+

RU2576739C2 - Solar module with concentrator - Google Patents

Solar module with concentrator Download PDF

Info

Publication number
RU2576739C2
RU2576739C2 RU2014119842/06A RU2014119842A RU2576739C2 RU 2576739 C2 RU2576739 C2 RU 2576739C2 RU 2014119842/06 A RU2014119842/06 A RU 2014119842/06A RU 2014119842 A RU2014119842 A RU 2014119842A RU 2576739 C2 RU2576739 C2 RU 2576739C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mirror reflectors
angles
main
reflectors
concentrator
Prior art date
Application number
RU2014119842/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014119842A (en
Inventor
Дмитрий Семенович Стребков
Анатолий Евгеньевич Иродионов
Наталья Сергеевна Филиппченкова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение"Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства" (ФГБНУ ВИЭСХ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение"Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства" (ФГБНУ ВИЭСХ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение"Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства" (ФГБНУ ВИЭСХ)
Priority to RU2014119842/06A priority Critical patent/RU2576739C2/en
Publication of RU2014119842A publication Critical patent/RU2014119842A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2576739C2 publication Critical patent/RU2576739C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: solar module with a concentrator, having a working surface on which solar radiation is incident and a radiation detector, according to the invention the working surface is fitted with an optical deflecting system consisting of main mirror reflectors in the form of louvres made of flat mirror facets; the output of the optical deflecting system is fitted with additional mirror reflectors; the beam entrance β0 and exit β1 angles for the main mirror reflectors, the beam entrance angles β0 and β2 for additional mirror reflectors, the inclination angles φ0 and φ1 of the main and additional mirror reflectors are linked by relationships. In another version, the solar module comprises two deflecting systems and two prism concentrators with a common double-sided receiver; the angle between the main mirror reflectors of the two different optical deflecting systems is equal to 2(φ00), and the angle between the working surfaces of the prism concentrators is equal to 180°-2β0.
EFFECT: high specific power of the receiver.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным модулям с концентраторами солнечного излучения для получения электричества и тепла.The invention relates to solar engineering, in particular to solar modules with solar radiation concentrators for generating electricity and heat.

Известен солнечный модуль с концентратором на основе параболоцилиндрических фоклинов, установленных с двух сторон по краям фотопреобразователей (Solar Tobay, Yuly/August 1997, р.31).A solar module with a concentrator based on parabolic cylindrical foklins mounted on both sides along the edges of photoconverters is known (Solar Tobay, Yuly / August 1997, p.31).

Недостатком известного модуля является низкий коэффициент концентрации 2-2,5. Другим недостатком является большая высота модуля с концентратором, превышающая размер плоского модуля без концентратора в 4-6 раз.A disadvantage of the known module is the low concentration ratio of 2-2.5. Another disadvantage is the high height of the module with a hub, 4-6 times the size of a flat module without a hub.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является солнечный модуль, содержащий концентратор энергии, имеющий рабочую поверхность, на которую падает солнечное излучение, на рабочей поверхности призмы установлены миниатюрные зеркальные экраны, выполненные в виде жалюзи из плоских зеркальных фацет, скоммутированные фотопреобразователи выполнены с двусторонней рабочей поверхностью, концентратор - в виде двух симметрично расположенных призм, имеющих общий фотопреобразователь, а на рабочей поверхности концентратора в зоне одной или обеих призм установлены миниатюрные зеркальные экраны (Патент РФ №2133415. Солнечный фотоэлектрический модуль (варианты). / Безруких П.П., Стребков Д.С., Тверьянович Э.В., Иродионов А.Е. // БИ. 1999. №20).The closest in technical essence to the present invention is a solar module containing an energy concentrator having a working surface on which solar radiation is incident, miniature mirror screens are installed on the working surface of the prism, made in the form of blinds made of flat mirror faces, the connected photo converters are made with a two-sided working surface, the concentrator - in the form of two symmetrically located prisms having a common photoconverter, and on the working surface miniature mirror screens are installed in the area of one or both prisms (RF Patent No. 2133415. Solar photovoltaic module (options). / Bezrukikh P.P., Strebkov D.S., Tveryanovich E.V., Irodionov A.E. // BI. 1999. No. 20).

