Фотоэлектрический модуль

(51) 01 31/052 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ практически надежная создана за счет того, что линзы Френеля изготовлены из силикатного стекла имеют округлую форму и разделены друг от друга,теплоотводящая пластина с соединительными частями соприкасается с охладительным элементом в виде медной трубы прямоугольного сечения. Линзы Френеля собирают солнечные лучи в фокусной точке. Светоприемные поверхности фотоэлементов находятся в фокусных точках этих линз. А фотоэлементы в свою очередь расположены в центрах теплоотводящих металлических пластин. Теплоотводы с фотоэлементами, расположены на железных пластинах,которые соединены стержнями. Железные пластины связаны с водоохлаждаемой системой с помощью соединяющих частей. Централизированная водоохлаждающая система работает для того что бы максимально сохранить температуру фотоэлемента от разогрева.(72) Абдикаримов Малик Ныгманович Нышанбайлы Нрслтан Кошерулы Нышан(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Фотоэлектрический модуль используется в энергетике а именно в солнечных энергоустановках с концентраторами излучения, предназначенных для электростанции автономной или централизованной системой энергоснабжения. Конструкция фотоэлектрического модуля экономически выгодная, технологически простая, 23713 Фотоэлектрический модуль используется в энергетике, а именно в солнечных энергоустановках с концентраторами излучения, предназначенных для электростанции автономной или централизованной системой энергоснабжения. Известно устройство фотоэлектрического модуля Андреев В.М., Грилихес В.А., Румянцев В.Д. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. Л.,Наука, 1989, с.302-303 который содержит 16 линз Френеля и соответствующее на них количество фотоэлементов, размещенных против линз на алюминиевом листе, который выполняет роль подложки фотоэлементов,радиатора и металлического корпуса. Линзы Френеля сделаны из органического стекла методом прессования. Для защиты от атмосферных неблагоприятных воздействий линзы снаружи закрыты силикатным стеклом. Для электроизоляции фотоэлементов от корпуса применяются пластины высокоомного кремния,которые обладают высокой теплопроводностью. По своим техникоэкономическим показателям этот модуль превосходит кремниевые солнечные фотоэлектрические модули без концентраторов. Недостатками данного модуля являются 1) Малообъемные линзы из органического стекла, усложняют технологию изготовления. 2) Линзы из органического стекла, требуют дополнительную оболочку, сохраняющую ее от атмосферных повреждений. А стеклянная фронтальная поверхность из стекла увеличивает опасность разрушения в чрезвычайных ситуациях,при строении, сборке, транспортировке и установке. 3) Большая часть солнечной энергии поглощенной фотоэлементом превращаясь в тепло передается теплоотводящим пластинам. Использование этой энергии не рассмотрено. Наиболее близким по технической сущности является изобретение Ж.И. Алферова Патент 2 307 294. МПК 242/08, 0131/052,Опубликовано 27.09.2007. Бюл. 27. Фотоэлектрический модуль содержит боковые стенки и фронтальную панель из силикатного стекла с линзами Френеля на ее тыльной стороне, а также солнечные фотоэлементы с теплоотводящими основаниями. Линзы Френеля выполнены из силикона, имеют квадратную форму, расположены вплотную друг к другу и прочно соединены с внутренней поверхностью стекла, выполняющего защитную и несущую функцию. Каждой линзе Френеля соответствует свой солнечный фотоэлемент, закрепленный на металлическом теплоотводящем основании. Теплоотводящие основания расположены на тыльной панели из силикатного стекла или выполнены в виде лотков с плоским дном, через центральные продольные линии поверхностей которых проходят оптические оси соответствующих линз Френеля. Металлическое теплоотводящее основание так же является и одним из электрических контактов солнечного фотоэлемента. Вторым контактом является верхнее металлическое покрытие фольгированного стеклотекстолита, закрепленного на теплоотводящем основании, к которому подведен проволочный контакт, присоединенный другим концом к контактной сетке фотоэлемента. Коммутация