Преимущества солнечных электростанций. Солнечно вакуумные электростанции

Солнечно-вакуумная электростанция

Изобретение относится к малой энергетике, использующей возобновляемые источники энергии - солнце, ветер, подъем теплого воздуха вверх, разность атмосферного давления по высоте. Электростанция состоит из аккумулятора солнечной энергии и башни, которая оснащена аэродинамическими устройствами для преобразования солнечной и ветровой энергии в электрическую энергию. Создание, строительство и эксплуатация солнечно-вакуумных электростанций в малых городах и населенных пунктах, взамен дизельных и котельных на твердом топливе, перевод с водяного отопления на электрическое, через электросети, с доступной ценой за электроэнергию для населения и местного производства, позволит оживить экономику этих поселений. 1 ил.

 

Изобретение относится к малой энергетике, использующей возобновляемые источники энергии - солнце, ветер, подъем теплого воздуха вверх, разность атмосферного давления по высоте.

Известна воздушно-вакуумная электростанция, включающая парник и трубу высотой 1 км, в виде усеченного конуса, в верхнем узком конце которой помещен турбогенератор. Эта электростанция использует энергию теплого воздуха поднимающегося вверх по трубе (Газета "На грани невозможного" №11(264) 2001 г.).

К недостаткам следует отнести узкую область использования нетрадиционных источников энергии, большую высоту трубы, трудность помещения и эксплуатации многотонных генераторов на большой высоте и большой шум.

Задача изобретения - расширение использования в одной установке нескольких нетрадиционных источников, дополняющих друг друга и преобразующих энергию солнца и ветра в электрическую энергию одновременно, или независимо друг от друга.

Решение, на которое направлено изобретение, достигается тем, что солнечно-вакуумная электростанция выполнена в виде теплицы и заполнена материалом, аккумулирующим солнечную энергию, а труба выполнена в виде башни из помещенных друг в друга трубок Вентури, каждая из которых состоит из двух полых усеченных конусов, соединенных меньшими основаниями, и установлена вертикально так, что верхнее широкое основание внутренней трубки помещено с зазором в узком сечении наружной, причем наружные стены башни выполнены в виде остекленных "теплых" ящиков с черной теплопроводной поверхностью - для использования энергии солнца, и в верхней части башня оснащена дефлектором - для использования энергии ветра, а в нижней части вакуумной трубой, в виде усеченного конуса, широкое основание которого помещено с зазором в узком сечении внутренней трубки Вентури, а меньшее основание соединено с одним или несколькими турбогенераторами, которые помещены в зале у основания электростанции.

На чертеже показана принципиальная схема электростанции.

Обозначены: 1 - теплица, 2 - материал - аккумулятор солнечной энергии, 3 - внутренняя трубка Вентури, 4 - наружная трубка Вентури - стены башни, 5 - остекленная поверхность стен башни 4 в виде "теплых" ящиков, 6 - черная теплопроводная поверхность башни 4, 7 - дефлектор, 8 - вакуумная труба, 9 - турбогенераторы, 10 - глушитель шума.

Солнечно-вакуумная электростанция выполнена в виде теплицы 1 и заполнена материалом 2, аккумулирующим солнечную энергию, а труба выполнена в виде башни из помещенных друг в друга трубок Вентури, каждая из которых состоит из двух полых усеченных конусов, соединенных меньшими основаниями, и установлена вертикально так, что верхнее широкое основание внутренней трубки 3 помещено с зазором в узком сечении наружной 4, причем наружные стены башни 4 выполнены в виде остекленных 5 "теплых" ящиков с черной теплопроводной поверхностью 6 - для использования энергии солнца, а в верхней части башня оснащена дефлектором 7 - для использования энергии ветра, а в нижней - вакуумной трубой 8, в виде полого усеченного конуса, широкое основание которого помещено с зазором в узком сечении внутренней трубки 3, а меньшее основание соединено с одним или несколькими турбогенераторами 9, которые помещены в зале у основания электростанции.

Для защиты от шума электростанция оснащается известными пассивными и активными системами шумопоглощения 10, размещенными вблизи источника шума.

Работа электростанции (вращение турбогенераторов 9) осуществляется за счет вакуума в трубе 8, создаваемого в трубках Вентури 3 и 4 при подъеме теплого воздуха, который образуется при нагреве солнцем воздуха внутри башни через теплопроводную поверхность 6 в остекленных ящиках 5, подъема теплого воздуха, поступаемого в башню из аккумуляторов солнечной энергии 1 и 2, а также за счет отсоса воздуха из башни, при ветре, дефлектором 7.

Создание, строительство и эксплуатация Солнечно-вакуумных электростанций в малых городах и населенных пунктах с доступной ценой за потребляемую электроэнергию не только для бытовых нужд, но и для отопления и для производства - позволит оживить экономику этих поселений.