Недостатками всех известных типов фотоэлектрических модулей является низкая удельная мощность фотопреобразователя.The disadvantages of all known types of photovoltaic modules is the low specific power of the photoconverter.

Задачей предлагаемого изобретения является создание солнечного модуля с концентратором, имеющим размеры в поперечном сечении, соизмеримые с размерами плоского модуля и имеющие повышенную удельную мощность приемника.The objective of the invention is the creation of a solar module with a concentrator having dimensions in cross section commensurate with the dimensions of a flat module and having an increased specific power of the receiver.

В результате использования предлагаемого солнечного модуля повышается удельная мощность приемника.As a result of using the proposed solar module, the specific power of the receiver increases.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в солнечном модуле с концентратором, имеющем рабочую поверхность, на которую падает солнечное излучение, концентратор и приемник излучения, на рабочей поверхности установлена отклоняющая оптическая система из основных зеркальных отражателей, выполненных в виде жалюзи из плоских зеркальных фацет, на выходе оптической системы установлены дополнительные зеркальные отражатели, углы входа β0, выхода лучей β1 для основных зеркальных отражателей, углы входа лучей β0 и β2 для дополнительных зеркальных отражателей, углы φ0 и φ1 наклона основных и дополнительных зеркальных отражателей связаны соотношениямиThe above technical result is achieved in that in a solar module with a concentrator having a working surface on which solar radiation is incident, a concentrator and a radiation receiver, a deflecting optical system of main mirror reflectors made in the form of blinds made of flat mirror faces is installed on the working surface the output of the optical system has additional mirror reflectors, input angles β 0 , output rays β 1 for the main mirror reflectors, input angles β 0 and β 2 to complement integral mirror reflectors, the angles φ 0 and φ 1 of the slope of the main and additional mirror reflectors are related by the relations

Figure 00000001
Figure 00000001

где φ0 и φ1 - углы наклона основных и дополнительных зеркальных отражателей, отсчитывающиеся от вертикали к рабочей поверхности против часовой стрелки,where φ 0 and φ 1 are the angles of inclination of the main and additional mirror reflectors, counted from the vertical to the working surface counterclockwise,

β0, β1 и β2 - углы входа и выхода лучей, отсчитывающиеся от вертикали к рабочей поверхности против часовой стрелки, расстояние а между основными зеркальными отражателями на рабочей поверхности и ширина основных зеркальных отражателей удовлетворяет соотношению a=d·sin φ0, при котором для любых углов φ0 нижняя грань основного зеркального отражателя и верхняя грань следующего основного зеркального отражателя находятся в одной вертикальной плоскости, а ширина дополнительных зеркальных отражателей d1 удовлетворяет соотношениюβ 0 , β 1 and β 2 are the angles of entry and exit of the rays, measured from the vertical to the working surface counterclockwise, the distance a between the main mirror reflectors on the working surface and the width of the main mirror reflectors satisfies the relation a = d · sin φ 0 , when which for any angles φ 0 the lower edge of the main mirror reflector and the upper edge of the next main mirror reflector are in the same vertical plane, and the width of the additional mirror reflectors d 1 satisfies the relation

Figure 00000002
Figure 00000002

где d - ширина основных зеркальных отражателей, а концентратор выполнен в виде призмы полного внутреннего отражения с острым углом ψ при вершине, который связан с углом выхода лучей β1 и коэффициентом преломления материала призмы следующим соотношением:where d is the width of the main mirror reflectors, and the hub is made in the form of a prism of total internal reflection with an acute angle ψ at the apex, which is associated with the beam exit angle β 1 and the refractive index of the prism material by the following relation:

Figure 00000003
Figure 00000003

В другом варианте солнечного модуля с концентратором модуль содержит две отклоняющие лучи встречно оптические системы и два призменных концентратора с общим двусторонним приемником, угол между основными зеркальными отражателями двух разных отклоняющих оптических систем равен 2(φ00), а угол между рабочими поверхностями призменных концентраторов составляет 180°-2β0.In another embodiment of a solar module with a concentrator, the module contains two deflecting beams opposite optical systems and two prism concentrators with a common two-sided receiver, the angle between the main mirror reflectors of two different deflecting optical systems is 2 (φ 00 ), and the angle between the working surfaces of the prism concentrators is 180 ° -2β 0 .

