ФОТОТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

Техническое решение относится к области солнечной энергетики и может быть использовано для повышения характеристики мощности тепловых гелиоколлекторов и фотоэлектрических модулей.
Наиболее близким по техническому решению относится фототермопреобразователь солнечной энергии (патент UA № 49078, опубликовано 12.04.2010, Бюл. №7, 2010). Устройство имеет подставку, жестко соединенную с теплопоглощающим покрытием, поверх которого размещено защитное прозрачное покрытие, солнечные элементы, общая площадь которых составляет 1/2 - 1/3 часть поверхности теплопоглощающего покрытия.
Недостатком такого решения является невысокая мощность преобразования солнечной энергии.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствовать фототермопреобразователь солнечной энергии путем использования двух отражающих поверхностей, расположенных вдоль боковых поверхностей абсорбера.
Поставленная задача решается тем, что фототермопреобразователь солнечной энергии, включающий панели с солнечными элементами, трубки для жидкого теплоносителя, теплопоглощающее покрытие, поверх которого размещено защитное прозрачное покрытие, расположенное в корпусе, общая площадь солнечных элементов составляет 1/2-1/3 часть поверхности теплопоглощающего покрытия, согласно полезной модели, теплопоглощающее покрытие содержит фотоэлектрические элементы, дополнительно содержит концентраторы, закрепленные в каркасах со стойками и расположенные под углом к комбинированному абсорберу, теплоизоляцию, расположенную на задней стенке корпуса. Плоская конструкция концентраторов позволяет равномерно распределять отраженные лучи по всей площади принимаемой поверхности, что способствует улучшению работы всей солнечной установки.
Устройство имеет (Фиг. 1) 1 - каркасы с боковыми концентраторами, 2 -принимающая поверхность абсорбера, 3 - стойки для боковых концентраторов, 4 -комбинированный абсорбер; с (Фиг. 2) верхним прозрачным слоем 5, панели с солнечными элементами 6, трубки для жидкого теплоносителя 7, теплоизоляция 8, корпус 9. Принимающая поверхность абсорбера выполнена с фотоэлектрическими элементами и размещена в верхней части корпуса 9. Теплоносителем может быть вода или антифриз.
Принцип действия устройства основан на отражении потока солнечного излучения от концентраторов на поверхность комбинированного абсорбера. Как следствие происходит усиление освещенности принимаемой панели и увеличение его характеристик мощности. Абсорбер нагревается солнечным излучением, в нижней части которого находятся солнечные элементы, при этом теплота передается жидкому теплоносителю, который находится в специальных каналах в средине абсорбера. Абсорбер с солнечными элементами преобразует в тепловую и электрическую энергию широкий диапазон длин волн солнечного спектра как прямого, так и отражаемого излучения. Циркулирующий теплоноситель охлаждает фотоэлементы, за счет чего возрастает эффективность их работы и увеличивается суммарное производство электроэнергии, а нагретый теплоноситель используется потребителями.
Плоские отражатели выполнены одинаковых размеров, закреплены на стойках и расположены с зазором, не превышающим 5 см, под углом к принимающей поверхности
абсорбера. Для снижения потерь тепла в окружающую среду, принимающая сторона содержит защитное прозрачное покрытие, а задняя стенка содержит тепловую изоляцию.
Пример. Концентраторы покрыты самоклеющейся светоотражающей плёнкой с серебристо металлизированной поверхностью марки Oracal (серия 352).
При установлении концентраторов освещенность принимаемой панели увеличивается в два раза (геометрический коэффициент концентрации равен 2). За счет того, что фотоэлектрические элементы преобразуют диапазон длины волн солнечного спектра отличный от диапазона теплопоглощающей поверхностью абсорбера, используемого для нагрева теплоносителя, эффективность работы и КПД всей установки при установке концентратора значительно увеличивается.
За счет циркуляции теплоносителя происходит охлаждение солнечных элементов, что улучшает их рабочие характеристики и увеличивает эффективность работы, потому что КПД фотоэлементов при нагревании может падать. Кроме того, используя одну и ту же принимающую поверхность солнечной установки можно получить временно тепловую и электрическую энергию с высоким коэффициентом преобразования на площади; использование недорогих солнечных концентраторов значительно повышает мощность всей установки и сокращает ее стоимость.