RU2393390C1 - Солнечный коллектор - Google Patents
Солнечный коллектор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393390C1 RU2393390C1 RU2008149288/06A RU2008149288A RU2393390C1 RU 2393390 C1 RU2393390 C1 RU 2393390C1 RU 2008149288/06 A RU2008149288/06 A RU 2008149288/06A RU 2008149288 A RU2008149288 A RU 2008149288A RU 2393390 C1 RU2393390 C1 RU 2393390C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shell
- receiving panel
- solar collector
- heat
- cover
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано в устройствах, преобразующих электромагнитное излучение Солнца в тепловую энергию для нагрева теплоносителя. Солнечный коллектор содержит замкнутую оболочку из прозрачного однослойного или многослойного материала шириной L, состоящую из центральной цилиндрической поверхности радиусом R, сопряженных с ней на ее крайних кромках двух боковых цилиндрических поверхностей радиусом r и плоскости касательной к двум боковым цилиндрическим поверхностям, две торцевые крышки, установленные на торцах оболочки, и размещенную в оболочке плоскую теплоприемную панель шириной Н и толщиной t с селективным поглощающим покрытием и с каналами для протекания жидкого теплоносителя, причем геометрические размеры оболочки и теплоприемной панели связаны следующими соотношениями: 5Н≥R≥3Н; 1,5t≥r≥(√2/2)t; 1,1H≥L≥1,05H. Плоская теплоприемная панель установлена в плоскости, проходящей через две оси боковых цилиндрических поверхностей оболочки коллектора, а в области, примыкающей к боковой цилиндрической поверхности оболочки и ниже продольной кромки плоской теплоприемной панели, установлена по всей ее длине дополнительная теплоизоляция. Изобретение позволяет увеличить эффективность работы солнечного коллектора на 10-15%, увеличить его стойкость к атмосферным воздействиям. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано, в частности, в устройствах, преобразующих электромагнитное излучение Солнца в тепловую энергию для нагрева теплоносителя.
Известны солнечные коллекторы, содержащие корпус в виде рамной конструкции, в верхней части которого установлено светопрозрачное ограждение в виде плоского стекла. За стеклом установлена плоская теплоприемная панель с оптическим покрытием, преобразующим солнечное излучение в тепло (см., например, Sanit + Hezungstechnik, v.62, pp.46, 48,80).
Недостатком известных солнечных коллекторов является низкая эффективность их работы в вечерние и утренние часы, когда теплоприемная панель частично затеняется непрозрачным каркасом боковых стенок рамной конструкции, а коэффициент отражения плоского стекла в утренние и вечерние часы при больших углах падения излучения значительно увеличивается в соответствии с формулой Френеля, что приводит к снижению эффективности работы коллектора в утренние и вечерние часы.
Известен солнечный коллектор, содержащий замкнутую оболочку из прозрачного однослойного или многослойного материала шириной L, состоящую из центральной цилиндрической поверхности радиуса R, сопряженных с ней на ее крайних кромках двух боковых цилиндрических поверхностей радиусом r и плоскости, касательной к двум боковым цилиндрическим поверхностям. На торцах оболочки установлены две крышки, образующие с оболочкой замкнутую полость, в которую установлена плоская теплоприемная панель шириной Н и толщиной t с селективным поглощающим покрытием на ее внешней поверхности и с каналами для протекания жидкого теплоносителя, причем по всей длине панели на ее краях с каждой стороны установлены отогнутые к задней поверхности панели дополнительные теплоприемные элементы с селективным поглощающим покрытием, предназначенные для более эффективного поглощения солнечной энергии в утренние и вечерние часы, причем геометрические размеры оболочки и теплоприемной панели связаны следующими соотношениями: 5Н≥R≥3Н; 1,5t≥r≥(√2/2)t; 1,1H≥L≥1,05H (см., например, Солнечный коллектор, патент РФ №2224188 C1, 20.02.2004 г.).
Основным недостатком известного солнечного коллектора является то, что дополнительные теплоприемные элементы в течение всего светового дня больше сбрасывают тепла, чем передают теплоносителю, так как в ранние утренние часы вся неосвещенная солнцем часть панели холодная и нет ни термосифонного, ни принудительного движения теплоносителя, так как при холодной панели циркуляционный насос не включается. При работе коллектора в середине светового дня тепловой поток на дополнительные элементы от солнца меньше, чем на основную поверхность теплоприемной панели, а потери теплопередачей через боковые цилиндрические поверхности больше в π/2 раз.
Другим недостатком известного солнечного коллектора является низкий коэффициент светопропускания прозрачного материала солнечного коллектора, что приводит к снижению эффективности работы коллектора.