солнечных фотоэлементов осуществляется через контакты, прикрепленные к металлическому основанию и верхнему металлическому покрытию стеклотекстолита. Введена дополнительная промежуточная панель из силикатного стекла, на фронтальной или тыльной стороне которой установлены плоско- выпуклые линзы, соосные с соответствующими линзами Френеля. Лотки своими верхними частями могут быть герметично соединены с тыльной поверхностью промежуточной панели. Светоприемные поверхности фотоэлементов находятся в фокусном пятне двух концентраторов линз Френеля и плоско- выпуклых линз. Использование дополнительного концентратора солнечного излучения позволяет увеличить до максимального значения коэффициент концентрации. В боковых противолежащих стенках фотоэлектрического модуля непосредственно над дополнительной промежуточной и под фронтальной панелями, соответственно, выполнены отверстия для сообщения с окружающей средой внутреннего пространства модуля между этими панелями. Пространство между фронтальной и дополнительной промежуточной панелями сообщается с окружающей средой. По своим техническим показателям данный модуль превосходит все другие известные фотоэлектрические модули с концентраторами солнечного излучения. Недостатками данного модуля являются 1. Стены и верхние поверхности из силикатного стекла увеличивают опасность разрушения модуля в чрезвычайных ситуациях, при строении, сборке,ремонте, транспортировке и установке. 2. Конструкция сложной стеклянной модули из двойной линзы (внутренняя плосковыпуклая линза и линза Френеля) требует огромных экономических затрат. 3. Чтобы получить маленькую по объему линзу Френеля квадратной формы и соединенную друг с другом,нужны высокотехнологические производственные комплексы. Для того чтобы организовать такой стекло-производственный комплекс, нужны большие финансовые затраты. 4. Большая часть солнечной энергии поглащенной фотоэлементом превращаясь в тепло передается теплоотводящим пластинам. И в этом модуле тоже использование этой энергии не рассмотрено. Технической задачей заявляемого изобретения является создание конструкции фотоэлектрического модуля экономически выгодным, технологически простым, практически надежным. Задача решается за счет того,что фотоэлектрический модуль, содержит круглые линзы Френеля из силикатного стекла,фотоэлементы, теплоотводящие металлические пластины, централизованную теплоотводящую 2 23713 систему с водой, соединяющие стержни, а также металлическую светоотражающую пластину снаружи, и линзы разделены друг от друга и имеют округлую форму (Фиг.2). Это повышает его безопасность. При возникновении ударов модуля,это спасает его от полного разрушения, то есть может сломаться только та линза в том месте, где произошло столкновение. Модуль снаружи имеет тонкую металлическую светоотражающую пластину. С этой помощью,модуль от внутренней, наружной среды герметичен(эти материалы связываются между собой с использованием сварки кемпи). Отражаемость оболочки способствует защите от внешней модульной температуры лучей. Значит, лучи попавшие на модульные поверхности,переотражаются. Это служит для поддержания низкой температуры модуля. А она, в свою очередь способствует повышению энергопроизводительности. Корпус модуля,сделанный из железных пластин и угольников,способствует безопасности при установке, ремонте и сборке. Корпус, сделанный из таких простых материалов, как, железных пластин, угольников,стержней,обеспечивает его экономическую выгодность. Теплоотводящая пластина с соединительными частями соприкасается с охлаждающим элементом. Это - медная труба с тонким отверстием. Она предназначена для протекания воды, которая поддерживает фотопреобразователь в охлажденном состоянии. Эти маленькие трубы предназначены для протекания воды во время системной централизованной работы модулей, для охлаждения через центральную насосную станцию. Эта система позволяет использовать полностью квантовую энергию солнца, попавшую на модуль. Большая часть квантовой энергии поглащенной фотоэлементом превращается в тепло. Эта энергия тепла переходит в теплоотводящую пластину с высокой теплопроводностью фотопреобразователем и с помощью пластины