Полезная модель на солнечный параболический концентратор

3.1 Полезная модель на солнечный параболический концентратор

Полезная модель относится к области гелиоэнергетики, а именно к устройству для преобразования солнечного излучения в тепловую энергию и может быть использована в частных жилых домах.

Известна солнечная многофункциональная сильноконцентрирующая энергоустановка [36], содержащая первичный и вторичный концентраторы, приемник, расположенный в вершине первичного концентратора перпендикулярно его оптической оси с охлаждающим устройством, в центральной части общего конического концентратора, который выполнен стеклянным со сквозным отверстием перпендикулярно его оптической оси, распложены первичный концентратор-параболоид и вторичный концентратор-гиперболоид с разворотом их образующих вокруг оптической оси общего конического концентратора на 360° и закреплены на нем с помощью держателей, причем приемник, расположенный в вершине первичного концентратора-параболоида, закреплен на нем с помощью держателя и имеет цилиндрическую форму.

Рис.21 – Солнечный коллектор
Недостатком солнечного солнечной комбинированной концентрирующей энергоустановки является высокая стоимость, сложность конструкции, дорогостоящее селективное покрытие, низкий КПД.

Известна солнечная комбинированная концентрирующая энергоустановка [37], содержащей первичный и вторичный концентраторы, датчик слежения, приемник, расположенный в вершине первичного концентратора перпендикулярно его оптической оси с охлаждающим устройством, в центральной части первичного конического концентратора со сквозным отверстием соосно его оптической оси размещен датчик слежения, расположенный внутри вторичного полупараболоидного концентратора, который выполнен стеклянным, а на внутреннюю часть его нанесено селективное покрытие, причем вторичный полупараболоидный стеклянный концентратор развернут на 360° вокруг оптической оси первичного конического концентратора, при этом на внешней стороне вторичного полупараболоидного стеклянного концентратора размещены термоэлементы, а фотоэлементы размещены на поверхности полого трубчатого теплоносителя в форме круга с входным и выходным отверстиями, причем основания первичного конического концентратора, датчика слежения, вторичного полупараболоидного стеклянного концентратора и полый трубчатый теплоноситель в форме круга закреплены на изоляторной соединительной плоской круговой шайбе.

Рис. 22 – Солнечный коллектор

Наиболее близким по технической сущности является солнечный параболический концентратор [Sasa Pavlovic, Ahmed M.Daabob, Evangelos Bellos, Velimir Stefanovic, Saad Mahmoud, Raya K.Al-Dadah. Experimental and Numerical Investigation on the Optical and Thermal Performance of Solar Parabolic Dish and Corrugated Spiral Cavity Receiver// Journal of Cleaner Production Volume 150, 1 May 2017, Pages 75-92] состоящий из параболической тарелки, покрытого светоотражающим материалом, системы трекинга положения солнца, основания и приемника состоящего из трубок из нержавеющей стали расположенные плотно к другу-другу в виде спирали, причем корпус выполнен в виде продолговатого цилиндра из алюминия.

Рис. 22 – Солнечный коллектор

Задача полезной модели – создание эффективного, экономически выгодного и промышленно применимого солнечного параболического концентратора.

Технический результат – снижение конвекционных потерь тепла, повышение эффективности теплообмена.

Для достижения технического результата солнечный параболический концентратор состоящий из параболической тарелки, покрытого светоотражающим материалом, системы трекинга положения солнца, основания и приемника согласно полезной модели, состоит из алюминиевых трубок расположенных спирально на расстоянии между собой в 4 мм, а корпус приемника тепла сделан в форме купола, причем вершина купола направлена в сторону солнца.

Полезная модель поясняется чертежом

На рисунках 23,24 представлена принципиальная схема, где:

1. 
   параболическая тарелка;
   
2. 
   светоотражающий материал;
   
3. 
   приемник;
   
4. 
   трекинговая система;
   
5. 
   основание.
   

Солнечный параболический концентратор работает следующим образом: при солнечной погоде солнечные лучи попадают на поверхность параболической тарелки 1, за счет наличиния светоотражающего материала солнечные лучи фокусируются на приемнике 3, установленном в фокусе тарелки 1, температура на поверхности приемника 3 достигает 500-600 ⁰С в зависимости от погодных условий, в приемнике циркулирует теплоноситель который нагреваясь поступает в последующие установки, которыми могут быть паровые и водогрейные котлы, а также тепловые двигатели, причем для получения максимальной эффективности устанавливается трекинговая система 4 следящая за положением солнца и меняющая положение параболической тарелки 1 как в горизонтальном, так и в вертикальном положении.

Применение куполообразной формы позволяет сократить «мертвое» пространство во внутренней части приемника, что приводит к снижению конвекционных потерь.

Более эффективное расположение трубок во внутренней части приемника, а также снижение конвекционных потерь повышает эффективность теплообмена.

Рис. 23 - Принципиальная схема солнечной энергетической установки

Рис. 24 - Изометрический вид на приемник

,