Солнечно-вакуумная электростанция, включающая трубу с турбогенератором, а также теплицу, заполненную аккумулирующим солнечную энергию материалом, при этом труба выполнена в виде башни из помещенных друг в друга трубок Вентури, каждая из которых состоит из двух полых усеченных конусов, соединенных меньшими основаниями, и установлена вертикально так, что верхнее широкое основание внутренней трубки помещено с зазором в узком сечении наружной, причем наружные стены башни выполнены в виде "теплых" остекленных ящиков с черной теплопроводной поверхностью для использования энергии солнца, и в верхней части башня оснащена дефлектором для использования энергии ветра, а в нижней - вакуумной трубой в виде полого усеченного конуса, широкое основание которого помещено с зазором в узком сечении внутренней трубки, а меньшее основание соединено с одним или несколькими турбогенераторами, которые помещены в зале у основания электростанции.

www.findpatent.ru

Солнечная энергия – решение будущего. Солнечные электростанции.

Люди уже не представляют себе жизнь без электричества, и с каждым годом потребность в энергии все больше растет, в то время как запасы энергоресурсов таких нефть, газ, уголь стремительно сокращаются.  У человечества не остается других вариантов, как использование альтернативных источников энергии. Одним из способов получения электроэнергии является преобразование солнечной энергии с помощью фотоэлементов. То, что можно использовать энергию солнца люди узнали относительно давно, но активно развивать начали лишь в последние 20 лет.  За последние годы благодаря не прекращающимся исследованиям, использованию новейших материалов и креативных конструкторских решений удалось значительно увеличить производительность солнечных батарей. Многие полагают, что в будущем человечество сможет отказаться от традиционных способов получения электроэнергии в пользу солнечной энергии и получать ее с помощью солнечных электростанций.

Солнечная энергетика один из источников получения электроэнергии не традиционным способом, поэтому относится к альтернативным источникам энергии. Солнечная энергетика использует солнечное излучение и преобразовывает его в электричество или в другие виды энергии. Солнечная энергия является не только экологически чистым источником энергии, т.к. при преобразовании солнечной энергии не выделяется вредных побочных продуктов, но еще энергия солнца самовосстанавливающийся источник альтернативной энергии.

Теоретически рассчитать, сколько можно получить энергии от потока солнечной энергии несложно, давно известно, что пройдя расстояние от Солнца до Земли и падая на поверхность площадью 1 м² под углом 90°, солнечный поток на входе в атмосферу несет в себе энергетический заряд равный 1367 Вт/м², это так называемая солнечная постоянная. Это идеальный вариант при идеальных условиях, которых как мы знаем добиться практически не возможно. Таким образом после прохождения атмосферы максимальный поток который можно получить будет на экваторе и будет составлять 1020 Вт/м², но среднесуточное значение которое мы сможем получить будет в 3 раза меньше из-за смены дня и ночи и изменения угла падения солнечного потока. А в умеренных широтах к смене дня и ночи прибавляется еще и смена времен года, а с ним и изменение длительности светового дня, поэтому в умеренных широтах количество получаемой энергии сократится еще в 2 раза.

Как мы все знаем, в последние несколько лет развитие солнечной энергетики с каждым годом все больше набирает темпы, но давайте попробуем проследить динамику развития.  В далеком 1985 году мировые мощности, использующие солнечную энергию, составляли всего лишь 0,021 ГВт. В 2005 году они уже составляли 1,656 ГВт. 2005 год считают переломным в развитии солнечной энергетике, именно с этого года люди началось активно интересоваться исследованиями и развитием электросистем работающих на солнечной энергии.  Далее динамика не оставляет сомнений (2008г-15,5 ГВт, 2009-22,8 ГВт, 2010-40 ГВт, 2011-70 ГВт, 2012-108 ГВт, 2013-150 ГВт, 2014-203 ГВт). Пальму первенства в использовании солнечной энергии держат страны Евросоюза и США, в производственной и эксплуатационной сфере только в США и Германии заняты больше 100 тыс. людей в каждой. Также своими достижениями в освоении солнечной энергии могут похвастаться Италия, Испания и, конечно же, Китай, который если и не является лидером в эксплуатации солнечных элементов то, как производитель фотоэлементов из года в год наращивает темпы производства.

Достоинства: 1) экологичность-не загрязняет окружающую среду; 2) доступность-фотоэлементы доступны в продаже не только для промышленного использования, но и для создания частных мини солнечных электростанций; 3) неисчерпаемость и само восстанавливаемость источника энергии; 4) постоянно снижающаяся себестоимость  производства электроэнергии.Недостатки: 1) влияние на производительность погодных условий и времени суток; 2) для сохранения энергии необходимо аккумулировать энергию; 3) меньшая производительность в умеренных широтах из-за смены времен года; 4)значительный нагрев воздуха над солнечной электростанцией; 5) потребность периодически очищать поверхность фотоэлементов от загрязнения, а это проблематично из за огромных площадей, занимаемых под установку фотоэлементов; 6) также можно сказать об относительно высокой стоимости оборудования, хоть с каждым годом себестоимость снижается, пока говорить о дешевой  солнечной энергии не приходится.

