Пристрій для перетворення світлової енергії у електричну

Реферат: UA 75438 U UA 75438 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до джерел електроживлення, принцип роботи яких оснований на перетворенні світлової енергії в електричну, та стосується пристрою для перетворення світлової енергії у електричну. З рівня техніки відомий пристрій для перетворення сонячної енергії у електричну, що містить корпус, на якому розташовані фотоелектричні перетворювачі, причому корпус даного пристрою виконаний у вигляді пустотілого циліндра, на внутрішній поверхні якого розташовані фотоелектричні перетворювачі, причому на дні корпусу розташоване дзеркало [патент України UA 59160 U, публ. 10.05.2011 року]. Аналіз даного технічного рішення показав, що його недоліком є мала ефективність використання енергії, що є наслідком того, що фотоелектричні перетворювачі недостатньо забезпечені потоком енергії за рахунок того, що можуть приймати лише сонячну енергію та, відповідно, перетворювати лише сонячну енергію у електричну. Даний перетворювач енергії може працювати обмежений час, а не 24 години на добу. Також з рівня техніки відомий пристрій для перетворення сонячної енергії у електричну, що складається з розкладного корпусу, на внутрішніх поверхнях якого закріплені фотоелектричні перетворювачі, що містять зовнішнє захисне ламінуюче покриття і з'єднувальний кабель для підключення навантаження, у якому між внутрішньою поверхнею корпусу і фотоелектричними перетворювачами розташований шар тедлару товщиною не менше 1 мм, з яким через склеювальний шар зв'язані фотоелектричні перетворювачі [патент UA 32385 U, публ. 12.05.2008 року]. Аналіз даного технічного рішення показав те, що його недоліком також є мала ефективність використання енергії, що обумовлено тим, що пристрій може перетворювати лише сонячну енергію, відповідно, він може працювати не 24 години на добу, а менше. Також відома сонячна батарея, що призначена для перетворення сонячної енергії у електричну [патент RU2164722 С2, публ. 27.02.2001 року], який містить фотоелектричний перетворювач, причому батарея виконана багатомодульною, а фотоелектричні перетворювачі кожного модуля розміщені на несучій підкладці, яка має канали для протікання холодоагента, а модулі закріплені і загерметизовані в спільних силових підвідному і відвідному колекторах, кожний з яких виконаний у вигляді двох профілів кутникового виду, жорстко з'єднаних між собою. По периметру модулів в місці їх стику з колекторами встановлені пружні ущільнення, набірні вкладки для притиснення ущільнень в боковому напрямку, герметизовані герметиком, обмежувачі переміщення модулів у поздовжньому напрямку, які мають зазор з модулями, а один з кутникових профілів колектора закріплений з можливістю переміщення перпендикулярно площині розміщення ФЕП. Аналіз даної конструкції показав, що її недоліком є мала ефективність використання енергії (використовується лише сонячна енергія), а також - її складність, громіздкість. У рівні техніки описана сонячна батарея [патент RU 1774796 С, публ. 15.10.1994 року], яка складається з пласких сонячних елементів і пласких відбивачів сонячного випромінювання, розташованих під кутом 45° до площини батареї та утворюючих один з одним двогранний кут 90°, причому для сонячної батареї з односторонньою чи двосторонньою робочою поверхнею сонячні елементи виконані односторонньо чи двосторонньо чутливими відповідно. Аналіз даної конструкції показав, що її недоліком є мала ефективність використання енергії (використовується лише сонячна енергія). Як видно, існує потреба у створенні альтернативного пристрою для перетворення енергії у електричну. При розробці заявленого технічного рішення в основу була поставлена задача вдосконалення пристрою для перетворення енергії та створення такого пристрою, який за рахунок своїх конструктивних особливостей, дозволив би максимально повно використовувати енергію джерел, працювати необмежений час, зокрема 24 години на добу, що підвищило б коефіцієнт корисної дії такого пристрою, та який би, додатково, був би простим, компактним за своєю конструкцією та простим у експлуатації та обслуговуванні пристрою, а також був би економічним та дозволяв би використання великих робочих площин у просторі і не займав зайвого місця на поверхні землі. Поставлена задача вирішується тим, що запропоновано пристрій для перетворення світлової енергії у електричну, який складається із світлоелектричних елементів, кожний з котрих має корпус у вигляді довгого циліндра, виконаного із тонкого скла, причому внутрішня частина циліндра по всій його довжині містить сонячний елемент, а у центрі циліндра по всій його довжині розміщено ніхромову нитку, де світлоелектричні елементи розташовано щільно один до одного таким чином, що вони утворюють у просторі куб. Нова сукупність елементів пристрою та нове взаємне розташування елементів пристрою дають можливість досягнути зазначеного технічного результату. Зокрема за рахунок створення пропонованого даною корисною моделлю пристрою досягається максимальне використання 1 UA 75438 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 потоку світлової енергії, що підвищує коефіцієнт корисної дії роботи пристрою, робить його роботу максимально ефективною, за рахунок того, що пристрій може працювати 24 години на добу. Додатково пропонований пристрій є простим та компактним за своєю конструкцією та простим у експлуатації та обслуговуванні пристрою. У цілому пропонований пристрій працює як звичайний генератор - виробляє електроенергію для своїх потреб і для споживача. Блок-схему запропонованої корисної моделі представлено на фігурі 1. Зокрема на фіг. 1 продемонстровано: 1 - пристрій для перетворення світлової енергії у електричну, 2 - світлоелектричні елементи. Блок-схему світлоелектричного елемента представлено на Фіг. 2. Зокрема на фіг. 2 продемонстровано: 3 - корпус із скла у вигляді довгого циліндра, 4 - сонячний елемент, 5 ніхромова нитка. Схематичне зображення принципа дії світлоелектричного елемента представлено на фігурі 3. Зокрема на фіг. 3 продемонстровано: 3 - корпус довгого циліндра із скла, 4 - сонячний елемент, 5 - ніхромова нитка. Також на фіг. 3 стрілками показано напрямок руху світла: 6 напрямок світловипромінювання, 7 - відбите світло. Пристрій для перетворення сонячної енергії у електричну (1) містить світлоелектричні елементи (2), кожен із яких, відповідно, містить корпус у вигляді довгого циліндра, виконаний із тонкого скла (3), внутрішня частина циліндра по всій його довжині являє собою сонячний елемент (4), а у центрі циліндра по всій його довжині розміщено ніхромову нитку (5). Пропоноване технічне рішення працює наступним чином. Світлоелектричні елементи встановлюють у горизонтальному напрямку паралельно поверхні землі таким чином, щоб сумарна кількість світлоелектричних елементів утворювала форму правильного кубу. Наприклад кубу розміром 100 × 100 мм. При поданні електрики на ніхромову нитку цих елементів (пусковий струм), нитка випромінює світло, яке попадає на сонячний елемент, а відбите світло від поверхні сонячного елемента попадає на протилежну поверхню циліндра, та, таким чином, сонячний елемент споживає 100 % поданого світла і виробляється електрика. Завдяки описаному принципу роботи пристрою відбувається повне споживання випромінюваного світла. Світлоелектричні елементи встановлюють таким чином, щоб вони утворювали форму кубу, наприклад 100 × 100 мм, для того, щоб досягнути максимального використання робочої поверхні. Наприклад, у тому разі, якщо світлоелектричний елемент являє собою тонкий циліндр діаметром 7 мм та довжиною 100 мм, із робочою площиною окремого світлоелектричного елемента 25 см. кв., то, у разі розміщення світлоелектричних елементів у кількості наприклад 144 елемента, їх сумарна кількість має утворювати форму кубу, наприклад кубу розміром 100 мм 100 мм, уся робоча поверхня складає 3600 см. кв. Взаємне розташування елементів усередині кубу передбачено таким чином, що кожен окремий елемент розташовано горизонтально, а усі разом розташовано щільно, дає можливість економно використовувати площу простору із одночасною можливістю використовувати велику робочу площину. На 1 кв. м. зібраних цих елементів маємо 36 кв. м. робочої площини сонячного елемента. Така конструкція у формі кубу займає у приміщенні малі площі одночасно із тим, що у пропонованій конструкції, як вже було зазначено вище, відбувається повне використання світлового потоку. Пропонована конструкція перетворює світлоелектричну енергію у електричну протягом усієї доби. Уся робоча поверхня пристрою рівномірно приймає подане на неї випромінення, а потужність пристрою визначається площиною робочої поверхні. Світлоелектричний елемент не залежить від сонячної енергії, не потребує чищення поверхні від пилу, є простим конструктивно, має можливість стабільно витримувати встановлені моменти, його можна експлуатувати тривало та безперебійно. Завдяки використанню пропонованого технічного рішення досягається максимальне використання потоку світлової енергії, що підвищує коефіцієнт корисної дії роботи пристрою, робить його роботу максимально ефективною, за рахунок того, що пристрій може працювати 24 години на добу. Додатково пропонований пристрій є простим та компактним за своєю конструкцією та простим у експлуатації та обслуговуванні пристрою. У цілому пропонований пристрій дозволяє більш ефективно задовольняти потреби споживача. Таке технічне рішення має дві нові можливості для сонячного елемента: цілодобово мати регульоване світло та ефективне розміщення робочої площини сонячного елемента у просторі. Пропоноване технічне рішення може бути виготовлено на будь-якому відповідному підприємстві по виготовленню відповідних пристроїв. Пристрій може бути виготовлений способом відповідно до будь-якої технології виготовлення подібних пристроїв, відомої для 2 UA 75438 U 5 спеціаліста у даній галузі, та за допомогою будь-якого устаткування для виготовлення пристрою, відомого для спеціаліста у даній галузі. Пристрій є мобільним та володіє можливістю для його транспортування та встановленні із одного місця у інше. Є зрозумілим, що наведена інформація ніяким чином не обмежує кількість можливих варіантів здійснення пристрою для перетворення світлової енергії у електричну, згідно з корисною моделлю, а тільки пояснює ознаки технічного рішення, викладені у формулі. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Пристрій для перетворення світлової енергії у електричну, який складається із світлоелектричних елементів, кожний з котрих містить корпус у вигляді довгого циліндра, виконаного із тонкого скла, при чому внутрішня частина циліндра по всій його довжині містить сонячний елемент, а у центрі циліндра по всій його довжині розміщено ніхромову нитку, де світлоелектричні елементи розташовано щільно один до одного таким чином, що вони утворюють у просторі куб. 3 UA 75438 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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 4