ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛУЧИСТОЙ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ

Предложение относится к физико-химическим процессам получения электроэнергии от источников солнечного, космического и искусственного светотеплового излучений.
Современная индустрия свето-электротрансформирующих технических средств имеет несколько направлений их развития, наиболее представительными из которых являются преобразователи прямого светового излучения, например, - солнечного, в электроэнергию. Такие устройства содержат полупроводниковые фотопреобразователи в виде отдельных элементов, размещенных в ячейках и создающих конструкцию солнечной батареи, питающей системы жизнеобеспечения прямой передачей электроэнергии или - через аккумуляторные батареи [US 6034318, 2000; ЕР 0379961, 1990; RU 2230396, Н01L 31/042, 10.06.2004]. Последнее из указанных технических решений является наиболее близким по сущности и достигаемому результату.
Существенным недостатком аналогов и прототипа является использование низкоэффективного материала по результату преобразования светового (и светотеплового) излучения в электроэнергию; технологическая сложность изготовления множества отдельных элементов, набора их в блоки на специальном кондукторе и подложке и последующего набора панелей необходимой площади приема и преобразования лучистой энергии. Низкие прочностные характеристики элементов не позволяют покрывать криволинейный и фасонные поверхности. Эти недостатки определяют высокую стоимость солнечных батарей и сужают возможные сферы их использования.
Технической задачей и положительным результатом предлагаемого преобразователя лучистой энергии в электрическую является повышение эффективности преобразования энергии светового и светотеплового излучения в электроэнергию; улучшение технологических операций изготовления и монтажа элементов преобразователя; придание мобильности конструкции с использованием также энергии атмосферных течений и конвективных потоков.
Преобразователь лучистой энергии в электрическую, выполненный в виде конического или пирамидального каркаса, снаружи на этот каркас нанесена гибкая лента, охватывающая его в виде спирали, между кромками ленты выполнен изоляционный токонепроводящий слой, поверхность ленты, контактирующая с атмосферой, имеет покрытие, поглощающее солнечное и космическое излучение и контактно соединенное с токопроводящим полимерным слоем ленты, концы которой имеют разнополярные клеммы, расположенные в верхней и нижней частях спирали ленты, при этом каркас преобразователя установлен с возможностью вращения посредством подшипникового узла, закрепленного в основании, причем вращение каркаса осуществляется за счет воздействия восходящего атмосферного потока на турбинные лопатки, закрепленные внутри каркаса.
Преобразователь энергии характеризуется также тем, что гибкая лента соединена с каркасом посредством электроизоляторов.
На фиг.1 - общий вид установки;
на фиг.2 - принципиальная конструкция устройства.
Преобразователь энергии выполнен в виде конического или пирамидального каркаса 1 с гибкой лентой 2, охватывающей его снаружи в виде спирали. Между кромками ленты выполнен электроизоляционный слой 3, а под поверхностью 4 ленты, обращенной к излучению (Солнца и др.) имеется специальное заполнение 5, предназначенное для поглощения и преобразования излучений. Этот слой покрытия соединен контактно с токопроводящей подложкой 6 из полимерного материала; концы ленты 7 и 8 выполнены на конус и оснащены разнополярными клеммами 9 и 10 в верхней и нижней частях ленты, закрепленной на каркасе посредством изоляторов 11. Корпус 1 закреплен на основании посредством подшипникового узла 12, позволяющего осуществлять вращение корпуса за счет турбинных лопаток 13, закрепленных внутри каркаса 1; вращение корпуса осуществляется воздействием на эти лопатки 13 восходящим конвективным атмосферным потоком. Эффективность преобразователя в том, что его покрытие 2 способно принимать и трансформировать в электрозаряды любое световое, светотепловое излучение, воздействующее на него, за счет выполнения слоя 4 светоэлектрочувствительным, а заполнения 5 - в виде композиции: фуллеренол - силурит.
2
Работа преобразователя осуществляется следующим образом. Корпус преобразователя с его каркасом 1 и лентой 2 монтируют на рабочей площадке (фиг.1) с помощью подшипникового узла 12. Излучение, например, солнечное, падает на поверхность 4 ленты и, ввиду ее светоэлектрочувствительности, проникает в структуру заполнения 5, выполненного из смеси фуллеренол - силурен слоем 0.01-0.2 мм на токопроводящей подложке 6 (фиг.2). Такой материал ленты 2 преобразует лучистую энергию в электрическую; КПД такого преобразователя находится в пределах 20-40% в зависимости от состава наполнителя 5, чувствительности к светопотоку покрытия 4 ленты, а также - способности материала подложки 6 эффективно проводить ток, который отводят с клемм 9 и 10 потребителю. Для более эффективной работы внутри каркаса 1 закреплены турбинные лопатки 13, предназначенные для вращения всего корпуса преобразователя за счет конвективного восходящего потока атмосферного воздуха, восходящего по полости снизу - вверх (по аналогии тяговой трубы). При воздействии солнечного облучения на ленту 2 и ее указанную конструкцию (фиг.2) вырабатывается электроэнергия из расчета на 1 м ленты: 320-450 мА, 18-26 В, 208-316 Вт. При этом конструкция (фиг.1) преобразователя позволяет не отчуждать территорию, ввиду точечной опоры и ориентирования вверх в виде мачты, башни, на которой возможно размещение дополнительного оборудования, питающегося вырабатываемой электроэнергией этого преобразователя.