На сегодняшний день развитию солнечной энергетики пророчат большое будущее, с каждым годом все больше строятся новые солнечные электростанции, которые поражают своими масштабами и техническими решениями. Также не прекращаются научные исследования, направленные на увеличение КПД фотоэлементов. Ученые посчитали, что если покрыть сушу планеты Земля на 0,07%, с КПД фотоэлементов в 10%, то энергии хватит более чем на 100% обеспечения всех потребностей человечества. На сегодняшний день уже используются фотоэлементы с  КПД в 30%. По исследовательским данным известно, что амбиции ученых обещают довести его до 85%.

Солнечные электростанции это сооружения задачей, которых является преобразовывать потоки солнечной энергии в  электрическую энергию.  Размеры солнечных электростанций могут быть различными, начиная от частных мини электростанций с несколькими солнечными панелями и заканчивая огромными, занимающими площади свыше 10 км².

Со времени постройки первых солнечных электростанций прошло довольно много времени, за которое было осуществлено множество проектов и применено немало интересных конструкционных решений. Принято делить все солнечные электростанции на несколько типов:1.    Солнечные электростанции башенного типа.2.    Солнечные электростанции, где солнечные батарей представляют собой фотоэлементы.3.    Тарельчатые солнечные электростанции.4.    Параболические солнечные электростанции.5.    Солнечные электростанции солнечно-вакуумного типа.6.    Солнечные электростанции смешанного типа.

Очень распространенный тип конструкции электростанции. Представляет собой высокую башенную конструкцию на вершине, которой расположен резервуар, с водой выкрашенный в черный цвет для  лучшего притягивания отраженного солнечного света.  Вокруг башни по кругу расположены большие зеркала площадью свыше 2 м², они все подключены к единой системе управления, которая следит за изменением угла наклона зеркал, что бы они всегда отражали солнечный свет и направляли его прямиком на резервуар с водой расположенный на верхушке башни. Таким образом, отраженный солнечный свет нагревает воду, которая образует пар, а затем этот пар с помощью насосов подается на турбогенератор где и происходит выработка электроэнергии. Температура нагрева бака может достигать 700 °C. Высота башни зависит от размеров и мощности солнечной электростанции и, как правило, начинается от 15 м, а высота самой большой на сегодняшний день составляет 140 м. Такой тип солнечных электростанций очень распространен и  предпочитается многими странами за свой высокий КПД в 20%.

Используют для преобразования солнечного потока в электричество фотоэлементы (солнечные батареи). Данный тип электростанций стал очень популярным благодаря возможности использования солнечных батарей небольшими блоками, что позволяет применять солнечные батареи для обеспечения электричеством, как частных домов, так и крупных промышленных объектов.  Тем более что КПД с каждым годом растет и на сегодняшний день уже существуют фотоэлементы с КПД 30%.

Данный тип солнечной электростанции имеет вид огромных спутниковых антенн, внутренняя сторона которых покрыта зеркальными пластинами. Принцип, по которому происходит преобразование энергии, похож с башенными станциями с небольшим отличием, параболическая форма зеркал обусловливает, что солнечные лучи, отражаясь от  всей поверхности зеркала, концентрируются в центре, где расположен приемник с жидкостью, которая нагревается, образуя пар, который в свою очередь и является движущей силой для небольших генераторов.

Принцип работы и способ получения электроэнергии идентичен солнечным электростанциям  башенного и параболического типа. Отличие составляет лишь конструктивные особенности. На стационарной конструкции немного похожей на гигантское металлическое дерево, на котором развешены круглые плоские зеркала, которые концентрируют солнечную энергию на приемнике.

Это очень необычный способ использования энергии солнца и разности температур. Конструкция электростанции состоит из покрытого стеклянной крышей участка земли круглой формы с башней в центре. Башня внутри полая, в ее основании расположены несколько турбин, которые вращаются благодаря возникающему из-за разности температур потоку воздуха.  Через стеклянную крышу солнце нагревает землю и воздух внутри помещения, а с внешней средой  здание сообщается трубой и так как вне помещения температура воздух значительно ниже, то создается воздушная тяга, которая увеличивается с  ростом разницы температур. Таким образом, ночью турбины вырабатывают электроэнергии больше чем днем.

Это когда на солнечных электростанциях определенного типа в качестве вспомогательных элементов используют, например солнечные коллекторы для обеспечения объектов горячей водой и теплом или возможно использование одновременно на электростанции башенного типа участков фотоэлементов.

Солнечная энергетика развивается высокими темпами, люди, наконец, то всерьез задумались об альтернативных источниках энергии, что бы предупредить неизбежно надвигающийся энергетический кризис и экологическую катастрофу.  Хоть лидерами в солнечной энергетике по-прежнему остаются США и Евросоюз, но все остальные мировые державы постепенно начинают перенимать и использовать опыт и технологии производства и использования солнечных электростанций. Можно не сомневаться, что рано или поздно солнечная энергия станет основным источником энергии на Земле.

1sovetnik.net

солнечно-вакуумная электростанция - патент РФ 2265163

Изобретение относится к малой энергетике, использующей возобновляемые источники энергии - солнце, ветер, подъем теплого воздуха вверх, разность атмосферного давления по высоте. Электростанция состоит из аккумулятора солнечной энергии и башни, которая оснащена аэродинамическими устройствами для преобразования солнечной и ветровой энергии в электрическую энергию. Создание, строительство и эксплуатация солнечно-вакуумных электростанций в малых городах и населенных пунктах, взамен дизельных и котельных на твердом топливе, перевод с водяного отопления на электрическое, через электросети, с доступной ценой за электроэнергию для населения и местного производства, позволит оживить экономику этих поселений. 1 ил.