Другим недостатком известного солнечного коллектора является ухудшение пропускания светопрозрачного материала коллектора за счет осаждения пыли и других загрязнений на его внешнюю поверхность, что приводит к уменьшению эффективности работы коллектора с течением времени его эксплуатации.
Задачами настоящего изобретения является создание конструкции солнечного коллектора, обладающего повышенной эффективностью, в том числе в утренние и вечерние часы, а также увеличение эффективности солнечного коллектора путем увеличения светопропускания прозрачного материала оболочки солнечного коллектора и путем уменьшения загрязнения внешней поверхности коллектора при его эксплуатации.
Указанные задачи решаются тем, что в солнечном коллекторе, содержащем замкнутую оболочку из прозрачного однослойного или многослойного материала шириной L (м), состоящую из центральной цилиндрической поверхности радиусом R (м), сопряженных с ней на ее крайних кромках двух боковых цилиндрических поверхностей радиусом r (м) и плоскости касательной к двум боковым цилиндрическим поверхностям, две торцевые крышки, установленные на торцах оболочки, и размещенную в оболочке плоскую теплоприемную панель шириной H (м) и толщиной t (м) с селективным поглощающим покрытием и с каналами для протекания жидкого теплоносителя, причем геометрические размеры оболочки и теплоприемной панели связаны следующими соотношениями: 5H≥R≥3H; 1,5t≥r≥(√2/2)t; 1,1H≥L≥1,05H, согласно изобретению плоская теплоприемная панель установлена в плоскости, проходящей через две оси боковых цилиндрических поверхностей оболочки коллектора, а в области, примыкающей к боковой цилиндрической поверхности оболочки и ниже продольной кромки плоской теплоприемной панели, установлена по всей ее длине дополнительная теплоизоляция.
На каждую поверхность однослойного или многослойного материала оболочки солнечного коллектора может быть нанесено однослойное просветляющее покрытие в виде пленки SiO2 толщиной от 0,15 до 0,30 мкм. При толщине пленки меньше 0,15 мкм просветление достигается в основном в ультрафиолетовой области. При толщине пленки более 0,30 мкм просветление достигается в основном в ближней инфракрасной области.
Для нанесения просветляющего покрытия на все поверхности может быть использована золь-гель технология получения тонких пленок (см., например, Суйковская Н.В. Химические методы получения тонких прозрачных пленок. Л., Химия, 1971, стр.116). Применение просветляющего покрытия указанного типа позволяет увеличить пропускание однослойного прозрачного материала от 90% до 95%, а двухслойного сотового материала от 81% до 89%, что приводит к соответствующему увеличению эффективности работы коллектора на 5%-8%.
На внешнюю наружную поверхность оболочки солнечного коллектора может быть нанесено распылением на воздухе самоотверждающееся кремнийорганическое гидрофобное покрытие толщиной от 0,02 до 0,05 мкм. При толщине менее 0,02 мкм уменьшается эффективность работы покрытия. При толщине более 0,05 мкм может снизиться эффект просветления лежащего ниже просветляющего покрытия из SiO2. Гидрофобное покрытие обеспечивает снижение загрязнения поверхности в режиме эксплуатации и эффективную очистку поверхности во время дождя.
На фиг.1 приведено нормальное сечение предлагаемой конструкции солнечного коллектора, на фиг.2 приведено схематическое изображение оболочки из однослойного и двухслойного прозрачного материала, на фиг.3 приведено схематическое изображение оболочки коллектора с нанесенным на ее поверхность просветляющим покрытием и гидрофобным покрытием.
Теплоприемная панель 2 установлена в плоскости, проходящей через оси О боковых цилиндрических поверхностей 5 параллельно основанию корпуса 6. Дополнительная изоляция 1 установлена между продольной кромкой 3 теплоприемной панели 2 и внутренней боковой цилиндрической поверхностью 5.
Солнечные лучи в утренние, дневные и вечерние часы свободно проходят через оболочку 4 и обеспечивают равномерное освещение плоской поверхности теплоприемной панели 2 во всех случаях. Уменьшение тепловых потерь достигнуто за счет установки дополнительной теплоизоляции 1. Предложенная конструкция повышает эффективность работы коллектора, в том числе в утренние и вечерние часы.
На поверхность однослойного или двухслойного прозрачного материала оболочки 4 может быть нанесено однослойное просветляющее покрытие 7 из слоя SiO2 толщиной 0,15-0,30 мкм (фиг.2).
На поверхность оболочки 4 солнечного коллектора может быть нанесено просветляющее покрытие 7 и гидрофобное покрытие 8.
