[go: up one dir, main page]

RU2554674C2 - Thermal photoelectric module with parabolic-cylinder concentrator of solar radiation - Google Patents

Thermal photoelectric module with parabolic-cylinder concentrator of solar radiation Download PDF

Info

Publication number
RU2554674C2
RU2554674C2 RU2013141955/28A RU2013141955A RU2554674C2 RU 2554674 C2 RU2554674 C2 RU 2554674C2 RU 2013141955/28 A RU2013141955/28 A RU 2013141955/28A RU 2013141955 A RU2013141955 A RU 2013141955A RU 2554674 C2 RU2554674 C2 RU 2554674C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concentrator
photoelectric
solar
parabolic
angle
Prior art date
Application number
RU2013141955/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013141955A (en
Inventor
Владимир Александрович Майоров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства" (ФГБНУ ВИЭСХ)
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 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства" (ФГБНУ ВИЭСХ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства" (ФГБНУ ВИЭСХ)
Priority to RU2013141955/28A priority Critical patent/RU2554674C2/en
Publication of RU2013141955A publication Critical patent/RU2013141955A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2554674C2 publication Critical patent/RU2554674C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/74Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with trough-shaped or cylindro-parabolic reflective surfaces
    • 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
    • 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
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: invention relates to solar engineering. The thermal photoelectric module with parabolic-cylinder concentrator of solar radiation comprises the parabolic-cylinder concentrator and line photoelectric receiver located in focal area with uniform distribution of the concentrated radiation along the cylindrical axis, at that the solar photoelectric module contains asymmetrical concentrator of parabolic-cylinder type with mirror internal reflection surface and line photoelectric receiver installed in focal area with device of heating medium flow device channel; form of the reflecting surface of the concentrator X(Y) is determined by the suggested system of equations corresponding to condition of uniform surface illumination of the photoelectric receiver made in form of the ruler with width do out of connected photoelectric receivers and length h, and located at angle to middle of the concentrator.
EFFECT: invention ensures operation of the solar photoelectric module ay high concentrations, and uniform photoelectric receiver illumination, achievement on one photoelectric receiver of the technically acceptable voltage (12 V and higher), heating of the flow heating medium, increased efficiency of conversion, and reduced price of generated energy.
4 dwg

Description

Изобретение относится к гелиотехнике и конструкции солнечных модулей с фотоэлектрическими и тепловыми приемниками солнечного излучения и концентраторами.The invention relates to solar technology and the design of solar modules with photovoltaic and thermal receivers of solar radiation and concentrators.

Известны солнечные модули с фотоэлектрическими преобразователями (ФЭП) и концентраторами солнечного излучения в виде параболоцилиндра (Д.С. Стребков, Э.В. Тверьянович. «Концентраторы солнечного излучения», глава 7 «Варианты стационарных параболоцилиндрических концентраторов» стр.180-215. Известные солнечные модули имеют концентраторы, создающие в плоскости фотоэлектрического преобразователя высокие концентрации в фокальной плоскости, достигающие 2000 крат и более, которые не могут быть использованы кремниевыми планарными ФЭП.Famous solar modules with photoelectric converters (PECs) and solar radiation concentrators in the form of a parabolocylinder (DS Strebkov, EV Tveryanovich. "Solar radiation concentrators", chapter 7 "Options stationary parabolic cylindrical concentrators" p.180-215. Known solar modules have concentrators that create high concentrations in the focal plane in the plane of the photoelectric converter, reaching 2,000 times or more, which cannot be used by silicon planar solar cells.

