Коллектор солнечной энергии

Коллектор солнечной энергии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (n>964377 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 08. 04. 81 (21) 3271951/24-06 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 07.10.82. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 07. 10 ° 82 1 М К„з

Г 24 т 3/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 662 ° 997 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. A. Ашихмин и Л. A. Ашихмина

«СFCÎN3lf: е (71) Заявитель (5 4) КОЛЛЕКТОР СОЛНЕЧНОИ ЭНЕРГИИ.

Изобретение относится к гелнотехнике, s частности к коллекторам солнечной энергии, преобразующим солнечную энергию в тепловую.

Известен коллектор солнечной энергии, содержащий. корпус, имеющий крьтаку иэ оптически прозрачного материала и заполненный поглощающим излу- . чение теплоносителем (1J.

В этом коллекторе корпус выполнен полностью прозрачным, а поглощающий излучение теплоноситель пропускает область спектра солнечного излучения, достаточную для роста сельскохозяйственных культур; размещенных под коллектором.

Однако расположение коллектора в разреженных слоях атмосферы, где значительная доля солнечной энергии заключена в области спектра с длинами волн менее 2900 А, недостаточно для преобразования упомянутой солнечной энергии в тепловую.

Цель изобретения - повышение эффективности работы коллектора.

Поставленная цель достигается тем, что в коллекторе солнечной энергии, содержащем корпус, имеющий крышку иэ оптически прозрачного материала и заполненный поглощающим излучение теплоносителем, крынка корпуса выполнена из материала, прозрачного к .ультрафиолетовому излучению, а в ка5 честве теплоносителя использован кислород.

На фиг. 1 показан коллектор солнечной энергии, продольный разрез; на фиг. 2 - схема гелиоустановки с упомянутым коллектором солнечной энергии.

Коллектор 1 (фиг ° 1) солнечной энергии содержит корпус 2, имеющий крышку 3 из оптически прозрачного материала и заполненный поглощающим излучение"теплоносителем 4.

Крышка 3 корпуса 2 выполнена иэ материала, прозрачного к ультрафиолетовому излучению, например кварца или флюорита. В качестве теплоносителя 4 использован .кислород.

Подающий поток ультрафиолетового нзлччения может быть предварительно сконцентрированг например, зеркалом из алюминия, покрытого пленкой фтористого магния или лития.

Гелиоустановка, включающая в себя коллектор 1 солнечной энергии, представляет собой замкнутый контур с теплообменником 5 (фиг..2), насосом

ЗО б и,трубопроводом 7, 964 3 i7

1 елиоу ст анов ка с колл ек тором 1 солнечной э н,. ргии работает следующим образом.

Внутри за< < н н тогО контура, образованного корпусом 2 (фиг. 2), теплообменником 5 и трубопроводом 7 с помощью насоса 6 циркулирует кислород.

Ультрафиолетовое излучение, проникающее внутрь корпуса 2 через прозрачную крышку 3, взаимодействует с моле> улами кислорода. Молекулы кислорода,1ð поглощая энергию излучения, распад»ются, превращаясь в атомарный кислород, а затем соединяются в молекулы озона. Происходит фотохимическая реакция образования озона с поглощени15 ем энергии излучения

+ Е<< = 20э, где Еи — поглощенная молекулами кислорода энергия °

Образующийся озон имеет коэффициент поглощения ультрафиолетового излучения в 10 раз больше, чем кислород. Полоса поглощения озона сплошная, т.е. все излучение с длиной волн коро .. 2900 Х будет поглощаться. При этом температура газа возрастает.

Чтобы ультрафиолетовое излучение практически полностью поглощалось озоном, длина поглощающего слоя 2 должна определяться формулой:

273) < (Р 760 где Фо — поток излучения, вошедший в газ; 35

Ф вЂ” поток, прошедший чере з слой. l газа;

Т вЂ” абсолютная температура газа, К

Р— давление в торах (мм. рт. ст,4p ,<а — коэффициент поглощения гаI за, см

Достаточным условием можно считать уменьшение потока за счет поглощения в P раз, то есть примерно в 7,3 раза45

Используя это условие, можно определить соотношение между Р, Т, «. и

:E

P,è. I — 5 57

Т 50

Длину поглощающего слоя Р возможно определить лишь приближенно, так как давление Р, температура Т и коэффициент поглощения <. непрерывно изменяются в зависимости от падающего излучения, его спектра, скорости циркуляции и соотношения кислорода и озона в зоне поглощения "Л". Температура Т также определяется выбором нромежуточного рабочего тела, его.темпе-<><> ратурой испарения.

Иапример, длина 2 при давлении

P -- 7600 мм рт. ст., минимальном,« =

10 <.ì, считая, что коллектор 1 заполнен озоном и Т =- 500 К, для паро- <<<5 водяного промежуточного рабочего .тала, б. дет равна — — О, 366 см

5 5 7 I .P i

Отс>>да следует, что гелиоустановка эффект<явно работает при небольших Ы, обеспечивая поглощение энергии излучения, коллектор 1 может быть выполнен в виде плоского корпуса 2 незначительной толщины.

Таким образом, поглощение энергии излучения происходит внутри корпуса

2 в зоне A непосредственно рабочим телом — кислородом, который превращается в озон, запасающий энергию.

Озон через трубопровод 7 поступает в теплообменник 5, где отдает энергию промежуточн му рабочему телу, превращаясь в кислород.

20э30 > + Ви

Циркуляционный насос б подает кислород в корпус 2 коллектора 1.

Энергия промежуточного рабочего тела может быть преобразована далее в электрическую известными способами, например турбиной, соединенной с генератором.

Следует отметить, что озон значительно активнее (химически), чем кислород, поэтому внутренние поверхности гелиоустановки (трубопроводы 7, корпус 2, насос-б, теплообменник 5) должны быть изготовлены или покрыты слоем материала, химически не взаимодействующим с озоном.

Коллектор 1 может быть использован в комплексе с известными коллекторами солнечной энергии, преобразующими в тепло энергию более длинноволновой части излучения. В этом случае система зеркал концентрирует как ультрафиолетовое, так и более длинноволновое излучение.

Выполнение крышки 3 корпуса 2 из материала, прозрачного к ультрафиолетовому излучению, и заполнение корпу-. са 2 кислородом, благодаря проходящей между последним и ультрафиолетовым излучением фотохимической реакции,с образованием озона, имеющего сплошной спектр поглощения длин волн коо роче 2900 Е>, позволяет повысить эффективность коллектора 1 солнечной энергии при его расположении в разреженных слоях атмосферы.

Формула из обре т ения

Коллектор солнечной энергии, содержащий корпус, имеющий крышку из оптически прозрачного материала и заполненный поглощающим излучение теплоносителем, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения э<<<фективности работы коллектора в разреженных слоях атмосферы, крышка

964377

Уиьйршриолеглобое аыучеюые

Фиг. 1

Фиг. Г

Составитель П. Шендерович

Редактор A. Власенко Техред С.Мигунова Корректор Л. Ференц

Заказ 7601/16 Тираж 799 Подписное

BHHHJIIl Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, i< 35 Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4 корпуса выполнен i из материал», про эа ч ного к у л1 т ра Фи ел - -ToI3oMv и зл j нию, а в качестве теплоносителя пользован кислород.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка ФРГ М 2758715, кл. Р 24 1 3/02, опублик. 1979.