нагревается вода, которая течет по медной трубе. В результате квантовая энергия не преобразованная в электрическую энергию расходуется на нагревание воды. Этот процесс предназначен для работы модулей в больших количествах и в централизованной системе. Конечно, вода не нагревается в достаточном уровне, но ее можно использовать в таком же виде (как теплая техническая вода) или в дальнейшем нагреть на солнечных коллекторах. Технический результат повышение энергопроизводительности фотоэлектрической модули, обеспечение качества и надежности в чрезвычайных ситуациях,избавление от необходимости технологии с высокой точностью,использование простых и не дорогих материалов,облегчение технологии строения и сборки. А также создание основы для производства в больших объемах. На Фиг.1 приведена конструкция заявляемого изобретения,в поперечном сечении. Фотоэлектрический модуль содержит круглые линзы (1), фотоэлементы (2), теплоотводящие металлические пластины (3), соединяющие стержни(4), железные пластины (5), угольники (6), медные трубы (7), корпусные угольники (8), болты (9),корпусные угольники (верхние (10), нижние (11),упорные (12), межлинзовые (13, резины (14),металлические светоотражающие пластины (15),металлические покрытия (16) находящиеся на фольгированных стеклотекстолитах (17). На Фиг.2 вид сверху 1 - линзы 2 - корпус 3 - жесть. Линзы Френеля (1) концентрирующие солнечные лучи, выполнены из силикатного стекла и имеют круглую форму. Каждой линзе (1) соответствует свой солнечный фотоэлемент (2), закрепленный на металлической теплоотводящей пластине (3), и каждая линза прочно соединена со стержнями (4). Теплоотводящие пластины (3) выполнены из меди и располагаются на тонких железных пластинах (5),которые закреплены к угольникам (6). А железные пластины (5) снизу соприкасаются с медными трубами (7), предназначенными для протекания воды, которая поддерживает фотопреобразователь в охлажденном состоянии. Угольники (6) округляют каждый фотоэлемент, и к ним закрепляются соединяющие стержни (4). Угольники (6) в свою очередь,прочно соединены с корпусным угольником (8) с помощью болтов (9). Корпусные угольники (верхние (10), нижние (11), упорные (12),межлинзовые (13 прочно связаны между собою. Между линзами (1) и угольниками (10) находятся резины (14), с помощью которых, сохраняется герметичность модуля. Модуль, снаружи, полностью выполнен из металлической светоотражающей пластины (15). Электрическими контактами солнечных фотоэлементов являются 1. Металлическая теплоотводящая пластина (3) 2. Металлическое покрытие (16), находящееся на фольгированном стеклотекстолите(17),закрепленном на теплоотводящей пластине (3). На линзы Френеля (1) перпендикулярно попадают солнечные лучи. Лучи концентрируются и собираются в одну точку. Собранные потоки лучи попадают на фотоэлемент (2) и получается фотовольтаический эффект,освобождаются электроны, и в цепи появляется ток. При поглощении концентрированного излучения, часть его расходуется на разогрев фотоэлемента(2),от которого возникает необходимость охлаждения полупроводникового материала, так как излишний нагрев отрицательно влияет на преобразующие свойства фотоэлемента(3) с соединительными частями соприкасается с медной трубой (7) и нагревается вода, которая течет по этой трубе. В результате квантовая энергия не преобразованная в 23713 электрическую энергию расходуется на нагревание воды. Фотоэлектрический модуль обладает высокими качественными характеристиками, которые можно использовать надежно и долговременно,высокотехнологичен при изготовлении, прост по конструкции,обладает высокими техникоэкономическими показателями. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Фотоэлектрический модуль,содержащий боковые стенки, линзы Френеля, тыльную панель с солнечными фотоэлементами и теплоотводящими основаниями на ее фронтальной стороне,отличающийся тем, что боковые стенки изготовлены из металлической светоотражающей пластины, линзы Френеля из силикатного стекла имеющие округлую форму и разделены друг от друга, теплоотводящая пластина с соединительными частями соприкасается с охладительным элементом в виде медной трубы прямоугольного сечения.