Солнечный модуль с концентратором иллюстрируется на фиг. 1-4.A solar module with a hub is illustrated in FIG. 1-4.

На фиг. 1 представлена схема отклоняющей оптической системы солнечного модуля с концентратором (двухмерное изображение).In FIG. 1 is a diagram of a deflecting optical system of a solar module with a concentrator (two-dimensional image).

На фиг. 2 показано пропускание лучей в отклоняющей оптической системе солнечного модуля с концентратором.In FIG. 2 shows the transmission of rays in a deflecting optical system of a solar module with a concentrator.

На фиг. 3 представлен ход лучей в солнечном модуле с концентратором с одной отклоняющей оптической системой, состоящей из миниатюрных зеркальных экранов в виде жалюзи из параллельных плоских фацет и концентратором в виде призмы полного внутреннего отражения, поперечное сечение.In FIG. Figure 3 shows the path of rays in a solar module with a concentrator with one deflecting optical system, consisting of miniature mirror screens in the form of blinds made of parallel flat facets and a concentrator in the form of a prism of total internal reflection, cross section.

На фиг. 4 представлен солнечный модуль с концентратором, состоящий из двух отклоняющих лучи встречно оптических систем с миниатюрными зеркальными экранами и двух призменных концентраторов с общим приемником.In FIG. Figure 4 shows a solar module with a concentrator, consisting of two deflecting beams of oncoming optical systems with miniature mirror screens and two prism concentrators with a common receiver.

Солнечный модуль с концентратором на фиг. 1 содержит рабочую поверхность 1, на которую падает излучение 2, зеркальную отклоняющую периодическую оптическую систему 3 высотой h, шириной l и длиной L, имеющую поверхность входа 4 и выхода лучей 5, состоящую из основных зеркальных отражателей 6, установленных под углом φ0, и дополнительных зеркальных отражателей 7, установленных на выходе из оптической системы под углом β1. Основные зеркальные отражатели 6 установлены друг от друга на расстоянии а под углом φ0 к вертикальной плоскости.The solar module with the concentrator in FIG. 1 contains a work surface 1 on which radiation 2 is incident, a mirror deflecting periodic optical system 3 of height h, width l and length L, having an entrance 4 and an output ray 5 surface, consisting of main mirror reflectors 6 installed at an angle φ 0 , and additional mirror reflectors 7 installed at the exit of the optical system at an angle β 1 . The main mirror reflectors 6 are installed from each other at a distance a at an angle φ 0 to the vertical plane.

Количество основных 6 и дополнительных зеркальных отражателей 7 в отклоняющей периодической системе

Figure 00000004
Обозначим через β0 и β1 угол входа луча и выхода лучей от основных зеркальных отражателей в оптической системе. Углы β0 и β1 отсчитываются от вертикальной плоскости. Угол β1 выбирается из условия максимального отклонения отраженного луча на выходе из системы на расстоянии OF=2а-δ от линии OA входа луча, где δ - бесконечно малая величина, обеспечивающая полную оптическую прозрачность оптической системы.The number of primary 6 and additional mirror reflectors 7 in the deflecting periodic system
Figure 00000004
Denote by β 0 and β 1 the angle of entry of the beam and exit of the rays from the main mirror reflectors in the optical system. Angles β 0 and β 1 are counted from the vertical plane. The angle β 1 is selected from the condition of the maximum deviation of the reflected beam at the system exit at a distance OF = 2 a -δ from the line OA of the beam entrance, where δ is an infinitesimal value that ensures complete optical transparency of the optical system.

