Когенерационная гелиоустановка

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Северянин Виталий Степанович Янчилин Павел Фдорович Гришин Павел Петрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Когенерационная гелиоустановка, состоящая из гелиоконцентратора в виде комплекса зеркальных конусов, механизма поворота и наклона, теплоприемника, отличающаяся тем, что на внешней поверхности теплоприемника выложены солнечные батареи. 80092012.02.28 Когенерационная гелиоустановка относится к энергетике и может быть использована для производства электроэнергии и теплоты в системах энергоснабжения некоторых потребителей (небольшие здания, сигнальные, рекламные, информационные, коммуникационные и другие сооружения и устройства). Известны энергетические установки, производящие одновременно электроэнергию и теплоту в режиме комбинированной выработки этих видов энергии (так называемая когенерация). Установки действуют за счет сжигания органического топлива 1 в топках котлов, питающих паросиловую установку. Недостаток этих аналогов - невозможность использования такого альтернативного энергоресурса, как солнечное излучение. Известны устройства 2 для производства электроэнергии за счет воздействия на них солнечных лучей. Фотоэлектрический эффект возникает в этом солнечном элементе, состоящем из кремниевых или других полупроводниковых слоев. Недостаток этих аналогов- отсутствие охлаждения солнечных батарей, особенно при использовании гелиоконцентраторов, когда их действие создает недопустимо высокую температуру, а отнятое тепло можно было бы утилизировать. Известна гелиоустановка 3, состоящая из гелиоконцентратора в виде комплекса конусных зеркал, механизма его поворота и наклона, теплоприемника. Установка производит теплоту в виде горячей воды, нагреваемой Солнцем в теплоприемнике. Прототип состоит из оптической части (комплекс гелиоконцентратора), механической части (механизм поворота и наклона), гидравлической части (теплоприемник, регуляторы, трубопроводы). Недостаток прототипа - отсутствие оптической изоляции теплоприемника (переизлучение в окружающую среду), поэтому недостаточное использование солнечной энергии,невозможность выработки электроэнергии непосредственно на теплоприемнике. Цель настоящей полезной модели - добавочная выработка электроэнергии за счет охлаждения фотоприемников. Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, состоит в том,чтобы уменьшить оптические потери энергии путем выработки за счет этого электроэнергии, при сохранении выработки теплоты, реализуя принцип когенерации. Технический результат - энергоустановка как аналог теплоэлектроцентрали с высоким коэффициентом использования энергоресурса. Эта задача решается тем, что когенерационная гелиоустановка, состоящая из гелиоконцентратора в виде комплекса зеркальных конусов, механизма поворота и наклона, теплоприемника, имеет солнечные батареи, выложенные по внешней поверхности теплоприемника. На чертеже представлена конструкция предлагаемой установки, где обозначено 1 гелиоконцентратор, 2 - теплоприемник, 3 - колонна, 4 - механизм поворота, 5 - трубы, 6 бак-аккумулятор, 7 - тепловой потребитель, 8 - солнечные батареи (фотоприемники), 9 потребители электроэнергии стрелки - теплоноситель, пунктирные - электропроводка. Когенерационная гелиоустановка состоит из гелиоконцентратора 1 поликонусного типа, в фокусе которого установлен теплоприемник 2 в виде полого шара на неподвижной колонне 3. Электромеханический механизм поворота 4 связан тягами с гелиоконцентратором 1. Трубы 5 подсоединены к водопроводу, проходят в колонне 3, выведены в бакаккумулятор 6, к которому подсоединен тепловой потребитель 7 (система отопления, система горячего водоснабжения и т.п.). Солнечные батареи 8 (отдельные пластины или сплошная пленка) закреплены на внешней поверхности теплоприемника 2, соединены друг с другом по заданной электрической схеме, связаны с электроразводкой через регуляторы, автоматы и др. с потребителем электроэнергии 9. Когенерационная гелиоустановка действует следующим образом. Гелиоконцентратор 1 механизмом поворота 4 наводит солнечные лучи на поверхность геплоприемника 2 со всех его сторон. По трубам 5 через колонну 3 подводится вода, она нагревается в тепло 2 80092012.02.28 приемнике 2, выводится в бак-аккумулятор 6 и далее тепловому потребителю 7. В солнечных батареях 8 вырабатывается постоянный электрический ток и через систему регулирования (блокировки, распределители и т.д.) подается потребителю электроэнергии 9. Солнечные батареи 8 нагреваются от солнечных лучей, но теплопроводностью, лучистым и конвективным теплообменом отдают теплоту стенке теплоприемника 2 и далее теплоносителю в нем, происходит охлаждение солнечных батарей 8 и передача тепла тепловому потребителю 7. Особенность действия предлагаемой установки - срабатывание энергии высокого потенциала сначала в солнечных преобразователях, а остаток энергии, прошедшей в виде теплового потока через фотоприемники, передается охлажденному теплоносителю. Так реализуется принцип когенерации. Тепловому потребителю отдается энергия материального или энергетического потока, который вначале выработал высокий потенциал (на ТЭЦ сначала вырабатывается электроэнергия на турбогенераторах, а оставшаяся энергия пара отдается на теплофикацию). Технико-экономический эффект заключается в достижении энергосберегающего действия при комбинированной выработке электроэнергии и теплоты. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3