Применение предлагаемого технического решения позволит увеличить эффективность работы солнечного коллектора на 10-15%, увеличить его стойкость к атмосферным воздействиям.
Claims (3)
1. Солнечный коллектор, содержащий замкнутую оболочку из прозрачного однослойного или многослойного материала шириной L, состоящую из центральной цилиндрической поверхности радиусом R, сопряженных с ней на ее крайних кромках двух боковых цилиндрических поверхностей радиусом r и плоскости, касательной к двум боковым цилиндрическим поверхностям, две торцевые крышки, установленные на торцах оболочки, и размещенную в оболочке плоскую теплоприемную панель шириной Н и толщиной t с селективным поглощающим покрытием и с каналами для протекания жидкого теплоносителя, причем геометрические размеры оболочки и теплоприемной панели связаны следующими соотношениями: 5H≥R≥3H; 1,5t≥r≥(√2/2)t; 1,1H≥L≥1,05H, отличающийся тем, что плоская теплоприемная панель установлена в плоскости, проходящей через две оси боковых цилиндрических поверхностей оболочки коллектора, а в области, примыкающей к боковой цилиндрической поверхности оболочки и ниже продольной кромки плоской теплоприемной панели, установлена по всей ее длине дополнительная теплоизоляция.
2. Солнечный коллектор по п.1, отличающийся тем, что оболочка солнечного коллектора на внешних или на каждой ее поверхности имеет однослойное просветляющее покрытие в виде пленки SiO2 толщиной от 0,15 до 0,3 мкм.
3. Солнечный коллектор по п.2, отличающийся тем, что на внешнюю наружную поверхность оболочки нанесено дополнительно гидрофобное покрытие толщиной от 0,02 до 0,05 мкм из самоотверждающегося на воздухе кремнийорганического материала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008149288/06A RU2393390C1 (ru) | 2008-12-16 | 2008-12-16 | Солнечный коллектор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008149288/06A RU2393390C1 (ru) | 2008-12-16 | 2008-12-16 | Солнечный коллектор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2393390C1 true RU2393390C1 (ru) | 2010-06-27 |
Family
ID=42683712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008149288/06A RU2393390C1 (ru) | 2008-12-16 | 2008-12-16 | Солнечный коллектор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2393390C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU218045U1 (ru) * | 2023-03-27 | 2023-05-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)") | Устройство для предотвращения загрязнения и деградации солнечных модулей |
-
2008
- 2008-12-16 RU RU2008149288/06A patent/RU2393390C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU218045U1 (ru) * | 2023-03-27 | 2023-05-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)") | Устройство для предотвращения загрязнения и деградации солнечных модулей |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2657988B1 (en) | Solar photovoltaic-thermal system | |
US6473220B1 (en) | Film having transmissive and reflective properties | |
ES2774573T3 (es) | Módulo fotovoltaico | |
US20090014053A1 (en) | Process for the energy conversion of solar radiation into electric power and heat with colour-selective interference filter reflectors and a concentrator solar collector with colour-selective reflectors as an appliance for applying this process | |
US20160043259A1 (en) | Non-Imaging Light Concentrator | |
KR101021587B1 (ko) | 건물 일체형 태양광 모듈 | |
JP2013229609A5 (ru) | ||
US20120234371A1 (en) | Incident angle dependent smart solar concentrator | |
CN101728445B (zh) | 具有高分子多层膜的太阳能电池及其制作方法 | |
KR20110067118A (ko) | 광기전 셀 장치 | |
AU2000226369B2 (en) | Multiflecting light directing film | |
JP5929578B2 (ja) | 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュール集合体 | |
US20090277500A1 (en) | Transparent solar cell module | |
RU2393390C1 (ru) | Солнечный коллектор | |
TW201444105A (zh) | 太陽能模組 | |
US20170186903A1 (en) | Transparent solar cell and rear-reflective transparent solar cell module having the same | |
US20110056534A1 (en) | Semitransparent photovoltaic film | |
RU2258946C2 (ru) | Устройство, имеющее светопропускающие и отражающие свойства | |
WO2015009592A1 (en) | Solar concentrator with microreflectors | |
EP4340048A1 (en) | Front pane for a photovoltaic module | |
ITMI20111571A1 (it) | Concentratore solare per fotovoltaico | |
ITMI20101414A1 (it) | Dispositivo di cattura dell'energia solare ad alta efficienza angolare | |
CN102191836A (zh) | 波形瓦聚光电池组件 | |
CN201242299Y (zh) | 具有反光镜的太阳能真空管 | |
KR100884697B1 (ko) | 다중반사광 유도 필름 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121217 |