Принимая h=1, получимTaking h = 1, we obtain

Figure 00000005
Figure 00000005

Для лучей, нормальных к поверхности оптической системы,For rays normal to the surface of the optical system,

β0=0 и β1=2φ0.β 0 = 0 and β 1 = 2φ 0 .

Тогда из (1) следует, чтоThen it follows from (1) that

Figure 00000006
Figure 00000006

Равенство (2) возможно только при φ0→0.Equality (2) is possible only when φ 0 → 0.

Для угла наклона основных зеркальных отражателей 1 φ0>0 и угла входа лучей β0>0 имеет место равенство β1=2φ00.To angle the main mirror reflectors 1 0 φ> 0 and β ray entry angle 0> 0 the equation β = 2φ 1 0 0 -β.

Подставляя β1 из (1), получимSubstituting β 1 from (1), we obtain

Figure 00000007
Figure 00000007

На выходе оптической системы установлены дополнительные зеркальные отражатели 7 под углом β1.The output of the optical system has additional mirror reflectors 7 at an angle β 1 .

На фиг. 2 показано пропускание Δ от основных зеркальных отражателей для лучей β0. Определим ширину d1 дополнительных зеркальных отражателей 2 из условия переотражения всех лучей от пропускания Δ.In FIG. 2 shows the transmission Δ from the main mirror reflectors for rays β 0 . Define the width d 1 additional mirror reflectors 2 from the condition of re-reflection of all rays from the transmission Δ.

Из ΔBDNFrom ΔBDN

Δ=d·tgβ0·cosφ0.Δ = dtgβ 0 cosφ 0 .

Из ΔDNKFrom ΔDNK

Figure 00000008
Figure 00000008

Из (4) получаем соотношение для ширины дополнительных зеркальных отражателей d1 From (4) we obtain the relation for the width of additional mirror reflectors d 1

Figure 00000009
Figure 00000009

Угол выхода лучей β2 от дополнительных зеркальных отражателей 7 для лучей входа β0 равенThe angle of exit of rays β 2 from additional mirror reflectors 7 for input rays β 0 is equal to

Figure 00000010
Figure 00000010

При расчете зеркальной отклоняющей периодической системы 3 на фиг. 1, 2 принимается, что точки В и D находятся на одной вертикали к поверхности для всех основных зеркальных отражателей 6 при любом угле φ0. Это означает, что при увеличении φ0 и постоянной ширине d зеркального отражателя 6 растет расстояние а между зеркальными отражателями.When calculating the mirror deflecting periodic system 3 in FIG. 1, 2, it is assumed that the points B and D are on the same vertical to the surface for all the main mirror reflectors 6 at any angle φ 0. This means that with increasing φ 0 and a constant width d of the mirror reflector 6, the distance a between the mirror reflectors increases.

Установка дополнительных зеркальных отражателей 7 позволяет отклонить на угол β2 те лучи β0, для которых отклоняющая система из основных зеркальных отражателей была прозрачна, и обеспечить 100% переотражение всех лучей β0, поступающих на рабочую поверхность солнечного модуля с концентратором.Extra mirror reflectors 7 allows deflect through an angle β 2 β 0 those rays, for which the yoke of the main mirror reflectors was transparent, and to provide 100% of all multipath rays β 0 arriving at the working surface of the solar concentrator module.

На фиг. 3 призменный концентратор 8, на боковой грани 9 которого установлен приемник 10, имеет тыльную зеркальную поверхность 11 и рабочую поверхность 12, на которую поступает излучение от отклоняющей оптической системы.In FIG. 3, a prism concentrator 8, on the side face 9 of which a receiver 10 is mounted, has a rear mirror surface 11 and a working surface 12 to which radiation from a deflecting optical system is supplied.

На фиг. 3 показан ход лучей в солнечном модуле с призменным концентратором 8.In FIG. 3 shows the beam path in a solar module with a prism concentrator 8.

Угол между входящим лучом и вертикалью к рабочей поверхности призменного концентратора 8The angle between the incoming beam and the vertical to the working surface of the prism concentrator 8

β1=arctg (2 tg φ0)=2φ00.β 1 = arctan (2 tan φ 0 ) = 2φ 00 .