Известен солнечный фотоэлектрический модуль (прототип), состоящий из параболоидного концентратора типа «Фокон» и фотоэлектрический преобразователя, расположенного в фокальной плоскости с равномерным распределением концентрированного излучения (Арбузов Ю.Д., Бабаев Ю.А., Евдокимов В.М., Левинскас А.Л., Майоров ВА., Ясайтис Д-Ю.Ю. «Концентратор солнечной энергии». Патент СССР №1794254, 3.04.91).Known solar photovoltaic module (prototype), consisting of a focon type paraboloid concentrator and a photovoltaic converter located in the focal plane with a uniform distribution of concentrated radiation (Arbuzov Yu.D., Babaev Yu.A., Evdokimov V.M., Levinskas A .L., Maiorov VA., Yasaitis D-Yu. Yu. “Solar energy concentrator. USSR Patent No. 1794254, 3.04.91).

Недостатками известного технического решения являются:The disadvantages of the known technical solutions are:

- снижение КПД планарными кремниевыми фотоэлектрическими приемниками ФЭП при высоких концентрациях солнечного излучения;- reduction of efficiency by planar silicon photovoltaic photoelectric detectors at high solar radiation concentrations;

- расположение оптического фокуса на оси фотоэлектрического модуля и концентрическое распределение освещенности поверхности фотоприемника ограничивают конфигурацию и тип применяемых ФЭП (возможно применение только круглых планарных ФЭП);- the location of the optical focus on the axis of the photovoltaic module and the concentric distribution of the illumination of the surface of the photodetector limit the configuration and type of applied photoconductors (only circular planar photoconductors can be used);

- низкие напряжения на одном планарном ФЭП (~0,5 В) приводят к необходимости последовательной коммутации большого числа ФЭП в солнечном фотоэлектрическом модуле, чтобы набрать напряжение 12 В и выше, приемлемое для дальнейшего использования в электрических аккумуляторах, инверторах постоянного тока в переменный и т.п. Последовательная коммутация большого числа ФЭП уменьшает надежность системы, т.к. выход из строя одного элемента цепи приводит к отказу всей цепи.- low voltages on one planar PEC (~ 0.5 V) lead to the need for sequential switching of a large number of PECs in the solar photovoltaic module in order to gain a voltage of 12 V or higher, acceptable for further use in electric batteries, DC inverters, and so on .P. Serial switching of a large number of photomultipliers reduces the reliability of the system, because failure of one element of the circuit leads to a failure of the entire circuit.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение работы солнечного фотоэлектрического модуля при высоких концентрациях и равномерного освещения фотоэлектрического приемника, получение на одном ФЭП (модуле) технически приемлемого напряжения (12 В и выше), нагрев проточного теплоносителя, повышение КПД преобразования и снижение стоимости вырабатываемой энергии.The objective of the invention is to ensure the operation of the solar photovoltaic module at high concentrations and uniform illumination of the photovoltaic receiver, obtaining a technically acceptable voltage (12 V and higher) on one PEC (module), heating the flowing coolant, increasing the conversion efficiency and reducing the cost of generated energy.

