Комбинированное солнечно-энергетическое устройство

Полезная модель относится к возобновляемым источникам энергии, а именно к комбинированным солнечно-энергетическим преобразовательным установкам, обеспечивающим горячим водоснабжением и электричеством помещений различного назначения. Она может быть использована в предприятиях агропромышленного комплекса, а также в индивидуальных и фермерских хозяйствах.
Известен солнечный модуль и комбинированная солнечно-энергетическая установка на его основе, содержащий солнечный модуль, включающий концентратор, в фокусе которого расположен фотовольтаический преобразователь солнечной энергии, соединенный с контактами подключения батарей накопителей электрической энергии и системой жидкостно-проточного теплосъема (RU 2455584 С1; МПК: F24J 2/42).
Известно комбинированное производство тепла и электроэнергии для жилых и промышленных зданий с использованием солнечной энергии, содержащее генератор на солнечной энергии, который включает в себя: термоэлектрические элементы, примыкающие к солнечным элементам и расположенные ниже солнечных элементов. Обеспечивается концентрированный поток солнечной энергии. Теплоотвод, температура и эффективность которого могут изменяться, контактирует с холодным спаем термоэлектрического устройства. Термическое сопротивление рассчитывается в отношении потока энергии, в результате чего в термоэлектрическом устройстве создается градиент температуры в несколько сотен градусов Кельвина. Предпочтительно солнечный элемент содержит полупроводник с большой шириной запрещенной энергетической зоны (RU 2513649 С2; МПК: H01L 31/042). При этом в данной системе для производства тепловой энергии используют пучок оптических волокон присоединенных к генератору, то есть солнечный коллектор производит только электроэнергию.
Наиболее близким по назначению и по конструктивным признакам заявляемого устройства является комбинированное солнечно-энергетическое устройство, содержащее установленные на несущей конструкции внешний светопрозрачный слой, помещенный под ним с зазором последовательно фотоэлектрический преобразователь в виде батареи солнечных элементов и контактирующий с ним проточный теплообменник с патрубками входа и выхода, линзу Френеля, внешний светопрозрачный слой и помещенный под фотоэлектрический преобразователь выполнены плоскими, с задней стороны проточный теплообменник имеет слой теплоизоляции (RU 132874 U1; МПК: F24J 2/42, 2013 г.)
Общим недостатком указанных выше аналогов является невысокий уровень их универсальности и качественных характеристик.
Техническим результатом является повышение качественных характеристик и уровня их универсальности.
Технический результат достигается в результате того, что в комбинированном солнечно-энергетическом устройстве, содержащем установленные на несущей конструкции внешний светопрозрачный слой, помещенный под ним с зазором последовательно фотоэлектрический преобразователь в виде батареи солнечных элементов и контактирующий с ним проточный теплообменник с патрубками входа и выхода, а также линзу Френеля, внешний светопрозрачный слой и размещенный под ним фотоэлектрический преобразователь, выполнены плоскими, с задней стороны проточный теплообменник имеет слой теплоизоляции, согласно полезной модели фотоэлектрический преобразователь выполнен площадью 1200×1500 мм, а внешний светопрозрачный слой выполнен в виде прямоугольных линз Френеля 60×60 мм, расположенных рядами в количестве не более 500 штук, и в каждом ряду не более 20 штук, при этом в зазорах между каждой линзой Френеля и фотоэлектрическим преобразователем установлены по периметру линзы Френеля отражающие поверхности в виде зеркал, причем, проточный теплообменник имеет криволинейную поверхность с диффузорно-конфузорными участками.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:
На фиг. 1 - общий вид комбинированного солнечно-энергетического устройства в разрезе;
На фиг. 2 - комбинированное солнечно-энергетическое устройство, вид сверху.
Комбинированное солнечно-энергетическое устройство содержит установленные на несущей конструкции внешний светопрозрачный слой, выполненный в виде прямоугольных линз Френеля 1, помещенный под ним с зазором последовательно фотоэлектрический преобразователь 2, при этом в зазорах между каждой линзой Френеля 1 и фотоэлектрическим преобразователем 2 установлены по периметру линзы Френеля 1 отражающие поверхности 3 в виде зеркал, и контактирующий с фотоэлектрическим преобразователем 2 проточный теплообменник 4 с патрубками входа 5 и выхода 6. Фотоэлектрический преобразователь 2 выполнен площадью 1200×1500 мм, а линзы Френеля 1 имеют размер 60×60 мм, расположены рядами в количестве не более 500 штук, и в каждом ряду не более 20 штук.
Устройство работает следующим образом: солнечные лучи проходят через линзу Френеля 1, которая устроена таким образом, что лучи источника света, помещенного в фокус линзы, после преломления в кольцах, выходят практически параллельным пучком, а отражающая поверхность 3 уменьшает рассеивание солнечных лучей, которые попадают на фотоэлектрический преобразователь 2. При падении солнечных лучей на фотоэлектрический преобразователь 2 в нем генерируются напряжение. При работе установка постепенно греется. Энергия, что не пошла на генерацию электротока, трансформируется в тепло, нагревая проточный теплообменник 4. КПД фотоэлектрического преобразователя 2 напрямую завит от температуры, следовательно его необходимо охлаждать, за что и отвечает проточный теплообменник 4, за счет того, что в нем циркулирует теплоноситель.