Способ выработки электроэнергии и устройство оконного типа для выработки электроэнергии
METHOD FOR GENERATING ELECTRICITY AND WINDOW-TYPE APPARATUS FOR GENERATING ELECTRICITY

Область техники, к которой относится изобретение
Группа изобретений относится к окнам, к автономным окнам, к оконным рамам с встроенными элементами для выработки электроэнергии, а именно к устройствам оконного типа для выработки электроэнергии и к способам выработки электроэнергии в них.
Уровень техники
Известно устройство выработки электроэнергии (RU 2602773 С1, опубликовано 20.11.2016 г., далее Д1), включающее раму со стеклопакетом, содержащее внешнее стекло стеклопакета, выполненное с возможностью выработки электрической энергии от света, падающего на него. Также из Д1 известен способ выработки электроэнергии, включающий выработку электрической энергии внешним стеклом стеклопакета от света, падающего на него, посредством выполнения внешнего стекла стеклопакета в виде по меньшей мере одного прозрачного фотоэлектрического модуля, подсоединенного к инвертору для преобразования света в электрический ток, а сам инвертор может быть подключен к контроллеру устройства оконного типа. Причем прозрачный фотоэлектрический модуль выполнен из стеклянного основания, поверх которого нанесены два слоя пленок, одна пленка из аморфного кремния, которая преобразует в электрическую энергию видимую часть спектра солнца, а вторая микропрозрачная кремниевая пленка преобразует энергию солнца невидимого инфракрасного спектра.
Недостатком указанного объекта является недостаточно эффективная выработка электроэнергии внешним стеклом стеклопакета, так как используются два слоя пленок нанесенные на плоское стеклянное основание внешнего стекла стеклопакета, которые принимают солнечный свет только с внешней наружной стороны стеклопакета.
Раскрытие изобретения
Технический результат заключается в более эффективной выработке электрической энергии, за счет конструктивного выполнения фотоэлементов определенной формы и за счет отражения света от внутреннего стекла стеклопакета обратно на фотоэлементы внешнего стекла стеклопакета с внутренней его стороны.
Результат достигается заявленным способом выработки электроэнергии, включающим выработку внешним стеклом стеклопакета электрической энергии от фотонов света падающих на него, посредством встроенных в него фотоэлементов, при этом каждый из фотоэлементов выполнен в виде трубочки, причем встроенные фотоэлементы из трубочек выполнены с возможностью выработки электрической энергии за счет падающих на них фотонов света как с внешней стороны внешнего стекла стеклопакета, так и за счет падающих на них фотонов света с внутренней стороны внешнего стекла стеклопакета отраженного от внутреннего стекла стеклопакета, выполненного с возможностью отражения спектра фотонов света обратно на внутреннюю сторону внешнего стекла стеклопакета.
Согласно способу выработки электроэнергии заявленного изобретения трубочки выполнены цилиндрической формы.
Согласно способу выработки электроэнергии заявленного изобретения каждая трубочка выполнена в сечении прямоугольной формы.
Результат достигается заявленным устройством оконного типа для выработки электроэнергии, включающим раму со стеклопакетом, содержащим с встроенными фотоэлементами внешнее стекло стеклопакета выполненное с возможностью выработки электрической энергии от фотонов света падающих на него, и внутреннее стекло стеклопакета, при этом внутреннее стекло стеклопакета, выполнено с возможностью отражения спектра фотонов света обратно на внутреннюю сторону внешнего стекла стеклопакета, кроме того внешнее стекло стеклопакета выполнено с встроенными фотоэлементами, каждый из которых выполнен в виде трубочки, причем встроенные фотоэлементы из трубочек выполнены с возможностью выработки электрической энергии за счет падающих на них фотонов света как с внешней стороны внешнего стекла стеклопакета, так и с внутренней стороны внешнего стекла стеклопакета.
Согласно устройству для выработки электроэнергии заявленного изобретения трубочки выполнены цилиндрической формы.
Согласно устройству для выработки электроэнергии заявленного изобретения каждая трубочка выполнена в сечении прямоугольной формы.
Согласно устройству для выработки электроэнергии заявленного изобретения каждый фотоэлемент выполнен из кремния.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется: фиг. 1, на которой приведено устройство для выработки электроэнергии заявленного изобретения с трубочками фотоэлементами, которые выполнены цилиндрической формы, вид снизу в разрезе; фиг. 2, на которой приведено устройство для выработки электроэнергии заявленного изобретения вид спереди; фиг. 3, на которой приведено устройство для выработки электроэнергии заявленного изобретения с встроенными трубочками фотоэлементами, на которые падают фотоны света с внешней стороны внешнего стекла стеклопакета, и с внутренней стороны внешнего стекла стеклопакета отражаясь от внутреннего стекла стеклопакета.
Осуществление изобретения
На фигурах 1 и 2 изображено устройство оконного типа для выработки электроэнергии, включающее раму 1 со стеклопакетом, содержащим с встроенными фотоэлементами 2 внешнее стекло стеклопакета 3 выполненное с возможностью выработки электрической энергии от фотонов света падающих на него, и внутреннее стекло стеклопакета 4, причем внутреннее стекло стеклопакета 4, выполнено с возможностью отражения спектра фотонов света обратно на внутреннюю сторону внешнего стекла стеклопакета 3, кроме того внешнее стекло стеклопакета 3 выполнено с встроенными фотоэлементами 2, каждый из которых выполнен в виде трубочки, причем встроенные фотоэлементы 2 из трубочек выполнены с возможностью выработки электрической энергии за счет падающего на них фотонов света как с внешней стороны внешнего стекла стеклопакета 3, так и с внутренней стороны внешнего стекла стеклопакета 3.