В результате использования предлагаемого изобретения на линейчатой поверхности фотоэлектрического приемника высоковольтного фотоэлектрического преобразователя формируется равномерная освещенность концентрированного излучения и нагрев проточного теплоносителя.As a result of the use of the invention, a uniform illumination of concentrated radiation and heating of the flowing coolant are formed on the ruled surface of the photoelectric receiver of the high voltage photoelectric converter.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что теплофотоэлектрический модуль с параболоцилиндрическим концентратором солнечного излучения, состоящий из параболоцилиндрического концентратора и линейчатого фотоэлектрического приемника, расположенного в фокальной области с равномерным распределением концентрированного излучения вдоль цилиндрической оси, отличается тем, что солнечный фотоэлектрический модуль содержит асимметричный концентратор параболоцилиндрического типа с зеркальной внутренней поверхностью отражения и линейчатый фотоэлектрический приемник, установленный в фокальной области с устройством протока теплоносителя; форма отражающей поверхности концентратора Х(Y) определяется системой уравнений, соответствующей условию равномерной освещенности поверхности фотоэлектрического приемника, выполненного в виде линейки шириной do из скоммутированных ФЭП и длиной h и расположенного под углом к миделю концентратора, Xn=(f-Yn)/tgαn, dn=lвsinξo/sinαn, ζo=π/2+φ, Xн=dosinβв, Yн=f-Хнtgφ, lв=dosin(βн-φ)/sinξo, Хв=0, Yв=Yн+dcosβн, lн=dosinβв/cosφ, Yа=R2/4f, Kг=R/do,The above technical result is achieved in that the photovoltaic module with a parabolic cylindrical solar concentrator, consisting of a parabolic cylindrical concentrator and a linear photoelectric receiver located in the focal region with a uniform distribution of concentrated radiation along the cylindrical axis, is characterized in that the solar photovoltaic module contains an asymmetric parabolic cylindrical concentrator mirror internal surface reflection tions and a line photoelectric receiver mounted at the focal region of the coolant flow to the device; the shape of the reflective surface of the concentrator X (Y) is determined by a system of equations corresponding to the condition of uniform illumination of the surface of the photoelectric detector, made in the form of a ruler of width d o from commutated photomultipliers and a length h and located at an angle to the center of the concentrator, X n = (fY n ) / tgα n , d n = l in sinξ o / sinα n , ζ o = π / 2 + φ, X н = d o sinβ в , Y н = f-Х н tgφ, l в = d o sin (β н -φ ) / sinξ o , Х в = 0, Y в = Y н + dcosβ н , l н = d o sinβ в / cosφ, Y а = R 2 / 4f, K g = R / d o ,

где αn - угол (в зоне рабочего профиля концентратора) между уровнем ординаты в точке координат Хn, Yn и отраженным от поверхности параболы с фокусным расстоянием f лучом, приходящим в фокальную область на ширине dn, расположенной на плоском фотоэлектрическом приемнике шириной do, где n выбирается из ряда целых чисел n=1, 2, 3,…,N;where α n is the angle (in the area of the working profile of the concentrator) between the ordinate level at the coordinate point X n , Y n and the beam reflected from the surface of the parabola with the focal length f coming into the focal region at a width d n located on a flat photoelectric detector of width d o , where n is selected from a series of integers n = 1, 2, 3, ..., N;

ξо - угол между координатной осью 0Y и лучом, отраженным от верхней точки координат Ya, R концентратора, приходящим в нижнюю точку координат фотоприемника Хн, Yн;ξ о is the angle between the coordinate axis 0Y and the beam reflected from the upper coordinate point Y a , R of the concentrator, coming to the lower coordinate point of the photodetector X n , Y n ;

βн - угол между фотоприемником и отрезком lн (между нижней точкой координат фотоприемника Хн, Yн и фокусным расстоянием f параболы);β n - the angle between the photodetector and the segment l n (between the lower point of the coordinates of the photodetector X n , Y n and the focal length f of the parabola);

βв - угол между отрезком lв (между верхней точкой координат фотоприемника Хв, Yв и фокусным расстоянием f параболы);β in - the angle between the segment l in (between the upper coordinate point of the photodetector X in , Y in and the focal length f of the parabola);

φ - угол между лучом, отраженным от верхней точки координат Ya, R концентратора и прямой Y=f, параллельной оси абсцисс;φ is the angle between the beam reflected from the upper coordinate point Y a , R of the concentrator and the straight line Y = f parallel to the abscissa axis;

при этом значения параметров f, βв, k выбираются в соответствии с граничными условиями, а геометрическая концентрация освещенности фотоэлектрического приемника Kn в интервалах координатных значений концентратора ΔХnn-Xn-1 и в интервалах координатных значений фотоприемника (dn+1-dn) равна:the values of the parameters f, β in , k are selected in accordance with the boundary conditions, and the geometric concentration of illumination of the photoelectric detector K n in the intervals of the coordinate values of the concentrator ΔX n = X n -X n-1 and in the intervals of the coordinate values of the photodetector (d n + 1 -d n ) is equal to:

Kn=(Xn+1-Xn)/(dn+1-dn).K n = (X n + 1 -X n ) / (d n + 1 -d n ).

