Автономне джерело електроенергії

Реферат: Автономне джерело електроенергії складається з двигуна Стирлінга, електрогенератора, пристрою відбору тепла. До складу пристрою додатково введені вакуумні теплові колектори, які механічно з'єднані з теплопровідним колектором збирання тепла, який механічно сполучений із нагрівною зоною двигуна Стирлінга, причому як двигун Стирлінга використаний двигун зворотно-поступального або обертового типу. UA 81935 U (54) АВТОНОМНЕ ДЖЕРЕЛО ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ UA 81935 U UA 81935 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до теплоенергетики і може бути використана для автономного виробляння електроенергії, яка надходить від будь-якого джерела теплового випромінювання. Проблема альтернативної енергетики наразі є досить актуальною. Незважаючи на численні запаси палива, в умовах збільшення споживання ресурсів наявний дефіцит електроенергії. Наразі здійснюються численні спроби створити таке автономне джерело енергії, яке б дозволило виробляти електроенергію без значних капіталовкладень із високим ККД. Так, наприклад, існують джерела, які використовують енергію сонця, але всі вони мають досить низький ККД. Крім того, в їхній конструкції, переважно, використовуються дорогі напівпровідникові елементи, вони також потребують прямих сонячних променів. Строк окупності таких систем складає 5-7 років. Тому не кожний інвестор ризикне здійснювати капіталовкладення у такі пристрої. Інші джерела енергії, наприклад, які працюють за рахунок використання енергії води, або атомні, також мають суттєві вади, що робить неможливим їхнє широке використання. Так, наприклад відоме Автономне джерело енергії (Патент Чеської Республіки № 23239, опубл 12.01.12), який містить приймальну панель, сонячний регулятор, акумулятор електричної енергії і перетворювач. Найбільш близьким до корисної моделі, що заявляється, за технічною суттю, призначенням і результатом, що досягається, є спосіб вироблення механічної (електричною) енергії за допомогою двигуна Стирлінга, що використовує для своєї роботи тепло вторинних енергетичних ресурсів, геотермальних джерел і сонячну енергію (Патент Російської Федерації на винахід № 2406853, опубл. 2010.12.20), для реалізації якого використовується джерело енергії, яке складається з двигуна Стирлінга, електрогенератора, пристрою відбору тепла. Крім того, пристрій містить газогенератор, систему охолодження двигуна Стирлінга, який, в свою чергу, містить камеру згоряння. Для своєї роботи пристрій використовує теплові вторинні енергетичні ресурси або тепло геотермальних джерел або сонячну енергію, або тепло полум'я палива, що горить. Тепло підводиться до нагрівача, циліндрам з робочим тілом безпосередньо, за допомогою відведень або від газоходу, або від паропроводу, або від водопроводу. Холодильна машина використовується для охолоджування двигуна Стирлінга зрідженим повітрям. На ТЕС і котельних використовуються агрегати - двигун Стирлінга і генератор, які для своєї роботи безпосередньо сприймають тепло полум'я палива, що горить, Із загальної камери згорання. До недоліків такого джерела енергії належить неможливість автономної роботи такого пристрою в умовах недостатнього випромінювання теплової енергії, наприклад при низькому або непрямому освітленні (у пахмурну погоду). Це робить неможливим широке використання такого пристрою. Крім того, цей відомий винахід потребує енергетичних затрат на охолодження і приведення в дію насоса охолодження, потребує палива для своєї роботи, а також на концентрацію кисню. В основу корисної моделі поставлена задача забезпечення безперебійної роботи системи в умовах обмеженої кількості споживчого тепла, наприклад, в умовах низького непрямого освітлення. Поставлена задача вирішується тим, що корисна модель складається з двигуна Стирлінга, електрогенератора, пристрою відбору тепла. Відповідно до корисної моделі, до складу пристрою додатково введені вакуумні теплові колектори, які механічно з'єднані з теплопровідним колектором збирання тепла, який, в свою чергу, механічно сполучений із нагрівною зоною двигуна Стирлінга. Як двигун Стирлінга використаний двигун зворотнопоступального типу або обертового типу. В корисній моделі забезпечується можливість автономної роботи пристрою в умовах низького тепловипромінювання завдяки тому, що використання вакуумних теплових колекторів дозволяє підвищити ККД. Така система не потребує затрат на охолодження, не потребує палива, є простою в конструкції. Теплове випромінювання від джерела теплового випромінювання передається вакуумним тепловим колекторам. Останні акумулюють отримане тепло і передають його теплопровідному колектору для збору тепла. Тепло, зібране колектором, передається в нагрівну зону двигуна Стирлінга. Корисна модель пояснюється принциповою схемою (див. креслення). Корисна модель приводиться від джерела теплового випромінювання 1 (наприклад сонце) із використанням теплового випромінювання 2, вакуумні теплові колектори 3,теплопровідний колектор 4 для відбирання тепла з вакуумних теплових колекторів 3, двигун Стирлінга обертального або зворотно-поступального або обертового типу 5, електрогенератор 6 (система постійних магнітів або електромагнітів і електричної обмотки) обертового або зворотнопоступального типу), силовий електричний кабель 7, навантаження (споживач електроенергії) 8. 1 UA 81935 U 5 10 15 20 Джерело теплової енергії 1 посилає теплове випромінювання 2 вакуумним тепловим колекторам 3 за допомогою теплового випромінювання. Вакуумні теплові колектори 3 механічно сполучені з теплопровідним колектором для збору тепла 4, при цьому також забезпечується зв'язок теплопередачі. Теплопровідний колектор для збору тепла 4 механічно сполучений із нагрівною зоною двигуна Стирлінга 5, при цьому також забезпечується зв'язок теплопередачі. Рухомий вал двигуна Стирлінга 5 механічно сполучений з рухомою частиною електрогенератора 6, при цьому передається обертальний або зворотно-поступальний рух. Електрогенератор 6 за допомогою електричного силового кабелю 7 сполучений з навантаженням 8, по кабелю передається електроенергія. Пристрій працює у такий спосіб. Теплове випромінювання 2 від джерела теплового випромінювання 1 передається вакуумним тепловим колекторам 3. Останні акумулюють отримане тепло і передають його теплопровідному колектору для збору тепла 4. Тепло, зібране колектором 4, передається в нагрівну зону двигуна Стирлінга 5. Рухомий вал двигуна Стирлінга 5 із-за нагріву приходить в рух І механічно приводить в рух рухому частину електрогенератора 6. У електрогенераторі відбувається переміщення електричної обмотки щодо магнітного поля, створеного постійними магнітами або електромагнітами. В результаті даного переміщення відбувається генерування електроенергії, яка за допомогою силового електричного кабелю 7 передається в навантаження 8. Таким чином, у корисній моделі, що заявляється, вирішується задача забезпечення безперебійної роботи системи в умовах обмеженої кількості споживчого тепла, наприклад, в умовах низького непрямого освітлення. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Автономне джерело електроенергії, що складається з двигуна Стирлінга, електрогенератора, пристрою відбору тепла, яке відрізняється тим, що до складу пристрою додатково введені вакуумні теплові колектори, які механічно з'єднані з теплопровідним колектором збирання тепла, який механічно сполучений із нагрівною зоною двигуна Стирлінга, причому як двигун Стирлінга використаний двигун зворотно-поступального або обертового типу. Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2