Рисунки к патенту РФ 2265163

Изобретение относится к малой энергетике, использующей возобновляемые источники энергии - солнце, ветер, подъем теплого воздуха вверх, разность атмосферного давления по высоте.

Известна воздушно-вакуумная электростанция, включающая парник и трубу высотой 1 км, в виде усеченного конуса, в верхнем узком конце которой помещен турбогенератор. Эта электростанция использует энергию теплого воздуха поднимающегося вверх по трубе (Газета "На грани невозможного" №11(264) 2001 г.).

К недостаткам следует отнести узкую область использования нетрадиционных источников энергии, большую высоту трубы, трудность помещения и эксплуатации многотонных генераторов на большой высоте и большой шум.

Задача изобретения - расширение использования в одной установке нескольких нетрадиционных источников, дополняющих друг друга и преобразующих энергию солнца и ветра в электрическую энергию одновременно, или независимо друг от друга.

Решение, на которое направлено изобретение, достигается тем, что солнечно-вакуумная электростанция выполнена в виде теплицы и заполнена материалом, аккумулирующим солнечную энергию, а труба выполнена в виде башни из помещенных друг в друга трубок Вентури, каждая из которых состоит из двух полых усеченных конусов, соединенных меньшими основаниями, и установлена вертикально так, что верхнее широкое основание внутренней трубки помещено с зазором в узком сечении наружной, причем наружные стены башни выполнены в виде остекленных "теплых" ящиков с черной теплопроводной поверхностью - для использования энергии солнца, и в верхней части башня оснащена дефлектором - для использования энергии ветра, а в нижней части вакуумной трубой, в виде усеченного конуса, широкое основание которого помещено с зазором в узком сечении внутренней трубки Вентури, а меньшее основание соединено с одним или несколькими турбогенераторами, которые помещены в зале у основания электростанции.

На чертеже показана принципиальная схема электростанции.

Обозначены: 1 - теплица, 2 - материал - аккумулятор солнечной энергии, 3 - внутренняя трубка Вентури, 4 - наружная трубка Вентури - стены башни, 5 - остекленная поверхность стен башни 4 в виде "теплых" ящиков, 6 - черная теплопроводная поверхность башни 4, 7 - дефлектор, 8 - вакуумная труба, 9 - турбогенераторы, 10 - глушитель шума.

Солнечно-вакуумная электростанция выполнена в виде теплицы 1 и заполнена материалом 2, аккумулирующим солнечную энергию, а труба выполнена в виде башни из помещенных друг в друга трубок Вентури, каждая из которых состоит из двух полых усеченных конусов, соединенных меньшими основаниями, и установлена вертикально так, что верхнее широкое основание внутренней трубки 3 помещено с зазором в узком сечении наружной 4, причем наружные стены башни 4 выполнены в виде остекленных 5 "теплых" ящиков с черной теплопроводной поверхностью 6 - для использования энергии солнца, а в верхней части башня оснащена дефлектором 7 - для использования энергии ветра, а в нижней - вакуумной трубой 8, в виде полого усеченного конуса, широкое основание которого помещено с зазором в узком сечении внутренней трубки 3, а меньшее основание соединено с одним или несколькими турбогенераторами 9, которые помещены в зале у основания электростанции.

Для защиты от шума электростанция оснащается известными пассивными и активными системами шумопоглощения 10, размещенными вблизи источника шума.

Работа электростанции (вращение турбогенераторов 9) осуществляется за счет вакуума в трубе 8, создаваемого в трубках Вентури 3 и 4 при подъеме теплого воздуха, который образуется при нагреве солнцем воздуха внутри башни через теплопроводную поверхность 6 в остекленных ящиках 5, подъема теплого воздуха, поступаемого в башню из аккумуляторов солнечной энергии 1 и 2, а также за счет отсоса воздуха из башни, при ветре, дефлектором 7.

Создание, строительство и эксплуатация Солнечно-вакуумных электростанций в малых городах и населенных пунктах с доступной ценой за потребляемую электроэнергию не только для бытовых нужд, но и для отопления и для производства - позволит оживить экономику этих поселений.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Солнечно-вакуумная электростанция, включающая трубу с турбогенератором, а также теплицу, заполненную аккумулирующим солнечную энергию материалом, при этом труба выполнена в виде башни из помещенных друг в друга трубок Вентури, каждая из которых состоит из двух полых усеченных конусов, соединенных меньшими основаниями, и установлена вертикально так, что верхнее широкое основание внутренней трубки помещено с зазором в узком сечении наружной, причем наружные стены башни выполнены в виде "теплых" остекленных ящиков с черной теплопроводной поверхностью для использования энергии солнца, и в верхней части башня оснащена дефлектором для использования энергии ветра, а в нижней - вакуумной трубой в виде полого усеченного конуса, широкое основание которого помещено с зазором в узком сечении внутренней трубки, а меньшее основание соединено с одним или несколькими турбогенераторами, которые помещены в зале у основания электростанции.

