Параболоциліндричний концентратор сонячної енергії з абсорбером та системою слідкування за сонцем

Реферат: Параболоциліндричний концентратор сонячної енергії з абсорбером та системою слідкування за сонцем містить приймач випромінювання, параболоциліндричний концентратор з робочою поверхнею з ребрами жорсткості. Параболоциліндричний концентратор виконаний рухомим у вигляді середньофокусної конструкції з фокусом в точці А в межах площині розкриву, з металевою робочою поверхнею, на якій закріплений матеріал, що відбиває сонячні промені, за який використовується аланод, та обладнаний електроприводом. UA 121837 U (12) UA 121837 U UA 121837 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області енергетики і може бути використана для підвищення щільності сонячної енергії при створенні екологічно чистих пристроїв: теплогенераторів, парогенераторів, теплоелектростанцій, опріснювачів води, а також для обігріву житлових і промислових будівель, підігріву води, накопичення енергії в теплових акумуляторах. Відомий параболоциліндричний концентратор сонячної енергії з абсорбером і системою 5 стеження за сонцем (див. патент на винахід RU № 2300058, МПК F24J 2/14, 2/18, опубл. 27.05.2007, Бюл. 15). Параболоциліндричні концентратор сонячної енергії з абсорбером і системою стеження за сонцем, що містить концентратор, розташований в напрямку з півночі на південь, привід механізму повороту, що забезпечує максимальну потужність концентратора незалежно від нахилу сонця, при цьому концентратор сонячної енергії виконаний таким чином, що розміщений в його фокусі абсорбер не створює тінь в робочій дзеркальної зоні і дозволяє розмістити вісь повороту концентратора в центрі ваги всієї системи, при цьому абсорбер являє собою малий параболоциліндричний концентратор з малою фокусною відстанню, причому фокуси концентратора і малого параболоциліндричного концентратора не збігаються; між ними розташований приймач з теплоносієм, а система стеження за сонцем по азимуту і куту його місця, основана на розрахунково-постійних характеристиках, які відповідають географічному місцю установки концентратора і зміни висоти сонця протягом дня з урахуванням пори року, забезпечує необхідну швидкість обертання навколо полярної осі і являє собою реверсивний механічний привод, що обертає, до гайки якої жорстко закріплена зубчаста рейка, при переміщенні якої повертається зубчастий сектор, закріплений на осі повороту концентратора і одночасно повертає штангу по копіру, який контролює денну зміну висоти сонця, а зміна висоти сонця за порами року забезпечується гвинтовою парою, шарнірно встановленою в опорних стійках, гвинт якої пов'язаний з копіром, для отримання максимальної кількості енергії світлового потоку, підвищення точності і надійності. Недоліком зазначеного параболоциліндричного концентратора сонячної енергії є занадто висока вартість конструкції, необхідність ручного регулювання. Відомий сонячний модуль зі стаціонарним параболоциліндричним концентратором (див. патент UA №118295, МПК F24J 2/14, 2/18, опубл. 25.07.2017, Бюл. 14), що складається з приймача випромінювання і стаціонарного параболоциліндричного концентратора, робочою поверхнею якого є дзеркало, має в поперечному перерізі параболічну гілку, обмежену точками дотику до дотичних парабол, розташованих під параметричним кутом α в площині симетрії концентратора, та сприймаючу поверхню випромінювання шириною D, при цьому концентратор являє собою довгофокусну конструкцію з фокусом в точці F за межами площини розкриву, що збільшує параметричний кут α, дзеркало являє собою цільну поверхню, з бічних сторін параболічного циліндра встановлені несучі елементи конструкції дзеркала - ребра жорсткості, до верхніх кутів яких уздовж осі площини симетрії приєднані планки, до яких кріпиться приймач випромінювання. Недоліком зазначеного параболоциліндричного концентратора сонячної енергії є занадто висока вартість конструкції, складність виготовлення дзеркала, мала ефективність роботи в ранкові та вечірні часи. Відомий сонячний модуль зі стаціонарним параболоциліндричним концентратором вибраний за прототип. Найближчий аналог і корисна модель має такі спільні ознаки: приймач випромінювання параболоциліндричний концентратор параболічна гілка ребра жорсткості В основу корисної моделі поставлено задачу зробити параболоциліндричний концентратор простої конструкції, з малою вагою, що ефективно працює