with a sliding mechanism, in the presence of wind direction and force sensors acting on the hub orientation mechanism, makes it possible to form a streamlined concentrator structure and thereby ensure its stability during strong wind loads.

Заявленное изобретение иллюстрируется чертежами.The claimed invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена аксонометрическая проекция конструкции концентратора солнечной энергии.Figure 1 presents a perspective view of the design of the concentrator of solar energy.

Фиг.2 демонстрирует преобразователь при виде сбоку.2 shows a transducer in side view.

На фиг.3 показан преобразователь при виде сверху.Figure 3 shows the Converter when viewed from above.

На фиг.4 представлена система управления электродвигателями преобразователя.Figure 4 presents the control system of the electric motors of the Converter.

На фиг.5 начерчена система подвода труб к приемному баку и схема включения гидравлического насоса.In Fig. 5, a system for supplying pipes to a receiving tank and a diagram of the inclusion of a hydraulic pump is drawn.

На фиг.6 нарисована принципиальная схема системы использования электрической энергии от концентратора.Figure 6 is a schematic diagram of a system for using electric energy from a concentrator.

Общие элементы на всех фигурах имеют одинаковое обозначение.Common elements in all figures have the same designation.

Концентратор солнечной энергии 1 (фиг.1) выполнен в виде симметричной части параболического цилиндра, содержащего гребень 2 и фокальную линию 3. Фокальная линия 3 проходит по фокусам парабол, полученных сечением параболического цилиндра параллельными плоскостями, перпендикулярными его поверхности. Гребень 2 представляет собой линию, проходящую по вершинам парабол, полученных сечением параболического цилиндра параллельными плоскостями, перпендикулярными его поверхности. Концентратор размещен в параболические направляющие 4, расположенные вдоль верхних и нижних кромок упомянутого цилиндра. Направляющие представляют собой желобы, изогнутые по параболе. Направляющие 4 заключены в жесткий каркас, выполненный из ребер 5, соединяющих края направляющих 4. Концы верхнего и нижнего ребер 5 соединены, соответственно, с верхним и нижним краями фокальной линии 3 ребрами-связками 6. На верхних и нижних торцах параболического цилиндра установлены полки 7, выполненные из жесткого материала и проходящие по краям направляющих 4 и по ребрам 6. Полки 7 закрывают концентратор от внешнего воздействия сверху и снизу. Приемник-термопреобразователь выполнен в виде трубы 8, расположенной по фокальной линии 3. По внешней поверхности верхней полки 7 проходит патрубок 9. По внешней поверхности нижней полки проходит патрубок 10. По задней внешней поверхности приемника 1 проходит трубка 11. В нижней части труба 8 через патрубок 10 и шланг 12 соединена с баком 13 (фиг.2, 3) приемником незамерзающей жидкости. Этот же бак соединен с верхней частью трубы 8 с помощью патрубков 9 и 11 и шланга 14. Вдоль трубы установлена фотоэлектрическая панель 15, расположенная вне фокальной линии 3. Иными словами, если панель повернута в сторону гребня, то расстояние между поверхностью панели 15 и гребнем будет меньше фокусного расстояния. Фотоэлектрическая панель выполнена в виде желоба, вогнутая сторона которого обращена в сторону от трубы 8. Панель 15 снабжена поворотным механизмом (на фиг. не обозначен), вращающим ее по оси трубы 8. Концентратор закреплен на треноге 16 и снабжен механизмом 17 ориентации на источник излучения.The solar energy concentrator 1 (Fig. 1) is made in the form of a symmetric part of a parabolic cylinder containing a comb 2 and a focal line 3. The focal line 3 passes along the foci of the parabolas obtained by the section of the parabolic cylinder by parallel planes perpendicular to its surface. Comb 2 is a line running along the vertices of the parabolas obtained by the section of the parabolic cylinder by parallel planes perpendicular to its surface. The concentrator is placed in parabolic guides 4 located along the upper and lower edges of the said cylinder. Guides are gutters curved along a parabola. The guides 4 are enclosed in a rigid frame made of ribs 5 connecting the edges of the guides 4. The ends of the upper and lower ribs 5 are connected, respectively, with the upper and lower edges of the focal line 3 by ribs-bundles 6. On the upper and lower ends of the parabolic cylinder, shelves 7 made of hard material and passing along the edges of the guides 4 and along the ribs 6. The shelves 7 close the hub from external influences from above and below. The receiver-thermoconverter is made in the form of a pipe 8 located along the focal line 3. A pipe 9 passes along the outer surface of the upper shelf 7. A pipe 10 passes along the external surface of the lower shelf. A pipe 11 passes along the external surface of the receiver 1. the pipe 10 and the hose 12 is connected to the tank 13 (figure 2, 3) by a receiver of non-freezing liquid. The same tank is connected to the upper part of the pipe 8 by means of nozzles 9 and 11 and a hose 14. A photovoltaic panel 15 located outside the focal line 3 is installed along the pipe. In other words, if the panel is turned towards the ridge, then the distance between the surface of the panel 15 and the ridge will be less than the focal length. The photovoltaic panel is made in the form of a chute, the concave side of which is facing away from the pipe 8. The panel 15 is equipped with a rotary mechanism (not shown in Fig.) That rotates it along the axis of the pipe 8. The hub is mounted on a tripod 16 and is equipped with a mechanism 17 for orienting the radiation source .