www.freepatent.ru

СОЛНЕЧНО-ВАКУУМНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ shram.kiev.ua

ИЗОБРЕТЕНИЕ Патент Российской Федерации RU2265163

Имя изобретателя: Безруков Юрий Иванович  Имя патентообладателя: Безруков Юрий Иванович Адрес для переписки: 692338, Приморский край, г. Арсеньев, ул. Октябрьская, 88, кв.42, Ю.И. Безрукову Дата начала действия патента: 2003.04.09 

Изобретение относится к малой энергетике, использующей возобновляемые источники энергии - солнце, ветер, подъем теплого воздуха вверх, разность атмосферного давления по высоте. Электростанция состоит из аккумулятора солнечной энергии и башни, которая оснащена аэродинамическими устройствами для преобразования солнечной и ветровой энергии в электрическую энергию. Создание, строительство и эксплуатация солнечно-вакуумных электростанций в малых городах и населенных пунктах, взамен дизельных и котельных на твердом топливе, перевод с водяного отопления на электрическое, через электросети, с доступной ценой за электроэнергию для населения и местного производства, позволит оживить экономику этих поселений.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к малой энергетике, использующей возобновляемые источники энергии - солнце, ветер, подъем теплого воздуха вверх, разность атмосферного давления по высоте.

Известна воздушно-вакуумная электростанция, включающая парник и трубу высотой 1 км, в виде усеченного конуса, в верхнем узком конце которой помещен турбогенератор. Эта электростанция использует энергию теплого воздуха поднимающегося вверх по трубе (Газета "На грани невозможного" №11(264) 2001 г.).

К недостаткам следует отнести узкую область использования нетрадиционных источников энергии, большую высоту трубы, трудность помещения и эксплуатации многотонных генераторов на большой высоте и большой шум.

Задача изобретения - расширение использования в одной установке нескольких нетрадиционных источников, дополняющих друг друга и преобразующих энергию солнца и ветра в электрическую энергию одновременно, или независимо друг от друга.

Решение, на которое направлено изобретение, достигается тем, что солнечно-вакуумная электростанция выполнена в виде теплицы и заполнена материалом, аккумулирующим солнечную энергию, а труба выполнена в виде башни из помещенных друг в друга трубок Вентури, каждая из которых состоит из двух полых усеченных конусов, соединенных меньшими основаниями, и установлена вертикально так, что верхнее широкое основание внутренней трубки помещено с зазором в узком сечении наружной, причем наружные стены башни выполнены в виде остекленных "теплых" ящиков с черной теплопроводной поверхностью - для использования энергии солнца, и в верхней части башня оснащена дефлектором - для использования энергии ветра, а в нижней части вакуумной трубой, в виде усеченного конуса, широкое основание которого помещено с зазором в узком сечении внутренней трубки Вентури, а меньшее основание соединено с одним или несколькими турбогенераторами, которые помещены в зале у основания электростанции.

На чертеже показана принципиальная схема электростанции.

Обозначены: 1 - теплица, 2 - материал - аккумулятор солнечной энергии, 3 - внутренняя трубка Вентури, 4 - наружная трубка Вентури - стены башни, 5 - остекленная поверхность стен башни 4 в виде "теплых" ящиков, 6 - черная теплопроводная поверхность башни 4, 7 - дефлектор, 8 - вакуумная труба, 9 - турбогенераторы, 10 - глушитель шума.

Солнечно-вакуумная электростанция выполнена в виде теплицы 1 и заполнена материалом 2, аккумулирующим солнечную энергию, а труба выполнена в виде башни из помещенных друг в друга трубок Вентури, каждая из которых состоит из двух полых усеченных конусов, соединенных меньшими основаниями, и установлена вертикально так, что верхнее широкое основание внутренней трубки 3 помещено с зазором в узком сечении наружной 4, причем наружные стены башни 4 выполнены в виде остекленных 5 "теплых" ящиков с черной теплопроводной поверхностью 6 - для использования энергии солнца, а в верхней части башня оснащена дефлектором 7 - для использования энергии ветра, а в нижней - вакуумной трубой 8, в виде полого усеченного конуса, широкое основание которого помещено с зазором в узком сечении внутренней трубки 3, а меньшее основание соединено с одним или несколькими турбогенераторами 9, которые помещены в зале у основания электростанции.

Для защиты от шума электростанция оснащается известными пассивными и активными системами шумопоглощения 10, размещенными вблизи источника шума.

Работа электростанции (вращение турбогенераторов 9) осуществляется за счет вакуума в трубе 8, создаваемого в трубках Вентури 3 и 4 при подъеме те

www.shram.kiev.ua

из чего состоят и как работают

Человечеству для нормальной жизнедеятельности нужна электроэнергия. Каждый день потребность ее выработки набирает темп. Гидро-, тепло- и атомные электростанции требуют огромного количества дорогостоящих ресурсов. При этом установки работают, неблагоприятно воздействуя на экосистему планеты. Естественным неисчерпаемым источником энергии, который сегодня привлекает внимание ученых всего мира, является солнце.

