Патент ссср 277967
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ союз Соеетокиз
Социзлиатическкз
Реопублик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 09.VIII.1968 (¹ 1262449/26-25) Кл. 21g, 29/10
2Ib, 27/02 с присоединением заявок № 1262822/26-25, № 1 338324/26-25
Приоритет
МПК H 011 15/04
Н 01п 4/20
УДК 621.383:535.215.6 (088.8) Комитет по лелем азобретеиий и открытий при Спеете Миииотров смр
Опубликовано 05. 1/Ш.1970. Бюллетень № 25
Дата опубликования описания З.XII.1970
L . з.ll:, afire -т ip Q
Авторы изобретения
В. С. Макаров, А. Х. Черкасский, Л. Jl. Силин и Л. Б. ЩейййзЕ;",Тй0gl
Заявитель
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ Э11ГРГОУСТАНОВКА
Настоящее изобретение относится к области прямого преобразования солнечной энергии в электрическую.
Известно, что фотопреобразователи космических аппаратов при длительном воздействии космической радиации повреждаются вплоть до выхода из строя. В известных фотоэлектрических энергоустановках восстановление их свойств осуществляется путем нагрева до температуры 350 — 550 С, например сфокусированным лучом солнечного концентратора. Однако осуществить восстановление больших поверхностей фотопреобразователей в условиях космоса невозможно из-за неравномерного нагрева.
Данная энергоустановка позволяет производить термический отжиг больших поверхностей фотопреобразоватслей благодаря тому, что она снабжена автономным жидкометаллическим контуром, размсщенным на тыльной поверхности фотопреобразователей.
На фиг. 1 дана принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — поперечное сечение этого устройства.
Энергоустановка содержит термоэлектромагнитный насос 1 (например, одноконтурного типа), который прокачивает жидкометаллический контур 2 (например, натрий-калиевый сплав с температурой плавления — 11 С).
Запорные вентили 8 установлены в системе секционированных теплопроводов 4, присоединенных к тыльной поверхности панелей фотопреобразователей 5. Тепловая изоляция б предотвращает утечку тепла с открытых поверхностей жидкометаллического контура, проходящего через тепловой аккумулятор 7 (например, из гидрида лития). Концентратор солнечного излучения 8 (например, параболоид вращения) снабжен системой ориентации 9.
Фотопреобразователи 10 присоединены через теплоконтактную электроизоляцию 11 (например, из окиси бериллия) к несущей панели (например, из титана), на тыльной стороне которой размещены тонкостенные металлические каналы 12 (например, из титана), заполненные жидкометаллическим теплоносителем. Контактор 13 включен в цепь электродвигателя 14 привода концентратора, который питается от бортового аккумулятора 15.
20 Фотоэлектрическая энергоустановка работает следующим образом. При значительном ухудшении выходных характеристик фотопреобразователей (на 25 †5/0) из-за радиационного повреждения ток в обмотке контактора
25 уменьшается. Возвратная пружина контактора замыкает цепь электродвигателя, обеспечивающего с помощью бортового аккумулятора перевод концентратора из нерабочего положения в рабочее. Система ориентации ориенти30 рует ось концентратора на Солнце, н сфоку277967 сированный луч попадает в приемную полость теплового аккумулятора, постепенно разогревающегося до температуры плавления (680 ).
Участок жидкометаллического контура, проходящий через тепловой акку мулятор, постепенно разогревается за счет теплопроводности до температуры 350 — 550 "С. Размещенный непосредственно на тепловом аккумулятор термоэлектромагнитный насос обеспечивает са мостоятельньш запуск жидкометаллического контура при малой разности температур (10-—
20 С) на спаях термоэлементов. Запорш>ш вентиль открывается, и нагрет > и теплоноситель начинает циркулировать по системе теплопроводов в одной из секций панелей фотопреобразователей. Секция фотопреобразователей разогревается до температуры 350—
550 С, выдерживается в течение 2 — !О мин, после чего вентиль закрывается и секция охлаждается за счет сброса тепла излучением.
Каждая секция панелей фотопреобразователей поочередно проходит термический отжиг (нагрев — выдержка — охлаждение), что позволяет значительно снизить вес и габариты концентратора, теплового аккумулятора и термоэлектромагнитного насоса. По окончании термического отжига фотопреобразователей энергоустановки концентратор поворачивается в сторону (нерабочее положение), контактор разрывает электрическую цепь бортового аккумулятора и разогрев теплового аккумулятора прекращается. Фо;оэлекгрическая энергоустановка постепенно охлаждается до температуры 50 — 70 С за счет теплового излучения.
Я идкометаллическпй контур данной энергоустановки может быть также использован для обогрева фотопреобразователей на неосвещенном участке орбиты, поскольку циклическое воздействие больших перепадов темпе ратур (от †1 до †1 С в тени и от
+70 до + 100"Ñ на Солнце) постепенно приводит к lioBpeiKpeiiilfo многослойной K0HcTp) Kции фотопреобразователсй и сии кению генерируемой мощности.
Работа энергоустановки аналогична: снижена лишь температура теплоносителя (30-50 С вместо 350 — 550 "С) и осуществляетс:i одновременно нагрев всей рабочей поверхности фотопреобразователей, а нс ее отдельных секций.
Предмет изобретения
Фотоэлектрическая энергоустановка, содержащая панели с фотопреобразователями и
20 систему их нагрева, отличаюи1аяся тем, что, с целью изменения температуры фотопреобразователей в условиях космоса без подвода электроэнергии от внешнего источника она снабжена концентратором солнечного излуче25 ния с механизмом обратной электрической связи, содержащим управляемый током фотопреобразователей контактор, включенный в цепь электропитания двигателя перевода концентратора из нерабочего в рабочее положе30 ние, и термоэлектромагнитным насосом, размещенным непосредственно на тепловом аккумуляторе жидкометаллического контура, который присоединен через теплоконтактную электроизоляцию к тыльной стороне фотопре35 образователей и выполнен в виде разветвленных по площади фотопреобразователей секционированных теплопроводов.
L96LER
» 1 б
j и е.
/зи,ь 4
Редактор И. Кариас
Корректоры Г. С. Мухина и О. С. Зайцева
Заказ 3366/4 Тира>к 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета ио делам изобретений и открытий пр.> Совете Министров СССР
Москва, гК-35, Раушская наб., д. 4i5
Типография, пр. Сапунова, 2
Составитель Г. Корнилова
Техред Л. Я. Левина
11
1Л