По краям параболического цилиндра 1 установлены раздвижные шторки 18, снабженные раздвижным механизмом (на фиг. не показан).At the edges of the parabolic cylinder 1, sliding shutters 18 are provided, equipped with a sliding mechanism (not shown in FIG.).

Преобразователь снабжен датчиком 19 (фиг.4), определяющим интенсивность излучения в азимутальном направлении и датчиком 20, определяющим интенсивность излучения источника излучения в зенитальном направлении. Эти датчики подают сигналы на микропроцессорный блок 21. От микропроцессорного блока сигналы поступают на системы регулирования электропитанием 22 и 23, к которым подключены электродвигатели соответственно 24 и 25 для ориентации концентратора 1 в положение, оптимальное по отношению к источнику излучения в азимутальном и зенитальном направлении.The Converter is equipped with a sensor 19 (figure 4), which determines the radiation intensity in the azimuthal direction and a sensor 20, which determines the radiation intensity of the radiation source in the zenithal direction. These sensors feed signals to the microprocessor unit 21. From the microprocessor unit, the signals are fed to power control systems 22 and 23, to which the motors 24 and 25 are connected, respectively, to orient the hub 1 in a position optimal with respect to the radiation source in the azimuthal and zenithal directions.

В варианте технического решения концентратор содержит датчик 26 силы ветра и датчик 27, определяющий направления ветра. Оба датчика через логический элемент 28 воздействуют на микропроцессорный блок 21 и через него на системы регулирования 22 и 23 и электродвигателей 24 и 25. При этом датчик 26 соединен с системой электропитания 29 двигателя 29', управляющего движением шторок 18. Датчики 19 и 20 также через микропроцессорный блок 21 воздействуют на систему 30, которая подводит электропитание к электродвигателю 30', изменяющего положение солнечного элемента - фотоэлектрической панели 15.In a variant of the technical solution, the concentrator comprises a wind force sensor 26 and a sensor 27 that detects wind directions. Both sensors through the logic element 28 act on the microprocessor block 21 and through it to the control systems 22 and 23 and the electric motors 24 and 25. In this case, the sensor 26 is connected to the power supply system 29 of the engine 29 ', which controls the movement of the blinds 18. The sensors 19 and 20 also through the microprocessor unit 21 acts on the system 30, which supplies power to the electric motor 30 ', which changes the position of the solar cell - photovoltaic panel 15.