Принцип работы заявленного устройства оконного типа для выработки электроэнергии описан в заявленном способе.
Выработка внешним стеклом стеклопакета 3 электрической энергии от фотонов света падающих на него, посредством встроенных в него фотоэлементов 2. Следует отметить, что каждый из фотоэлементов 2 выполнен в виде трубочки, таким образом встроенные фотоэлементы 2 из трубочек выполнены с возможностью выработки электрической энергии за счет падающих на них фотонов света как с внешней стороны внешнего стекла стеклопакета 3, так и за счет падающих на них фотонов света с внутренней стороны внешнего стекла стеклопакета 3 отраженного от внутреннего стекла стеклопакета 4, выполненного с возможностью отражения спектра фотонов света обратно на внутреннюю сторону внешнего стекла стеклопакета. Суть заявленного решения заключается в наличии фотоэлементов в форме трубочек 2, т.е. они способны за счет своей формы активно поглощать фотоны света с разных сторон, в том числе и отраженные фотоны света от внутреннего стекла стеклопакета 4 (см. Фиг. 3).
Таким образом, заявленная конструкция устройства оконного типа для выработки электроэнергии вырабатывает значительно больше электричества в отличии от аналогов, полученную электроэнергию можно использовать при обогреве дома, для аккумулирования электрической энергии в аккумуляторе и т.д.
Трубочки фотоэлементов 2 в предпочтительном варианте осуществления выполнены цилиндрической формы (как на фигурах), однако они могут быть выполнены и другой формы, например, прямоугольной в сечении (прямоугольные трубочки фотоэлементов).
В частном варианте осуществления рама 1 содержит дополнительно подсоединенный к внешнему стеклу стеклопакета 3 (и при необходимости к внутреннему стеклу стеклопакета) контроллер, который может управлять в соответствии с заложенной в него программой полученной электроэнергией, например для подачи в домашнюю электросеть. Кроме того, в раму 1 со стеклопакетом может быть встроен дополнительно аккумулятор, подключенный к контроллеру, в этом варианте осуществления контроллер направит полученную электроэнергию в аккумулятор, для использования электроэнергии например в ночное время, когда света нет для выработки электроэнергии.
Внутреннее стекло стеклопакета (которое может быть выполнено прозрачным) выполнено из высокопрочного закаленного стекла, поверх которого нанесена отражающая поверхность, либо отражающая поверхность встроена в само стекло. Покрытие для внутреннего стекла стеклопакета, отражающее часть спектра солнечного света, содержащую фотоны, например может использоваться таких производителей как "Reflectasol", "Guardian Sun", "Stopsol" и т.д.
Кроме того, также существенное влияние на количество электрической энергии имеет угол падения фотонов солнечного света и угол его отражения от внутреннего стекла стеклопакета 4 для достижения максимальной площади освещения фотоэлементов. Принцип соответствует формуле Френеля и сдвигу Федорова. Однако, при любом угле падения фотонов солнечного света и угле их отражения от внутреннего стекла стеклопакета 4, будет вырабатываться более эффективно заявленным устройством и способом электрическая энергия, по сравнению с аналогами, где не используются трубочки фотоэлементов 2 и не используется отражающая поверхность внутреннего стекла стеклопакета 4.
Внешнее стекло стеклопакета выполнено, например из высокопрочного закаленного прозрачного стекла, либо другого прозрачного полотна, с закрепленными внутри него несколькими трубочками фотоэлементов 2, каждая из которых в частном варианте осуществления может быть выполнена в виде одного прозрачного фотоэлектрического модуля (который может быть выполнен по разным видам технологий например "Onyx Solar", Bekar, которая используется в гражданском и промышленном строительстве современных зданий и сооружений для остекления зимних садов, фасадов зданий, в производстве окон, ограждений, парковок, рекламных щитов, навесов и во многих других архитектурных проектах) и подсоединенного к нему инвертора (а сам инвертор может быть подключен к контроллеру) для преобразования фотонов света в электрический ток, причем прозрачный фотоэлектрический модуль выполнен из цилиндрического стеклянного основания трубочки, поверх которого нанесена либо одна пленка из кремния (упрощенный вариант), либо нанесены два слоя пленок (более эффективный вариант), а именно одна пленка из аморфного кремния, которая преобразует в электрическую энергию видимую часть спектра солнца, а вторая микропрозрачная кремниевая пленка преобразует энергию солнца невидимого инфракрасного спектра, таким образом, заявленная конструкция вырабатывает значительно больше электричества в отличии от аналогов с одной пленкой, следовательно, еще более эффективно будет снабжать внешнюю домашнюю сеть электроэнергией и больше аккумулировать электрической энергии в аккумуляторе, что скажется и на продолжительности работы во время отсутствия фотонов света.
Современные технологии и оборудование позволяют осуществить настоящее изобретение в крупносерийном производстве. На заводе или предприятии имеется все необходимое оборудование для производства заявленного устройства оконного типа для выработки электроэнергии.
Заявленное устройство оконного типа для выработки электроэнергии выполнено в виде единой конструкции, а именно отдельные компоненты (или составные части) заявленного устройства оконного типа для выработки электроэнергии соединены между собой на одном предприятии-изготовителе (или заводе-изготовителе) сборочными операциями, такими как свинчивание, сочленение, клепка, сварка, пайка, опрессовка, развальцовка и т.п.