Его использование позволяет решить многие проблемы, в том числе экологические. Солнечные электростанции представляют собой инженерные конструкции, преобразующие радиацию солнца в электроэнергию.

Принцип работы и разновидность солнечных электростанций

Функциональность солнечных электростанций зависит от их конструкции. Есть несколько видов СЭС. По функциональности они разделяются на две группы:

• устройства, превращающие солнечные потоки сначала в тепловую энергию, а затем в электрическую;
• станции, напрямую преобразующие радиацию светила в электрический ток.

СЭС бывают разного строения.

Башенная установка

Конструкция представляет собой сложную систему. Ее название говорит само за себя. Схема предполагает наличие специальной башни, вверху которой расположен водяной котел черного цвета.

Башня содержит группу насосов, качающих жидкость в резервуар. Рядом с высотным сооружением по кругу находятся наземные гелиостаты – опорные сферические зеркала. Они отслеживают перемещение солнца и направляют отраженный световой поток на емкость. Полученный в котле пар подается в турбины, которые вырабатывают электричество. Затем охлажденная жидкость возвращается в котел. Такой тип электростанции задействует стандартные турбокомпрессоры с высоким показателем КПД и мощности, что очень выгодно в промышленных масштабах.

Тарельчатый тип

Этот вид СЭС функционально напоминает предыдущую конструкцию, но имеет другую схему строения. Система состоит из высотных солнечных модулей с приемником и круглым зеркальным отражателем, напоминающим тарелку. Мощность модуля определяет количество используемых зеркал. Тарельчатая установка может работать от сети или автономно.

Солнечные электростанции с батарейными установками

Конструкции состоят из солнечных батарей, обеспечивают энергией разные объекты инфраструктуры. Они могут устанавливаться в разных частях здания или на специально отведенных территориях, так как легко поддаются монтажу. Основу системы составляют отдельные модули разной мощности, которые состоят из полупроводниковых материалов. Фотоэлектрические элементы способны преобразовывать в ток любые солнечные лучи – прямые или рассеянные.

С применением параболоцилиндрического концентратора

Это вид СЭС идентичен станциям башенного типа. Они нагревают теплоноситель так, как это нужно турбогенератору. Большую роль играет длинное зеркало параболоцилиндрической формы со специальной трубкой, которая перемещает масло или незамерзающую жидкость. Нагреваясь до нужной температуры, теплоноситель превращает воду в пар, который используется турбиной.

Как работает

С двигателем Стирлинга

СЭС с двигателем Стирлинга

Такие СЭС достигают высокой концентрации теплового излучения. Система улавливания светила осуществляется по двум координатам. Солнечный свет фокусируется в одном месте небольшой площади. Зеркальная конструкция оборудована тепловой машиной – двигателем Стирлинга с применением солнечных модулей. Она работает по принципу периодического нагрева-охлаждения рабочего тела, извлекая энергию путем изменения его объема. Рабочим телом может быть газ или жидкость.

Есть несколько вариантов двигателей Стирлинга, работающих по разным циклам. Функциональность машины зависит от особенностей ее конструкции. Цикличность задается диаметром поршня-вытеснителя, который влияет на радиус кругового движения регенератора.

Космического типа

СЭС аэростатного типа являются нововведением. Они работают при помощи специальных комплектов модулей, расположенных на орбитальных станциях вне нашей планеты. Устройства улавливают большое количество солнечной энергии, поэтому мощны и эффективны.

Комбинированные конструкции

Такой вид СЭС – это совокупность разных источников энергии с установкой солнечных батарей. Они могут включать несколько разновидностей солнечных электростанций или дополнительную установку теплообменных конструкций для образования раскаленной жидкости, которая впоследствии может применяться в разных целях.

С вакуумным механизмом

Солнечно-вакуумные электростанции функционируют на искусственно созданной энергии путем различия температур воздуха возле нагретой солнцем земли и на возвышенности. Конструкцию системы составляет башня с электрогенератором и закрытая стеклом прилегающая территория.

Предназначение СЭС

Альтернативное электроснабжение, получаемое с помощью солнечных электростанций, дает автономное питание постройкам, которые находятся вдали от линии электропередачи. Оно обеспечивает работоспособность приборов, требующих стандартного напряжения и частоты переменного тока 50 Гц. Влиянию солнечной радиации подвержено любое электрооборудование, включая:

• освещение;
• противопожарную защиту;
• мобильные устройства;
• радиостанции;
• компьютерную технику.

Комплектация солнечных электростанций

Альтернативный источник энергии все больше интересует владельцев загородных участков, домов. Их привлекают положительные свойства системы, ее окупаемость. Комплект домашней СЭС состоит из нескольких основных элементов.

Солнечная панель с фотоэлектрическими элементами. Она состоит из полупроводниковых ячеек, генерирующих энергию.

Солнечная электростанция и ее комплектация

Элемент питания инвертора – аккумуляторная батарея позволяет накапливать и сохранять электроэнергию. Она бывает моно- или поликристаллическая, используемая в индивидуальном строительстве.