Бак 13 снабжен насосом 31 (фиг.5), приводимым в движение электродвигателем 32. Двигатель 32 имеет систему управления 33, которая связана с датчиком 34 температуры жидкости, имеющейся в баке 13. Бак 13 шлангами 35 соединен с потребителем горячей жидкости (на фиг. не показан). Фотоэлектрическая панель 15 снабжена нагревательным элементом 36 (фиг.6), который помещен в бак 13.The tank 13 is equipped with a pump 31 (FIG. 5), driven by an electric motor 32. The engine 32 has a control system 33, which is connected to a sensor 34 of the temperature of the liquid present in the tank 13. The tank 13 is connected to a consumer of hot liquid by hoses 35 (in FIG. not shown). The photovoltaic panel 15 is provided with a heating element 36 (Fig.6), which is placed in the tank 13.

Преобразователь солнечной энергии действует следующим образом.The solar energy converter operates as follows.

При появлении источника излучения, например солнца, датчики 19 и 20 интенсивности излучения подают сигнал на микропроцессорный блок 21. От блока поступает команда на приведение в действие электродвигателей 24 и 25, которые будут перемещать концентратор до тех пор, пока датчики не будут генерировать максимум своего сигнала. Энергия источника излучения формируется концентратором в виде теплового жгута, попадающего на фокальную линию 3. Под действием повышенной температуры трубчатый приемник 8 преобразует энергию излучения в тепловую энергию, передающуюся находящейся в нем незамерзающей жидкости. Жидкость по мере нагревания поступает бак 13 либо за счет свободной конвекции, либо благодаря работе насосной установки, состоящей из двигателя 32 и насоса 33 (фиг.5). Работа насосной установки определяется по показаниям датчика температуры 34. Если температура жидкости в баке достигает определенного значения, например, 60°С, то жидкость по шлангам 35 поступает потребителю или в накопительный резервуар.When a radiation source such as the sun appears, the radiation intensity sensors 19 and 20 provide a signal to the microprocessor unit 21. A command is sent from the unit to actuate the electric motors 24 and 25, which will move the hub until the sensors generate their maximum signal . The energy of the radiation source is generated by the concentrator in the form of a heat bundle falling on the focal line 3. Under the influence of an elevated temperature, the tubular receiver 8 converts the radiation energy into thermal energy transmitted by the non-freezing fluid contained in it. The liquid as the tank enters the tank 13 either due to free convection, or due to the operation of the pump installation, consisting of an engine 32 and a pump 33 (figure 5). The operation of the pump installation is determined by the readings of the temperature sensor 34. If the temperature of the liquid in the tank reaches a certain value, for example, 60 ° C, then the liquid through the hoses 35 enters the consumer or in the storage tank.

В пасмурную погоду или в сезонные периоды, когда солнечная радиация падает до уровня, когда нагрев трубы - приемника невелик, сигнал от датчиков 19 и 20 интенсивности излучения также падает ниже определенного уровня. При этом поступает команда на поворот фотоэлектрической панели 15 в сторону концентратора. Поскольку поверхность панели 15 расположена несколько впереди фокуса, то эта поверхность увеличена и ей придана форма полуцилиндра. Такая форма позволяет более полно воспринимать энергию излучения. На панели удается создать достаточную концентрацию энергии, повысить плотность установки фотоэлементов и тем самым увеличить ее энергетическую отдачу, и снизить стоимость панели. Эта панель преобразует энергию излучения в электрическую с последующим преобразованием ее в тепловую в нагревательном элементе 36 (фиг.6), что способствует нагреву жидкости в баке 13.In cloudy weather or in seasonal periods, when the solar radiation drops to a level when the receiver pipe is not very hot, the signal from the radiation intensity sensors 19 and 20 also falls below a certain level. In this case, a command is received to rotate the photovoltaic panel 15 towards the hub. Since the surface of the panel 15 is located slightly in front of the focus, this surface is enlarged and shaped into a half-cylinder. This form allows you to more fully perceive the radiation energy. The panel manages to create a sufficient concentration of energy, increase the density of the installation of solar cells and thereby increase its energy efficiency, and reduce the cost of the panel. This panel converts the radiation energy into electrical energy with its subsequent conversion into thermal energy in the heating element 36 (Fig.6), which contributes to the heating of the liquid in the tank 13.