Сущность изобретения поясняется фиг.1, 2, 3, 4.The invention is illustrated in figures 1, 2, 3, 4.

На фиг.1 представлена схема конструкции теплофотоэлектрического модуля с параболоцилиндрическим концентратором с равномерным распределением концентрированного излучения на линейчатой поверхности теплофотоэлектрического приемника.Figure 1 presents the design diagram of a photovoltaic module with a parabolic cylindrical concentrator with a uniform distribution of concentrated radiation on the ruled surface of a photovoltaic receiver.

На фиг.2 представлен ход лучей от параболоцилиндрического концентратора до теплофотоэлектрического приемника.Figure 2 presents the path of the rays from the parabolic-cylindrical concentrator to the photovoltaic receiver.

На фиг.3 представлена форма отражающей поверхности параболоцилиндрического концентратора.Figure 3 presents the shape of the reflective surface of the parabolic cylinder concentrator.

На фиг.4 представлен график распределения концентрации освещенности на фотоэлектрической части теплофотоэлектрического приемника модуля от ширины фокальной области.Figure 4 presents a graph of the distribution of the concentration of illumination on the photovoltaic part of the photovoltaic receiver module from the width of the focal region.

Фотоэлектрический модуль на фиг.1 состоит из параболоцилиндрического концентратора 1, закрепленного на стойках 2, который создает фокальную область на поверхности теплофотоэлектрического приемника 3 высотой ho, длиной L, и устройства протока теплоносителя 4 со штуцерами для входа и выхода теплоносителя 5, закрепленными на стойках 6.The photovoltaic module in figure 1 consists of a parabolic-cylindrical concentrator 1, mounted on racks 2, which creates a focal region on the surface of a photovoltaic receiver 3 of height h o , length L, and a coolant duct 4 with fittings for the input and output of coolant 5, mounted on racks 6.

Параболоцилиндрический концентратор 1 теплофотоэлектрического модуля на фиг.2 с рабочим профилем концентрирует солнечное излучение в фокальной области на поверхности теплофотоэлектрического приемника 3 шириной do, длиной L; лучи от верхней части концентратора приходят на нижнюю часть, а лучи от нижней части концентратора приходят на верхнюю часть теплофотоэлектрического приемника 3.Parabolic cylindrical concentrator 1 of the photovoltaic module in figure 2 with a working profile concentrates solar radiation in the focal region on the surface of the photovoltaic receiver 3 of width d o , length L; rays from the upper part of the concentrator come to the lower part, and rays from the lower part of the concentrator come to the upper part of the photovoltaic receiver 3.

На основании приведенных формул произведен расчет формы отражающей поверхности концентратора - график зависимости Х(Y) (фиг.3).Based on the above formulas, the shape of the reflecting surface of the concentrator is calculated — a graph of X (Y) (FIG. 3).

На фиг.4 представлен график распределения концентрации освещенности на поверхности линейчатого фотоэлектрического приемника 3 от ширины фокальной области (от 0 до ho) в относительных единицах (от 0 до 1).Figure 4 presents a graph of the distribution of the concentration of illumination on the surface of the line photoelectric receiver 3 from the width of the focal region (from 0 to h o ) in relative units (from 0 to 1).

При уменьшении ширины do фотоэлектрического приемника 3, т.е. при уменьшении площади фотоэлектрического преобразователя происходит увеличение концентрации освещенности фотоэлектрического приемника 3.By reducing the width d o of the photoelectric receiver 3, i.e. with a decrease in the area of the photoelectric converter, an increase in the concentration of illumination of the photoelectric receiver 3 occurs.

Таким образом, можно изменять концентрацию освещенности фотоэлектрического приемника 3, не меняя габаритных размеров концентратора 1 и выбранный тип фотоэлектрических преобразователей.Thus, it is possible to change the concentration of illumination of the photoelectric detector 3, without changing the overall dimensions of the hub 1 and the selected type of photoelectric converters.