Контроллер заряда аккумуляторной батареи управляет процессом зарядки-разрядки элемента питания. Благодаря ему, солнечная панель эффективнее работает в пасмурную погоду.

Инвертор двух видов: сетевой и переменного тока. Оборудование распределяет нагрузку в сети, преобразует постоянный ток аккумулятора в переменный с частотой 50 Гц.

Чтобы выбрать определенную модель, нужно определиться с напряжением постоянного тока системы.

Плюсы солнечных установок

Есть ряд положительных аспектов, доказывающих целесообразность солнечных электростанций.

Неисчерпаемость: использование естественной энергии солнца экономически выгодно. Ее намного больше, чем запасов нефти, газа, угля. Приобретение оборудования СЭС тоже оправданно. Оно может работать долго – больше 30 лет.

Достоинства солнечной энергетики

Постоянное присутствие источника света. Радиация зависит от многих факторов: географического положения, погодных условий, времени года. Даже небольшой световой поток позволяет производить электричество. Станции могут работать везде, находясь в любой части объекта.

Свобода выбора – немаловажный аспект. Установка солнечных электростанций освобождает от центральной энергетической системы, поставщиков ресурсов, сервисных компаний, служб, где нужно регулярно платить. Земля под застройку вдали от инфрастуктуры города, где можно внедрить инженерный проект, стоит намного дешевле. Есть возможность выбирать – есть свобода.

Прибыль от солнечных батарей основана на энергетической стратегии. Полученную продукцию можно реализовывать в общую сеть, налаживая бизнес.

Экологически чистый продукт – самое ценное качество по сравнению с другими видами ресурсов, которые во время переработки обогащают атмосферу планеты ядовитыми веществами, газами, канцерогенами, углекислотами.

Высокая концентрация ядохимикатов влияет на здоровье человека, изменяет климат, провоцируя глобальное потепление.Возможность комбинировать разные виды систем, получая энергию из разных источников вопреки внешним факторам.Эффективность – практика показывает, что станция окупает себя за несколько лет. Если цены на ископаемые ресурсы продолжают расти, то энергия небесного светила остается рентабельной.

Минусы использования

Из недостатков системы можно отметить несколько пунктов:

Главный недостаток солнечных электростанций

• Зависимость от внешних обстоятельств. На стабильность работы влияют ночное время суток, пасмурная, дождливая погода.
• Обеспечение защиты фотоэлементов в случае непогоды.
• Необходимость использования аккумуляторных солнечных батарей, способных накапливать энергоресурсы.
• Периодическое обслуживание оборудования системы.
• Высокая стоимость комплекта на начальном этапе установки.
• Наличие большого пространства, чтобы разместить элементы устройства.
• Недостаточная мощность по сравнению с нефтью, газом, углем, атомной энергией.

Поэтому производители советуют предпочесть гибридную систему с поэтапным преобразованием солнечных потоков.

Безопасность при эксплуатации станций

Владельцы стационарных или мобильных СЭС должны соблюдать определенные меры безопасности:

• Использовать систему по назначению.
• Два раза в год проводить профилактические работы по обслуживанию оборудования.
• Рекомендуется проверять жесткость креплений, отсутствие коррозии, целостность батарей, электрические параметры.

Зимой увеличивать мощность комплекса за счет добавления дополнительных модулей.

Видео по теме: Солнечная батарея

teplyhouse.ru

Солнечно-вакуумная электростанция | Банк патентов

Изобретение относится к малой энергетике, использующей возобновляемые источники энергии - солнце, ветер, подъем теплого воздуха вверх, разность атмосферного давления по высоте. Электростанция состоит из аккумулятора солнечной энергии и башни, которая оснащена аэродинамическими устройствами для преобразования солнечной и ветровой энергии в электрическую энергию. Создание, строительство и эксплуатация солнечно-вакуумных электростанций в малых городах и населенных пунктах, взамен дизельных и котельных на твердом топливе, перевод с водяного отопления на электрическое, через электросети, с доступной ценой за электроэнергию для населения и местного производства, позволит оживить экономику этих поселений. 1 ил.

Изобретение относится к малой энергетике, использующей возобновляемые источники энергии - солнце, ветер, подъем теплого воздуха вверх, разность атмосферного давления по высоте.

Известна воздушно-вакуумная электростанция, включающая парник и трубу высотой 1 км, в виде усеченного конуса, в верхнем узком конце которой помещен турбогенератор. Эта электростанция использует энергию теплого воздуха поднимающегося вверх по трубе (Газета "На грани невозможного" №11(264) 2001 г.).

К недостаткам следует отнести узкую область использования нетрадиционных источников энергии, большую высоту трубы, трудность помещения и эксплуатации многотонных генераторов на большой высоте и большой шум.

Задача изобретения - расширение использования в одной установке нескольких нетрадиционных источников, дополняющих друг друга и преобразующих энергию солнца и ветра в электрическую энергию одновременно, или независимо друг от друга.