протягом дня. Поставлена задача у параболоциліндричному концентраторі сонячної енергії з абсорбером та системою слідкування за сонцем, що складається з приймача випромінювання і параболоциліндричного концентратора з робочою поверхнею з ребрами жорсткості, який в поперечному перерізі має параболічну гілку, обмежену елементами кріплення, згідно з корисною моделлю, параболоциліндричний концентратор виконаний у вигляді середньофокусної конструкції з фокусом в точці А в межах площині розкриву, є рухомим з металевою робочою поверхнею, на якій закріплений матеріал - аланод, що відбиває сонячні промені, обладнаний електроприводом. Новим у корисній моделі є те, що параболоциліндричний концентратор виконаний у вигляді середньофокусної конструкції з фокусом в точці А в межах площині розкриву, є рухомим з 1 UA 121837 U 5 10 15 20 25 30 35 40 металевою робочою поверхнею, на якій закріплений матеріал, що відбиває сонячні промені, за який використовується аланод, обладнаний електроприводом. На фіг. 1 представлений параболоциліндричний концентратор сонячної енергії з абсорбером та системою слідкування за сонцем, що збирає світлові промені вздовж фокальної лінії: 1 - сталевий каркас; 2 - аланод-поверхня що відбиває сонячні промені; 3 - ребра жорсткості 4 – цапфи, де знаходяться підшипники 5 - скоба (див. фіг.2) 6 - нижній підшипник 7 - верхній підшипник 8 - абсорбер. Параболоциліндричний концентратор сонячної енергії з абсорбером та системою слідкування за сонцем, що заявляється, складається з приймача випромінювання і рухомого параболоциліндричного концентратора з робочою поверхнею якого є аланод, в поперечному перерізі має параболічну гілку, обмежену прямокутним сталевим каркасом 1. Концентратор являє собою середньофокусну конструкцію з фокусом в точці А, в межах площині розкриву. Основою є цільна поверхня з металу, ззаду якої приварені ребра жорсткості 3. Матеріал що відбиває - аланод 2 розташований по всій поверхні основи. З бічних сторін металевого каркаса розташовані цапфи 4, де знаходяться підшипники, на яких обертається концентратор. На фіг. 2 наведений параболоциліндричний концентратор сонячної енергії з абсорбером та системою слідкування за сонцем розташований вертикально, що закріплений на скобі 5 за допомогою підшипників, де нижній опірний 6, верхній шариковий 7. Всередині в отворах підшипників розташований абсорбер 8, виконаний у вигляді вакуумної трубки, завдяки якому здійснюється передача тепла на теплоносій. Поворот здійснюється за допомогою електропривода. Кут нахилу для зимового періоду складає 60 градусів, для всесезонного 45. Поворот зі сходу на захід складає 130 градусів, що позволяв отримувати потужність протягом 8 годин. Параболоциліндричний концентратор сонячної енергії з абсорбером та системою слідкування за сонцем, що заявляється, працює наступним чином. У ранкові години, після сходу сонця, система слідкування повертає концентратор на схід та слідкує протягом дня за рухом сонця аж до його заходу, фокусуючи випромінювання в точку А. Таким чином досягнуто підвищення ефективності роботи концентратора за рахунок рухомого концентратора, що дозволяє отримувати максимальну потужність протягом світлового дня. Застосування аланоду як матеріалу, що відбиває 95 відсотків сонячного випромінювання, який має малу вагу, дозволяє підвищити механічну міцність конструкції за рахунок введення ребер жорсткості та цільного листа металу, отримувати легку та надійну конструкцію дзеркала, що витримує сильні пориви повітря. Заявлені суттєві ознаки дозволяють отримати наступний технічний результат - спрощення конструкції, зменшення ваги, отримування максимальної потужності протягом світлового дня. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 Параболоциліндричний концентратор сонячної енергії з абсорбером та системою слідкування за сонцем, що містить приймач випромінювання і параболоциліндричний концентратор з робочою поверхнею з ребрами жорсткості, який в поперечному перерізі має параболічну гілку, обмежену елементами кріплення, який відрізняється тим, що параболоциліндричний концентратор виконаний рухомим у вигляді середньофокусної конструкції з фокусом в точці А в межах площини розкриву, з металевою робочою поверхнею, на якій закріплений матеріал, що відбиває сонячні промені, за який використовують аланод, та обладнаний електроприводом. 2 UA 121837 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3