Угол входа лучей в призмуPrism entry angle

Figure 00000011
Figure 00000011

где n - коэффициент преломления материала призмы.where n is the refractive index of the prism material.

Угол β4 между вертикалью к поверхности 11 в призменном концентраторе 8 и отраженным лучомThe angle β 4 between the vertical to the surface 11 in the prism concentrator 8 and the reflected beam

β43+ψ.β 4 = β 3 + ψ.

Угол β5 между вертикалью к рабочей поверхности 12 призменного концентратора 8 и отраженным лучомThe angle β 5 between the vertical to the working surface 12 of the prism concentrator 8 and the reflected beam

β54+ψ≥α,β 5 = β 4 + ψ≥α,

где α - угол полного внутреннего отражения,where α is the angle of total internal reflection,

Figure 00000012
Figure 00000012

ψ - острый угол призменного концентратора 8.ψ is the acute angle of the prism concentrator 8.

Figure 00000013
Figure 00000013

Для стекла n=1,5 угол полного внутреннего отражения

Figure 00000014
For glass n = 1.5, the angle of total internal reflection
Figure 00000014

В варианте солнечного модуля с концентратором на фиг. 4 два призменных концентратора 13 и 14 имеют общий двусторонний приемник 15, плоскость миделя 16, на которой имеются две отклоняющие лучи встречно оптические системы 17 и 18, угол между рабочими поверхностями 19 и 20 призменных концентраторов 13 и 14 составляет 180°-2β0, а угол между основными зеркальными отражателями 21 и 22 составляет 2(φ00)· Призменные концентраторы 13, 14 установлены таким образом, что их отраженные потоки излучения направлены навстречу друг другу и поступают на общий двусторонний приемник излучения 15, установленный на следящем опорном устройстве 23 со слежением по двум осям.In the embodiment of the solar module with the concentrator in FIG. 4, two prism concentrators 13 and 14 have a common two-sided receiver 15, a midsection plane 16, on which there are two deflecting beams counter-optical systems 17 and 18, the angle between the working surfaces 19 and 20 of the prism concentrators 13 and 14 is 180 ° -2β 0 , and angle between the main mirror reflectors 21 and 22 is 2 (φ 00) · prismatic concentrators 13, 14 are set so that their fluxes reflected radiation directed towards each other and act on a common two-sided radiation detector 15 mounted on the servo GCO SG tracking device 23 along two axes.

Коэффициент концентрации для левой ветви солнечного модуля с призменным концентратором 13Concentration coefficient for the left branch of the solar module with a prism concentrator 13

kл=ctgψ.k l = ctgψ.

Коэффициент концентрации для солнечного модуля с двумя призменным концентраторами 13 и 14 и с двусторонним приемником 15 (фиг. 4)Concentration coefficient for a solar module with two prism concentrators 13 and 14 and with a two-sided receiver 15 (Fig. 4)

k=2ctgψ.k = 2ctgψ.

Пример выполнения солнечного модуля с концентратором (фиг. 4).An example of a solar module with a concentrator (Fig. 4).

Солнечный модуль состоит из двух призменных концентраторов 13 и 14.The solar module consists of two prism concentrators 13 and 14.

Для φ0=22,5°, β0=5,4°, β1=39,6°, β2=73,7°, β3=24,9°, ψ=8,445°.For φ 0 = 22.5 °, β 0 = 5.4 °, β 1 = 39.6 °, β 2 = 73.7 °, β 3 = 24.9 °, ψ = 8.445 °.

Коэффициент концентрации k=2ctgψ=13,47.Concentration coefficient k = 2ctgψ = 13.47.

Косинусные потери:Cosine loss:

P=1-cosβ0=1-cos 5,4°=0,0044, т.е. 0,44%.P = 1-cosβ 0 = 1-cos 5.4 ° = 0.0044, i.e. 0.44%.