Из приведенных характеристик видно, что изменение концентрации освещенности по ширине фокальной области теплофотоэлектрического преемника 2 не превышает 40%, что не влияет на электрофизические и тепловые характеристики солнечного модуля.From the above characteristics it is seen that the change in the concentration of illumination across the width of the focal region of the photovoltaic successor 2 does not exceed 40%, which does not affect the electrophysical and thermal characteristics of the solar module.

Работает солнечный теплофотоэлектрический модуль с концентратором следующим образом.A solar thermal photovoltaic module with a hub operates as follows.

Солнечное излучение попадает на поверхность параболоцилиндрического концентратора 1, отражается под углами наклона α, γ таким образом, чтобы они обеспечивали равномерную концентрацию лучей на фотоэлектрической части 3 теплофотоэлектрического приемника 2 модуля, выполненного в виде линейки шириной do и длиной L из скоммутированных высоковольтных фотоэлектрических преобразователей высотой do с устройством протока теплоносителя 4, выполненного в виде трубопровода с треугольным профилем, нагревая теплоноситель.Solar radiation enters the surface of the parabolic-cylindrical concentrator 1, is reflected at angles of inclination α, γ so that they provide a uniform concentration of rays on the photovoltaic part 3 of the photovoltaic receiver 2 of the module, made in the form of a ruler of a width d o and a length L of commutated high-voltage photoelectric converters with a height d o with a device for the flow of coolant 4, made in the form of a pipeline with a triangular profile, heating the coolant.

Регулируя скорость протока теплоносителя можно оптимизировать нагрев фотопреобразователей и теплоносителя, повышая КПД модуля.By adjusting the flow rate of the coolant, it is possible to optimize the heating of the photoconverters and the coolant, increasing the efficiency of the module.

Пример выполнения солнечного теплофотоэлектрического модуля с асимметричным параболоцилиндрическим концентратором.An example of a solar photovoltaic module with an asymmetric parabolic cylinder concentrator.

Концентратор 1 с максимальным размером миделя Rмах=660 мм, высотой 315 мм выполнен из алюминиевого листа, закрепленного на стойках 2, толщиной 0,3 мм с зеркально отражающей внутренней поверхностью с рабочим профилем, обеспечивающим равномерную концентрацию лучей теплофотоэлектрического приемника 3 модуля на его фотоэлектрической части 3, выполненного в виде линейки шириной do=60 мм из скоммутированных высоковольтных ФЭП высотой ho=60 мм, длиной L=700 мм, и устройством охлаждения 4 со штуцерами для входа и выхода теплоносителя 5, закрепленными на стойках 6.A hub 1 with a maximum midsection size R max = 660 mm, a height of 315 mm is made of aluminum sheet mounted on racks 2, 0.3 mm thick with a mirror-reflecting inner surface with a working profile that provides a uniform concentration of the rays of the photovoltaic receiver 3 of the module on its photoelectric part 3, made in the form of a ruler with a width of d o = 60 mm from switched high-voltage photovoltaic cells with a height of h o = 60 mm, a length of L = 700 mm, and a cooling device 4 with fittings for the inlet and outlet of the coolant 5, fixed to oke 6.

Концентрация освещенности на поверхности фотоэлектрической части 3 теплофотоэлектрического приемника 2 модуля составляет К=12 крат;The concentration of illumination on the surface of the photovoltaic part 3 of the photovoltaic receiver 2 of the module is K = 12 times;

