Фокусирующий коллектор солнечной энергии

Фокусирующий коллектор солнечной энергии МПК5 : F J 2/24
Фокусирующие коллекторы солнечной энергии применяются в гелиотехнике в составе солнечных энергетических установок для преобразования солнечной радиации в виды энергии, удобные для энергоснабжения различных объектов.
Известны фокусирующие коллекторы солнечной энергии с параболоцилиндрическим концентратором и расположенным вдоль его продольной оси пустотелым, имеющим по концам присоединительные штуцера, приемником солнечного излучения, в котором циркулирует жидкий теплоноситель (см., например, Н.В.Харченко «Индивидуальные солнечные установки М.Энергоатомиздат, 1991, рис.12, стр.29).
Данная конструкция содержит параболоцилиндрический концентратор и расположенный вдоль его продольной оси пустотелый, имеющий по концам присоединительные штуцера, приемник солнечного излучения, в котором циркулирует жидкий теплоноситель, совпадает, таким образом, с заявляемой моделью по основному признаку и поэтому принимается за прототип.
Фокусирующий коллектор должен обеспечить следующий технический результат:
-максимально преобразовать поступающую на поверхность концентратора солнечную радиацию в другие, удобные для энергоснабжения различных объектов, виды энергии;
-исключить перегрев приемника в аварийных случаях, когда уровень теплоносителя в системе солнечной энергетической установки падает ниже допустимого, и полость приемника полностью освобождается от теплоносителя.
Получению в достаточной мере от прототипа требуемого технического результата препятствуют:
-ограниченная теплоемкость жидкого теплоносителя;
-ограниченные расходы жидкого теплоносителя через приемник;
-возможность полного удаления теплоносителя из полости приемника в случаях, когда уровень теплоносителя в системе установки падает ниже допустимого.
Заявляемая модель обеспечивает получение требуемого технического результата, сущность заявляемой модели определяется следующей совокупностью признаков:
-пустотелый приемник солнечного излучения коллектора изготовлен из металлического листа, имеет боковые поверхности в виде двух параллельных друг другу, расположенных симметрично относительно фокальной плоскости концентратора, плоскостей, таким образом, в центральной зоне параболоцилиндрического концентратора находятся две плоские, облучаемые концентрированными солнечными лучами, поверхности, на которых установлены, например, наклеены фотоэлектрические элементы, преобразующие энергию солнечного излучения в электрическую энергию.
Циркулирующий в полости приемника теплоноситель, нагреваясь, отводит тепло от стенок приемника, охлаждает тем самым фотоэлектрические элементы, повышая за счет этого их производительность. Таким образом, в результате более полного использования поступающей на поверхность концентратора солнечной энергии, коллектор вырабатывает и горячий теплоноситель, и электрический ток. Общая производительность коллектора повышается.
-присоединительные штуцера приемника расположены у верхней его кромки, поэтому в аварийных ситуациях, когда уровень теплоносителя в системе установки падает ниже допустимого, полость приемника остается заполненной теплоносителем до уровня штуцеров, т.е. до верхней кромки приемника, что предохраняет приемник от перегрева.
Проведенные испытания и исследования коллекторов с указанной совокупность признаков, показали, что они уверенно обеспечивают получение требуемого технического результата.
На чертеже, иллюстрирующем описание полезной модели, изображен фокусирующий солнечный коллектор, содержащий параболоцилиндрический концентратор 1, пустотелый приемник солнечного излучения 2, изготовленный из металлического листа, с боковыми поверхностями 3 в виде симметрично расположенных относительно фокальной плоскости концентратора, плоскостей, на которых установлены, например, наклеены фотоэлектрические элементы 4, полость приемника заполнена теплоносителем 5, по концам приемника установлены штуцера 6.
Практическое осуществление заявляемой модели осуществляется обычными методами:
-концентратор: на штампованное основание параболоцилиндрической формы наклеиваются отражающие полоски зеркал;
-приемник: две штампованные половины свариваются по периметру дуговой или контактной сваркой;
-штуцера: после токарной обработки ввариваются в приемник у верхней его кромки.