Солнечный модуль с концентратором работает следующим образом. Солнечное излучение поступает на зеркальный отражатель 6 под углом входа β0, попадает на рабочую поверхность призмы 8 и после отражения от зеркальной поверхности 11 и полного внутреннего отражения от рабочей поверхности 12 попадает на приемник 10. Выполнение модуля в виде составного концентратора из одного или двух призменных концентраторов с миниатюрными зеркальными отражателями позволяет увеличить концентрацию солнечного излучения и удельную мощность солнечного модуля с концентратором по сравнению с солнечным модулем с призменным концентратором и уменьшить толщину модуля по сравнению с солнечным модулем с концентратором на основе фоклина и призмы.A solar module with a hub works as follows. Solar radiation enters the specular reflector 6 at an angle of entry β 0 , enters the working surface of the prism 8, and after reflection from the mirror surface 11 and total internal reflection from the working surface 12 enters the receiver 10. The module is implemented as a composite concentrator of one or two prism concentrators with miniature mirror reflectors allows to increase the concentration of solar radiation and the specific power of a solar module with a concentrator compared to a solar module with a prismatic center and reduce the thickness of the module compared to the solar module with a concentrator based on foklin and prisms.

Claims (2)

1. Солнечный модуль с концентратором, имеющий рабочую поверхность, на которую падает солнечное излучение, концентратор и приемник излучения, на рабочей поверхности установлена отклоняющая оптическая система из основных зеркальных отражателей, выполненных в виде жалюзи из плоских зеркальных фацет, отличающийся тем, что на выходе оптической системы установлены дополнительные зеркальные отражатели, углы входа β0, выхода лучей β1 для основных зеркальных отражателей, углы входа лучей β0 и β2 для дополнительных зеркальных отражателей, углы φ0 и φ1 наклона основных и дополнительных зеркальных отражателей связаны соотношениями
Figure 00000015

Figure 00000016

Figure 00000017

где φ0 и φ1 - углы наклона основных и дополнительных зеркальных отражателей, отсчитывающиеся от вертикали к рабочей поверхности против часовой стрелки,
β0, β1 и β2 - углы входа и выхода лучей, отсчитывающиеся от вертикали к рабочей поверхности против часовой стрелки, расстояние a между основными зеркальными отражателями на рабочей поверхности и ширина основных зеркальных отражателей удовлетворяет соотношению a=d·sinφ0, при котором для любых углов φ0 нижняя грань основного зеркального отражателя и верхняя грань следующего основного зеркального отражателя находятся в одной вертикальной плоскости, а ширина дополнительных зеркальных отражателей d1 удовлетворяет соотношению
Figure 00000018

где d - ширина основных зеркальных отражателей, а концентратор выполнен в виде призмы полного внутреннего отражения с острым углом ψ при вершине, который связан с углом выхода лучей β1 и коэффициентом преломления материала призмы следующим соотношением:
Figure 00000019
1. A solar module with a concentrator having a working surface on which solar radiation is incident, a concentrator and a radiation receiver, a deflecting optical system of main mirror reflectors made in the form of blinds made of flat mirror facets is installed on the working surface, characterized in that the optical output the system installed additional mirror reflectors, the angles of entry β 0 , the output of rays β 1 for the main mirror reflectors, the angles of entry of the rays β 0 and β 2 for the additional mirror reflectors, angles φ 0 and φ 1 the inclination of the main and additional mirror reflectors are related by the relations
Figure 00000015

Figure 00000016

Figure 00000017

where φ 0 and φ 1 are the angles of inclination of the main and additional mirror reflectors, counted from the vertical to the working surface counterclockwise,
β 0 , β 1 and β 2 are the angles of entry and exit of the rays, measured from the vertical to the working surface counterclockwise, the distance a between the main mirror reflectors on the working surface and the width of the main mirror reflectors satisfies the relation a = d · sinφ 0 , at which for any angles φ 0, the lower face of the main mirror reflector and the upper face of the next main mirror reflector are in the same vertical plane, and the width of the additional mirror reflectors d 1 satisfies the relation
Figure 00000018

