Комбінована геліосистема на теплових трубках

Реферат: Комбінована геліосистема на теплових трубках поєднує в собі спроможність генерації електричного току за рахунок фотоефекту та збір теплової енергії сонця для опалення приміщень чи нагріву теплоносіїв. Вона складається із вакуумованої ємкості (труби), половина внутрішньої поверхні якої містить тонкоплівковий фотоактивний шар з можливістю генерації електричного струму, всередині труби вбудовано теплову трубку, що забезпечує поглинання теплової енергії та передачу її на колектор з теплоносієм, причому випромінювання видимого та інфрачервоного діапазонів поглинається тепловою трубкою з високоселективним покриттям, яка підігріває теплоносій у колекторі, а надлишок теплової енергії на фотоактивному шарі розсіюється скляною стінкою труби з нанесеним фотоактивним шаром, у навколишнє середовище, а згенерована електрична енергія здійснює живлення електричного двигуна з помпою для циркуляції теплоносія у колектор. UA 108797 U (12) UA 108797 U UA 108797 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі альтернативної енергетики, а саме сонячних колекторів та фотоелектричних модулів. Сонячний колектор - це пристрій, який дозволяє збирати переважно теплову енергію сонця і використовувати її для опалення приміщень чи нагріву теплоносія. [uk.wikipedia.org/wiki/Сонячнийколектор] Фотоелектричний модуль - це електричний пристрій, який діє як перетворювач і служить для перетворення частини світлової енергії (як правило видимих і інфрачервоних електромагнітних хвиль) у електричну за допомогою фотоелектричного ефекту. [uk.wikipedia.org/wiki/Фотоелектричнакомірка]. Найпоширеніші види таких пристроїв використовуються окремо. Спроби комбінування двох типів пристроїв мають фундаментальну проблему на рівні фізичних законів. ККД фотоефекту знижується при підвищення температури. Важливим моментом роботи сонячних елементів є їх температурний режим. При нагріванні елемента на один градус понад 25 °C він втрачає в напрузі 0,002 В, тобто 0,4 %/градус, що накладає обмеження на комбінування даних пристроїв. Технічна задача - створення такого типу геліосистеми, яка буде поєднувати в собі спроможність генерації електричного струму та збір теплової енергії сонця. Завдяки цьому можливе підвищення ефективності використання площ, відведених під геліосистеми, та універсальність їх застосування. Поставлена технічна задача вирішується шляхом застосування вакуумованої ємкості (труби), на половину внутрішньої поверхні якої нанесено тонкоплівковий фотоактивний шар для генерації електричного струму, а в саму трубу вмонтовано теплову трубку для поглинання теплової енергії та передачі її на колектор з теплоносієм. Випромінювання видимого та інфрачервоного діапазонів поглинається тепловою трубкою з високоселективним покриттям перетворюється на теплову енергію, яка далі передається теплоносію у колекторі. Надлишок теплової енергії на фотоактивному шарі розсіюється скляною стінкою труби у навколишнє середовище. За рахунок конструктивної особливості та технології виготовлення можливе створення фотоелементів з використанням різних фотоелектричних ефектів (які базуються на р-n переході або переході - Шотки). Завдяки роботі фотоелектричного модуля у вакуумі слід очікувати на зменшення шкідливого впливу атмосфери і як наслідок зменшення або відсутності деградації фотоелемента. Запропонована конструкція дозволяє: - забезпечити повторне використання старих скляних колб, у тому числі з ламп денного світла; - знизити шкідливий вплив часткового затінення окремих фотоелектричних модулів (у випадку чого вони стають паразитним навантаженням); - зменшити ймовірність короткого замикання фотоелектричного модуля за рахунок зниження впливу атмосфери; Отримана з фотоелектричного модуля енергія може бути використана для організації циркуляції теплоносія у колекторі, за рахунок чого збільшується ККД системи. За рахунок відбитого від поверхні фотоелектричного модуля світла відбувається нагрів теплової трубки із зворотної сторони, тобто поверхня фотоелектричного модуля може виступати як концентратор сонячного випромінювання. А також за рахунок відбитого світла від підкладної площини за окремими колбами, що проходить крізь проміжки між скляними колбами збільшується освітлення фотоелектричного шару для збільшення ККД системи. За рахунок конструктивної особливості та технології виготовлення можливе створення фотоелементів з використанням різних фотоелектричних ефектів (ефекту р-п переходу або ефекту Шотки). Фотоелектричний модуль працює у вакуумі, за рахунок чого знижується шкідливий вплив кисню з повітря та деградація фотоелемента. Запропонована комбінація дозволяє: - забезпечити повторне використання старих скляних колб з ламп денного світла; - знизити шкідливий вплив часткового затінення окремих фотоелектричних модулів (у випадку чого вони стають паразитним навантаженням); - зменшити ймовірності КЗ та небезпеки при короткому замкненні електричного ланцюга фотоелектричних модулів. За рахунок згенерованої електричної енергії здійснюється живлення електричного двигуна з помпою для циркуляції теплоносія у колекторі. Суть корисної моделі пояснюється фігурами графічного зображення, де на фіг. 1 представлено схематичне зображення окремої трубки комбінованого фотоелектричного модуля: де 1 - це прозора частина трубки, 2 - вакуум, 3 - теплова трубка, 4 фотоелемент, жовті стрілки направлені на трубку символізують сонячне проміння. 1 UA 108797 U 5 На фіг. 2 зображена схематична геліосистема на теплових трубках, де 5 - це помпа/насос, 6 - теплоносій, 7 - електропроводка, 8 - сонячне випромінювання, 9 - окрема трубка комбінованого модуля. За рахунок технологічної гнучкості допускається вироблення окремих трубок необхідної довжини. Це дозволяє виробляти геліосистеми різних розмірів та потужності. Дослідний зразок виготовлено авторським колективом на базі промислового підприємства в м. Київ. Випробування пройшли успішно, готується серійний випуск. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 Комбінована геліосистема на теплових трубках, яка поєднує в собі спроможність генерації електричного току за рахунок фотоефекту та збір теплової енергії сонця для опалення приміщень чи нагріву теплоносіїв, яка відрізняється тим, що складається із вакуумованої ємкості (труби), половина внутрішньої поверхні якої містить тонкоплівковий фотоактивний шар з можливістю генерації електричного струму, всередині труби вбудована теплова трубка, що забезпечує поглинання теплової енергії та передачу її на колектор з теплоносієм, причому випромінювання видимого та інфрачервоного діапазонів поглинається тепловою трубкою з високоселективним покриттям, яка підігріває теплоносій у колекторі, а надлишок теплової енергії на фотоактивному шарі розсіюється скляною стінкою труби з нанесеним фотоактивним шаром, у навколишнє середовище, а згенерована електрична енергія здійснює живлення електричного двигуна з помпою для циркуляції теплоносія у колектор. 2 UA 108797 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3