Таким образом, предложенный теплофотоэлектрический модуль солнечного концентрированного излучения с высоковольтными фотоэлектрическими преобразователями и параболоцилиндрическим концентратором 1 обеспечивает: достаточно равномерное распределение освещенности со средней концентрацией К=12 крат на фотоэлектрической части 3 теплофотоэлектрического приемника 2 модуля из последовательно-параллельно соединенных высоковольтных ФЭП, повышая напряжение и КПД преобразования солнечной энергии в электрическую; нагревая проточный теплоноситель устройства охлаждения 4, тем самым повышая общий КПД преобразования солнечной энергии теплофотоэлектрического модуля.Thus, the proposed solar photovoltaic module of concentrated solar radiation with high-voltage photoelectric converters and parabolic cylindrical concentrator 1 provides: a fairly uniform distribution of illumination with an average concentration of K = 12 times on the photovoltaic part 3 of the thermophotovoltaic receiver 2 of the module from series-parallel connected high-voltage photovoltaic cells, increasing voltage and efficiency conversion of solar energy into electrical energy; heating the flowing coolant of the cooling device 4, thereby increasing the overall efficiency of solar energy conversion of the photovoltaic module.

Claims (1)

Теплофотоэлектрический модуль с параболоцилиндрическим концентратором солнечного излучения, состоящий из параболоцилиндрического концентратора и линейчатого фотоэлектрического приемника, расположенного в фокальной области с равномерным распределением концентрированного излучения вдоль цилиндрической оси, отличающийся тем, что солнечный фотоэлектрический модуль содержит асимметричный концентратор параболоцилиндрического типа с зеркальной внутренней поверхностью отражения и линейчатый фотоэлектрический приемник, установленный в фокальной области с устройством протока теплоносителя; форма отражающей поверхности концентратора Х(Y) определяется системой уравнений, соответствующей условию равномерной освещенности поверхности фотоэлектрического приемника, выполненного в виде линейки шириной do из скоммутированных ФЭП и длиной h и расположенного под углом к миделю концентратора, Xn=(f-Yn)/tgαn, dn=lвsinξo/sinαn, ζo=π/2+φ, Xн=dosinβв, Yн=f-Хнtgφ, lв=dosin(βн-φ)/sinξo, Хв=0, Yв=Yн+dcosβн, lн=dosinβв/cosφ, Yа=R2/4f, Kг=R/do,
где αn - угол (в зоне рабочего профиля концентратора) между уровнем ординаты в точке координат Хn, Yn и отраженным от поверхности параболы с фокусным расстоянием f лучом, приходящим в фокальную область на ширине dn, расположенной на плоском фотоэлектрическом приемнике шириной do, где n выбирается из ряда целых чисел n=1, 2, 3,…,N;
ξо - угол между координатной осью 0Y и лучом, отраженным от верхней точки координат Ya, R концентратора, приходящим в нижнюю точку координат фотоприемника Хн, Yн;
βн - угол между фотоприемником и отрезком lн (между нижней точкой координат фотоприемника Хн, Yн и фокусным расстоянием f параболы);
βв - угол между отрезком lв (между верхней точкой координат фотоприемника Хв, Yв и фокусным расстоянием f параболы);
φ - угол между лучом, отраженным от верхней точки координат Ya, R концентратора и прямой Y=f, параллельной оси абсцисс;
при этом значения параметров f, βв, k выбираются в соответствии с граничными условиями, а геометрическая концентрация освещенности фотоэлектрического приемника Кn в интервалах координатных значений концентратора ΔХnn-Xn-1 и в интервалах координатных значений фотоприемника (dn+1-dn) равна:
Kn=(Xn+1-Xn)/(dn+1-dn).
A thermal photovoltaic module with a parabolic cylindrical solar concentrator, consisting of a parabolic cylindrical concentrator and a line photoelectric receiver located in the focal region with a uniform distribution of concentrated radiation along the cylindrical axis, characterized in that the solar photoelectric module contains an asymmetric parabolic cylindrical concentrator with a mirror-like photoelectric internal reflection surface and receiver installed the focal region with the device of the coolant flow; the shape of the reflective surface of the concentrator X (Y) is determined by a system of equations corresponding to the condition of uniform illumination of the surface of the photoelectric detector, made in the form of a ruler of width d o from commutated photomultipliers and a length h and located at an angle to the center of the concentrator, X n = (fY n ) / tgα n , d n = l in sinξ o / sinα n , ζ o = π / 2 + φ, X н = d o sinβ в , Y н = f-Х н tgφ, l в = d o sin (β н -φ ) / sinξ o , Х в = 0, Y в = Y н + dcosβ н , l н = d o sinβ в / cosφ, Y а = R 2 / 4f, K g = R / d o ,
where α n is the angle (in the area of the working profile of the concentrator) between the ordinate level at the coordinate point X n , Y n and the beam reflected from the surface of the parabola with the focal length f coming into the focal region at a width d n located on a flat photoelectric detector of width d o , where n is selected from a series of integers n = 1, 2, 3, ..., N;
ξ о is the angle between the coordinate axis 0Y and the beam reflected from the upper coordinate point Y a , R of the concentrator, coming to the lower coordinate point of the photodetector X n , Y n ;
β n - the angle between the photodetector and the segment l n (between the lower point of the coordinates of the photodetector X n , Y n and the focal length f of the parabola);
β in - the angle between the segment l in (between the upper coordinate point of the photodetector X in , Y in and the focal length f of the parabola);
φ is the angle between the beam reflected from the upper coordinate point Y a , R of the concentrator and the straight line Y = f parallel to the abscissa axis;
the values of the parameters f, β in , k are selected in accordance with the boundary conditions, and the geometric concentration of illumination of the photoelectric detector K n in the intervals of the coordinate values of the concentrator ΔX n = X n -X n-1 and in the intervals of the coordinate values of the photodetector (d n + 1 -d n ) is equal to:
K n = (X n + 1 -X n ) / (d n + 1 -d n ).
RU2013141955/28A 2013-09-13 2013-09-13 Thermal photoelectric module with parabolic-cylinder concentrator of solar radiation RU2554674C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013141955/28A RU2554674C2 (en) 2013-09-13 2013-09-13 Thermal photoelectric module with parabolic-cylinder concentrator of solar radiation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013141955/28A RU2554674C2 (en) 2013-09-13 2013-09-13 Thermal photoelectric module with parabolic-cylinder concentrator of solar radiation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013141955A RU2013141955A (en) 2015-03-20
RU2554674C2 true RU2554674C2 (en) 2015-06-27

