Патент №2522376 - Солнечный модуль с параболоторическим концентратором в составе с двигателем стирлинга

Фотоэлектрический модуль солнечного концентрированного излучения относится к гелиотехнике и касается создания солнечных модулей с фотоэлектрическими и тепловыми приемниками и концентраторами солнечного излучения в виде параболоидов. Солнечный модуль с параболоторическим концентратором с двигателем Стирлинга содержит цилиндрический фотоприемник двигателя Стирлинга, установленный в фокальной области с цилиндрическим устройством охлаждения, расположенным ниже параболоторического концентратора, согласно изобретению, концентратор выполнен составным в виде тела вращения с зеркальной внутренней поверхностью отражения, состоящей из трех зон a-b, b-c, c-d, причем форма отражающей поверхности концентратора X(У) определена системой уравнений, соответствующей условию освещенности различных частей поверхности фотоприемника в виде цилиндра длиной H и радиусом ro, а значения координат X, У в зоне рабочего профиля концентратора a-b определяются выражением: , в котором ,где фокусное расстояние f2 рассчитывается по формуле: ,при этом угол в зоне рабочего профиля концентратора a-b между поверхностью цилиндра и отраженным от поверхности в точке координат X b, Уb или падающим на поверхность параболоторического концентратора лучом, приходящим в фокальную область цилиндрического фотоприемника двигателя Стирлинга на уровне H1-h 0/2, расположенной на радиусе ro, рассчитывается по формуле: ,где фокусное расстояние f1 рассчитывается по формуле: значения коэффициента m - изменяющегося в пределах от 0 до 1, высоты H1 между координатной осью ОХ и торцевой поверхностью цилиндрического фотоприемника двигателя Стирлинга, радиуса миделя концентратора R, угла между отраженным от поверхности в точке координат Х C, УС параболоторического концентратора лучом, приходящим на уровне h0 в фокальную область, расположенную на радиусе r0 цилиндрического фотоприемника двигателя Стирлинга, и перпендикуляром к падающему лучу, выбираются в соответствии с граничными условиями, причем значения координат X, У в зоне рабочего профиля концентратора b-с, в пределах значений угла + определяет в соответствии с выражением: ,где - угол в зоне рабочего профиля концентратора b-с между перпендикуляром к падающему лучу и отраженным от поверхности в точке координат X, У параболоторического концентратора лучом, приходящим на уровне h, изменяющимся в пределах от 0 до h o, в фокальную область, расположенную на радиусе r o цилиндрического фотоприемника двигателя Стирлинга и определяется формулой: , - угол в зоне рабочего профиля концентратора c-d между отраженным от поверхности в точке координат Xd, У d параболоторического концентратора лучом, приходящим в центр торцевой части фокальной области цилиндрического фотоприемника, и уровнем высоты H цилиндрического фотоприемника двигателя Стирлинга, определяется из соотношения: ,при этом значения координат X, У в зоне рабочего профиля концентратора с-d определяются в соответствии с формулой:X2=4f1*Y, геометрическая концентрация освещенности фотоэлектрического приемника K определяется выражением:K=(X-r 1)2/ro(ro+2ho ),где ro - радиус цилиндра, r 1 - расстояние между осью симметрии 0, У цилиндра и фокусным расстоянием f1, ho - размер фокальной области на боковой поверхности цилиндрического фотоприемника. В результате использования изобретения на эффективной поверхности фотоэлектрического приемника формируется освещенность концентрированного излучения. 4 ил.

Патент №2522376, изображение 1
Патент №2522376, изображение 2
Патент №2522376, изображение 3