В настоящее время разработаны многослойные солнечные элементы, способные преобразовывать не только видимую часть солнечного излучения, но ультрафиолетовый и инфракрасный диапазоны спектра излучения. Современные подобные элементы уже демонстрируют КПД порядка 40%, а в перспективе в ближайшее время КПД может достичь 50% и более. Цена солнечного электричества имеет тенденцию к быстрому снижению и уже сопоставима со стандартной системой энергоснабжения и в ближайшее время может составить 50% стоимости электричества из «розетки». При этом концентрация энергии на панели способствует снижению веса и стоимости фотоэлектрической панели, а энергия от нее будет достаточно ощутимой для потребителя. Более того, такая панель может работать и в ночное время при наличии достаточно мощного источника излучения.Currently, multilayer solar cells have been developed that can convert not only the visible part of solar radiation, but also the ultraviolet and infrared ranges of the radiation spectrum. Modern similar elements already demonstrate an efficiency of about 40%, and in the future in the near future, efficiency can reach 50% or more. The price of solar electricity tends to decrease rapidly and is already comparable to the standard power supply system and in the near future may reach 50% of the cost of electricity from the “outlet”. At the same time, the energy concentration on the panel helps to reduce the weight and cost of the photovoltaic panel, and the energy from it will be quite noticeable for the consumer. Moreover, such a panel can work at night if there is a sufficiently powerful radiation source.

В случае, когда происходит увеличение ветровой нагрузки на конструкцию преобразователя выше допустимого уровня, появляются сигналы датчиков 26 и 27 интенсивности и направления ветра. После совпадения сигналов датчиков 26 и 27 в логическом элементе 28 от него сигнал поступает на микропроцессорный блок 21, где эти сигналы воспринимаются как доминирующие. После этого подается команда на электродвигатели 24 и 25 поворотных механизмов, которые разворачивает преобразователь так, чтобы ветровая нагрузка на конструкцию была наименьшей. При небольшой величине фокусного расстояния, как это показано на фиг.3, вся конструкция поворачивается боком к ветру, фотоэлектрическая панель 15 поворачивается в сторону концентратора 1. Одновременно по сигналу датчика 26 силы ветра идет команда на приводной механизм раздвижения шторок 18. Шторки раздвигают, закрывая все боковые поверхности преобразователя, и вся конструкция приобретет положение, снижающее ветровую нагрузку до минимума. Если конструкция преобразователя, имеет большое фокусное расстояние, процедура подготовки к ветровому воздействию повторяется, но преобразователь поворачивается тыльной стороной по отношению к ветру. При этом он принимает каплеобразную форму, имеющую наименьшее ветровое сопротивление. После спадания ветрового воздействия, преобразователь автоматически возвращается в исходное рабочее положение.In the case when there is an increase in the wind load on the transducer structure above the permissible level, signals from sensors 26 and 27 of the intensity and direction of the wind appear. After the coincidence of the signals of the sensors 26 and 27 in the logic element 28 from it, the signal enters the microprocessor unit 21, where these signals are perceived as dominant. After that, a command is given to the electric motors 24 and 25 of the rotary mechanisms, which the converter deploys so that the wind load on the structure is the smallest. With a small focal length, as shown in Fig. 3, the whole structure rotates sideways to the wind, the photovoltaic panel 15 rotates towards the hub 1. At the same time, the signal for the wind force sensor 26 sends a command to the drive mechanism for sliding the curtains 18. The curtains are opened, closing all side surfaces of the transducer, and the whole structure will acquire a position that reduces wind load to a minimum. If the design of the transducer has a large focal length, the procedure for preparing for wind action is repeated, but the transducer rotates the back with respect to the wind. At the same time, it takes a droplet shape having the least wind resistance. After the wind falls off, the converter automatically returns to its original operating position.