Family

ID=53285516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013141955/28A RU2554674C2 (en) 2013-09-13 2013-09-13 Thermal photoelectric module with parabolic-cylinder concentrator of solar radiation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2554674C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2655729C1 (en) * 2017-11-21 2018-05-29 Карина Микаилевна Мирзаева Preparation of niacid-k for treatment of animals from parasitosis
RU2670180C1 (en) * 2017-05-23 2018-10-18 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Solar module with asymmetric parabolic cylindrical concentrator and photo receiver with triangular profile

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4784700A (en) * 1987-05-26 1988-11-15 General Dynamics Corp./Space Systems Div. Point focus solar concentrator using reflector strips of various geometries to form primary and secondary reflectors
SU1633238A1 (en) * 1989-03-07 1991-03-07 Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе Solar power trough
SU1794254A3 (en) * 1991-04-03 1993-02-07 Ebдokиmob Bлaдиmиp Mиxaйлobич Solar energy concentrator
RU2204769C2 (en) * 2001-07-10 2003-05-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Solar module with concentrator
WO2004090437A1 (en) * 2003-04-09 2004-10-21 Collares Pereira, Engenharia, Unipessoal, Lda Solar collector of the cpc type
RU2444809C2 (en) * 2010-06-10 2012-03-10 Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Solar photovoltaic module with concentrator
CN102455066A (en) * 2010-10-25 2012-05-16 北京印刷学院 Solar hot water generating device for condensing light through secondary reflection parabolic cylinder and collecting light through parabolic cylinder
RU2488915C2 (en) * 2011-06-07 2013-07-27 Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Solar concentrator module (versions)