where d is the width of the main mirror reflectors, and the hub is made in the form of a prism of total internal reflection with an acute angle ψ at the apex, which is associated with the beam exit angle β 1 and the refractive index of the prism material by the following relation:
Figure 00000019
2. Солнечный модуль с концентратором по п. 1, отличающийся тем, что содержит две отклоняющие системы и два призменных концентратора с общим двусторонним приемником, угол между основными зеркальными отражателями двух разных отклоняющих оптических систем равен 2(φ00), а угол между рабочими поверхностями призменных концентраторов составляет 180°-2β0. 2. A solar module with a concentrator according to claim 1, characterized in that it contains two deflecting systems and two prism concentrators with a common two-sided receiver, the angle between the main mirror reflectors of two different deflecting optical systems is 2 (φ 00 ), and the angle between the working surfaces of prism concentrators is 180 ° -2β 0 .
RU2014119842/06A 2014-05-19 2014-05-19 Solar module with concentrator RU2576739C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014119842/06A RU2576739C2 (en) 2014-05-19 2014-05-19 Solar module with concentrator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014119842/06A RU2576739C2 (en) 2014-05-19 2014-05-19 Solar module with concentrator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014119842A RU2014119842A (en) 2015-11-27
RU2576739C2 true RU2576739C2 (en) 2016-03-10

Family

ID=54753294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014119842/06A RU2576739C2 (en) 2014-05-19 2014-05-19 Solar module with concentrator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2576739C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2763117C1 (en) * 2021-07-23 2021-12-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Solar module with concentrator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1142707A1 (en) * 1979-10-12 1985-02-28 Предприятие П/Я А-1813 Solar ray collector
RU2133415C1 (en) * 1998-04-29 1999-07-20 Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Solar photoelectric module (options)
US20090078249A1 (en) * 2007-05-24 2009-03-26 Tricia Liu Device for concentrating optical radiation
RU2503895C2 (en) * 2011-09-08 2014-01-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Solar module with concentrator (versions) and method of its manufacturing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1142707A1 (en) * 1979-10-12 1985-02-28 Предприятие П/Я А-1813 Solar ray collector
RU2133415C1 (en) * 1998-04-29 1999-07-20 Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Solar photoelectric module (options)
US20090078249A1 (en) * 2007-05-24 2009-03-26 Tricia Liu Device for concentrating optical radiation
RU2503895C2 (en) * 2011-09-08 2014-01-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Solar module with concentrator (versions) and method of its manufacturing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2763117C1 (en) * 2021-07-23 2021-12-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Solar module with concentrator

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014119842A (en) 2015-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20080038405A (en) Fresnel lens
WO2007084518A2 (en) A hybrid primary optical component for optical concentrators
US20160048008A1 (en) Tracking-Free High Concentration Ratio Solar Concentrator
US9985156B2 (en) Optical concentrator/diffuser using graded index waveguide
RU2576742C2 (en) Solar module with concentrator
RU2576739C2 (en) Solar module with concentrator
US9046279B2 (en) Light condensing device, photovoltaic power generation device and photo-thermal conversion device
US8159761B2 (en) Optical concentrator
RU2576752C2 (en) Solar module with concentrator
RU2608797C2 (en) Solar module with concentrator (versions)
RU2645800C1 (en) Solar module with concentrator
RU2599076C2 (en) Solar module with concentrator
US20120154941A1 (en) Collector and concentrator of solar radiation
Strebkov et al. Nontracking solar concentrators with louver heliostats: bar-to-bar effects
RU2580462C1 (en) Solar module with concentrator
US6276817B1 (en) Discontinuous light-beam condenser lens
US8993871B2 (en) Condensing lens array, and solar cell provided with same
WO2014116498A1 (en) Solar waveguide concentrator
CN110108642A (en) A kind of total reflection White pond
RU2488149C2 (en) Planar lightguide
RU2572167C1 (en) Solar module with concentrator (versions)
Ruck et al. The passive daylighting of building interiors
RU2700655C1 (en) Solar module with concentrator
Karp et al. Radial coupling method for orthogonal concentration within planar micro-optic solar collectors
ITMI20130567A1 (en) SOLAR CONCENTRATOR FOR PHOTOVOLTAIC SYSTEMS

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160520

点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载