Выполнение концентратора солнечной энергии в виде симметричной части параболического цилиндра, содержащего гребень и фокальную линию, размещенного в параболические направляющие, расположенные вдоль верхних и нижних кромок упомянутого цилиндра позволяет существенным образом упростить изготовление концентратора, а также упростить его установку.The implementation of the solar energy concentrator in the form of a symmetric part of a parabolic cylinder containing a comb and a focal line placed in parabolic guides located along the upper and lower edges of the said cylinder can significantly simplify the manufacture of the concentrator, as well as simplify its installation.

Наличие направляющих, заключенных в жесткий каркас, выполненный из ребер, соединяющих края направляющих и сочлененных между собой по верхним и нижним краям фокальной линии, а также установка на верхних и нижних ребрах полок дает возможность, повысить жесткость конструкции в целом и обеспечить большую остойчивость системы.The presence of guides enclosed in a rigid frame made of ribs connecting the edges of the guides and articulated between the upper and lower edges of the focal line, as well as the installation of shelves on the upper and lower edges of the shelves, makes it possible to increase the rigidity of the structure as a whole and provide greater stability of the system.

Представленный преобразователь имеет более простую и легкую конструкцию в сравнении с прототипом, и он обеспечивает возможность более полного получения энергии от природного источника. Кроме того, он способен выдерживать мощные порывы ветра.The presented converter has a simpler and lighter design in comparison with the prototype, and it provides the ability to more fully receive energy from a natural source. In addition, it is able to withstand powerful gusts of wind.

Claims (3)

1. Преобразователь солнечной энергии, содержащий концентратор солнечной энергии, установленный на треноге и снабженный механизмом ориентации на солнце, приемник солнечной энергии и датчик, определяющий положение источника излучения, отличающийся тем, что концентратор солнечной энергии выполнен в виде симметричной части параболического цилиндра, содержащего гребень и фокальную линию, размещенного в параболических направляющих, расположенных вдоль верхних и нижних кромок упомянутого цилиндра, упомянутые направляющие заключены в жесткий каркас, выполненный из ребер жесткости, соединяющих края направляющих и сочлененных между собой по верхним и нижним краям фокальной линии, на торцах параболического цилиндра установлены полки, проходящие по внешним краям верхних и нижних ребер, а приемник солнечной энергии выполнен в виде трубы, расположенной на фокальной линии, и вдоль трубы, вне фокальной линии, установлена фотоэлектрическая панель, снабженная поворотным механизмом.1. The solar energy Converter containing a solar energy concentrator mounted on a tripod and equipped with a sun orientation mechanism, a solar energy receiver and a sensor that determines the position of the radiation source, characterized in that the solar energy concentrator is made in the form of a symmetrical part of a parabolic cylinder containing a comb and a focal line placed in parabolic guides located along the upper and lower edges of the said cylinder, the said guides are enclosed in a gesture a cage made of stiffeners connecting the edges of the guides and articulated to each other along the upper and lower edges of the focal line, at the ends of the parabolic cylinder there are shelves passing along the outer edges of the upper and lower ribs, and the solar energy receiver is made in the form of a pipe located on the focal line, and along the tube, outside the focal line, a photovoltaic panel equipped with a rotary mechanism is installed. 2. Преобразователь солнечной энергии по п.1, отличающийся тем, что по краям параболического цилиндра установлены шторки, снабженные раздвижным механизмом, причем преобразователь содержит датчики направления и силы ветра, воздействующие на механизм ориентации и механизм раздвижения шторок.2. The solar energy converter according to claim 1, characterized in that at the edges of the parabolic cylinder there are shutters equipped with a sliding mechanism, the converter comprising direction and wind force sensors acting on the orientation mechanism and the curtain sliding mechanism. 3. Преобразователь солнечной энергии по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что преобразователь содержит датчики интенсивности излучения, воздействующие на поворотный механизм фотоэлектрической панели. 3. The solar energy converter according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the converter contains radiation intensity sensors acting on the rotary mechanism of the photovoltaic panel.
RU2008119705/06A 2008-05-19 2008-05-19 Converter of solar energy RU2380623C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008119705/06A RU2380623C1 (en) 2008-05-19 2008-05-19 Converter of solar energy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008119705/06A RU2380623C1 (en) 2008-05-19 2008-05-19 Converter of solar energy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008119705A RU2008119705A (en) 2009-11-27
RU2380623C1 true RU2380623C1 (en) 2010-01-27