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4784700A (en) * 1987-05-26 1988-11-15 General Dynamics Corp./Space Systems Div. Point focus solar concentrator using reflector strips of various geometries to form primary and secondary reflectors
SU1633238A1 (en) * 1989-03-07 1991-03-07 Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе Solar power trough
SU1794254A3 (en) * 1991-04-03 1993-02-07 Ebдokиmob Bлaдиmиp Mиxaйлobич Solar energy concentrator
RU2204769C2 (en) * 2001-07-10 2003-05-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Solar module with concentrator
WO2004090437A1 (en) * 2003-04-09 2004-10-21 Collares Pereira, Engenharia, Unipessoal, Lda Solar collector of the cpc type
RU2444809C2 (en) * 2010-06-10 2012-03-10 Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Solar photovoltaic module with concentrator
CN102455066A (en) * 2010-10-25 2012-05-16 北京印刷学院 Solar hot water generating device for condensing light through secondary reflection parabolic cylinder and collecting light through parabolic cylinder
RU2488915C2 (en) * 2011-06-07 2013-07-27 Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Solar concentrator module (versions)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2670180C1 (en) * 2017-05-23 2018-10-18 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Solar module with asymmetric parabolic cylindrical concentrator and photo receiver with triangular profile
RU2655729C1 (en) * 2017-11-21 2018-05-29 Карина Микаилевна Мирзаева Preparation of niacid-k for treatment of animals from parasitosis

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013141955A (en) 2015-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xie et al. Design and performance research on eliminating multiple reflections of solar radiation within compound parabolic concentrator (CPC) in hybrid CPV/T system
Tabaei et al. Improving the effectiveness of a photovoltaic water pumping system by using booster reflector and cooling array surface by a film of water
Yang et al. Design and experimental study of a cost-effective low concentrating photovoltaic/thermal system
US20120192922A1 (en) Solar collector
US20100126555A1 (en) Concentrating photovoltaic photo-current balancing system
RU2554674C2 (en) Thermal photoelectric module with parabolic-cylinder concentrator of solar radiation
Liang et al. Design and performance analysis of an annular fresnel solar concentrator
KR20180120322A (en) Combined solar thermal and photovoltaics system using hybird solar cell based on concentrated type and planar type
EP3499586A1 (en) Solar energy concentrator with movable mirrors for use in flat solar thermal collectors or in static photovoltaic modules
RU2505755C2 (en) Photovoltaic module with compound parabolic concentrator
RU2591747C2 (en) Thermal photoelectric module with parabolic-cylinder concentrator of solar radiation and method of making same
RU128398U1 (en) THERMAL PHOTOELECTRIC MODULE WITH A SOLAR RADIATION CONCENTRATOR
RU2543256C2 (en) Solar heat photoelectric module with compound parabolic concentrator
Ali et al. Optical performance evaluation of a 2-D and 3-D novel hyperboloid solar concentrator
RU132258U1 (en) THERMOPHOTOELECTRIC MODULE WITH PARABOLOTORIC CONCENTRATE OF SOLAR RADIATION
CN106788236B (en) A kind of full spectrum cascade utilization device of line focus condensation photovoltaic-photo-thermal
RU2444809C2 (en) Solar photovoltaic module with concentrator
Zhu et al. Solar collector tube as secondary concentrator for significantly enhanced optical performance of LCPV/T system
Paul Design and performance analysis of automated two axis solar tracking system for steam generation
Kumar et al. Comparative Optical Analysis of the Non-Imaging Low Concentrating Photovoltaic Systems
RU2522376C2 (en) Solar module with compound parabolic concentrator included in stirling engine
RU2615242C2 (en) Solar module havng asymmetric cylindrical parabolic solar radiation concentrator
RU2444808C2 (en) Solar photovoltaic module with concentrator
CN103456806A (en) Low-power concentrating photovoltaic module
Anil Compound parabolic concentrator

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150914