Family

ID=41476194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008119705/06A RU2380623C1 (en) 2008-05-19 2008-05-19 Converter of solar energy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2380623C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2589730C1 (en) * 2015-07-29 2016-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") Three-input axial generator plant

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4268332A (en) * 1978-05-08 1981-05-19 Sun Trac Industries, Inc. Method of making precision parabolic reflector apparatus
US4571812A (en) * 1984-02-16 1986-02-25 Industrial Solar Technology Method for making a solar concentrator and product
SU1442960A1 (en) * 1986-05-13 1988-12-07 Таджикский политехнический институт Solar energy concentrator
SU1575021A1 (en) * 1988-07-19 1990-06-30 Научно-Производственное Объединение "Солнце" Ан Тсср Variable geometry concentrator
SU1633238A1 (en) * 1989-03-07 1991-03-07 Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе Solar power trough
RU2002174C1 (en) * 1991-03-26 1993-10-30 Общество с ограниченной ответственностью "Астросолар" Solar energy device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4268332A (en) * 1978-05-08 1981-05-19 Sun Trac Industries, Inc. Method of making precision parabolic reflector apparatus
US4571812A (en) * 1984-02-16 1986-02-25 Industrial Solar Technology Method for making a solar concentrator and product
SU1442960A1 (en) * 1986-05-13 1988-12-07 Таджикский политехнический институт Solar energy concentrator
SU1575021A1 (en) * 1988-07-19 1990-06-30 Научно-Производственное Объединение "Солнце" Ан Тсср Variable geometry concentrator
SU1633238A1 (en) * 1989-03-07 1991-03-07 Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе Solar power trough
RU2002174C1 (en) * 1991-03-26 1993-10-30 Общество с ограниченной ответственностью "Астросолар" Solar energy device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2589730C1 (en) * 2015-07-29 2016-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") Three-input axial generator plant

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008119705A (en) 2009-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sonneveld et al. Performance results of a solar greenhouse combining electrical and thermal energy production
US20160211793A1 (en) Slat roof
US8413442B2 (en) System for sustaining and storing green solar energy
WO2016133484A1 (en) Solar and wind power plant
EP3423710B1 (en) A combined solar and wind energy collecting apparatus
Tripanagnostopoulos New designs of building integrated solar energy systems
WO2010026437A2 (en) Focusing collector optical and energy system
KR101594001B1 (en) Solar heat collection device installed on the balcony railing
EP2756235A2 (en) Concentration-type solar panel with bi-axial seeking and managing system comprising such panel
US7985920B2 (en) Solar concentrator with self-tracking receiver
CN105716303B (en) A kind of energy integration system of photovoltaic and photothermal solar integration
RU2380623C1 (en) Converter of solar energy
EP3499586A1 (en) Solar energy concentrator with movable mirrors for use in flat solar thermal collectors or in static photovoltaic modules
KR20210074822A (en) Mobile selling booth have solar energy generation function
KR20070088221A (en) Condensing device for solar power generation
CN103727701A (en) Energy tower system
KR102151544B1 (en) A solar power generation system with automatic folding function according to air volume
RU2738738C1 (en) Planar roof panel with corrugated thermal photodetector
EP2270874A2 (en) Thermo-electric double faced solar collector and method of double collection of solar energy
CN106766244B (en) Solar energy heating body, heat collector and collecting system with the heat collection body
CN205919543U (en) Can change variable angle's solar energy collection pipe according to illumination intensity
CN2217765Y (en) Roof covering elements Solar thermal installation structure
KR102424171B1 (en) Insolation tracking slab-integrated solar power generation system and method
Ferrer Enhanced efficiency of a parabolic solar trough system through use of a secondary radiation concentrator
WO2018071969A1 (en) A solar concentrator and a method for concentrating solar power

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180520