Решение, на которое направлено изобретение, достигается тем, что солнечно-вакуумная электростанция выполнена в виде теплицы и заполнена материалом, аккумулирующим солнечную энергию, а труба выполнена в виде башни из помещенных друг в друга трубок Вентури, каждая из которых состоит из двух полых усеченных конусов, соединенных меньшими основаниями, и установлена вертикально так, что верхнее широкое основание внутренней трубки помещено с зазором в узком сечении наружной, причем наружные стены башни выполнены в виде остекленных "теплых" ящиков с черной теплопроводной поверхностью - для использования энергии солнца, и в верхней части башня оснащена дефлектором - для использования энергии ветра, а в нижней части вакуумной трубой, в виде усеченного конуса, широкое основание которого помещено с зазором в узком сечении внутренней трубки Вентури, а меньшее основание соединено с одним или несколькими турбогенераторами, которые помещены в зале у основания электростанции.

На чертеже показана принципиальная схема электростанции.

Обозначены: 1 - теплица, 2 - материал - аккумулятор солнечной энергии, 3 - внутренняя трубка Вентури, 4 - наружная трубка Вентури - стены башни, 5 - остекленная поверхность стен башни 4 в виде "теплых" ящиков, 6 - черная теплопроводная поверхность башни 4, 7 - дефлектор, 8 - вакуумная труба, 9 - турбогенераторы, 10 - глушитель шума.

Солнечно-вакуумная электростанция выполнена в виде теплицы 1 и заполнена материалом 2, аккумулирующим солнечную энергию, а труба выполнена в виде башни из помещенных друг в друга трубок Вентури, каждая из которых состоит из двух полых усеченных конусов, соединенных меньшими основаниями, и установлена вертикально так, что верхнее широкое основание внутренней трубки 3 помещено с зазором в узком сечении наружной 4, причем наружные стены башни 4 выполнены в виде остекленных 5 "теплых" ящиков с черной теплопроводной поверхностью 6 - для использования энергии солнца, а в верхней части башня оснащена дефлектором 7 - для использования энергии ветра, а в нижней - вакуумной трубой 8, в виде полого усеченного конуса, широкое основание которого помещено с зазором в узком сечении внутренней трубки 3, а меньшее основание соединено с одним или несколькими турбогенераторами 9, которые помещены в зале у основания электростанции.

Для защиты от шума электростанция оснащается известными пассивными и активными системами шумопоглощения 10, размещенными вблизи источника шума.

Работа электростанции (вращение турбогенераторов 9) осуществляется за счет вакуума в трубе 8, создаваемого в трубках Вентури 3 и 4 при подъеме теплого воздуха, который образуется при нагреве солнцем воздуха внутри башни через теплопроводную поверхность 6 в остекленных ящиках 5, подъема теплого воздуха, поступаемого в башню из аккумуляторов солнечной энергии 1 и 2, а также за счет отсоса воздуха из башни, при ветре, дефлектором 7.

Создание, строительство и эксплуатация Солнечно-вакуумных электростанций в малых городах и населенных пунктах с доступной ценой за потребляемую электроэнергию не только для бытовых нужд, но и для отопления и для производства - позволит оживить экономику этих поселений.

Формула изобретения

Солнечно-вакуумная электростанция, включающая трубу с турбогенератором, а также теплицу, заполненную аккумулирующим солнечную энергию материалом, при этом труба выполнена в виде башни из помещенных друг в друга трубок Вентури, каждая из которых состоит из двух полых усеченных конусов, соединенных меньшими основаниями, и установлена вертикально так, что верхнее широкое основание внутренней трубки помещено с зазором в узком сечении наружной, причем наружные стены башни выполнены в виде "теплых" остекленных ящиков с черной теплопроводной поверхностью для использования энергии солнца, и в верхней части башня оснащена дефлектором для использования энергии ветра, а в нижней - вакуумной трубой в виде полого усеченного конуса, широкое основание которого помещено с зазором в узком сечении внутренней трубки, а меньшее основание соединено с одним или несколькими турбогенераторами, которые помещены в зале у основания электростанции.

Th5A - Переиздание описаний изобретений к патентам Российской Федерации

Причина переиздания: Замена чертежа

Извещение опубликовано: 27.05.2006        БИ: 15/2006

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 10.04.2010

Дата публикации: 20.04.2011

NF4A Восстановление действия патента

Дата, с которой действие патента восстановлено: 27.12.2012

Дата внесения записи в Государственный реестр: 27.12.2012

Дата публикации: 27.12.2012

bankpatentov.ru

СОЛНЕЧНО-ВАКУУМНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (нажать здесь) - НАШИ СТАТЬИ - Каталог статей

Автономная некоммерческая организация

"Тихоокеанский институт геомеханики и региональных исследований в строительстве" (АНО ТИГРИС")

Технопарк АНО ВПО Смольного института РАО

 

ИЗОБРЕТЕНИЕ

Патент Российской Федерации RU2265163

СОЛНЕЧНО-ВАКУУМНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Имя изобретателя: Безруков Юрий Иванович (RU) 

Имя патентообладателя: Безруков Юрий Иванович (RU)

Дата начала действия патента: 2003.04.09

 

Изобретение относится к малой энергетике, использующей возобновляемые источники энергии - солнце, ветер, подъем теплого воздуха вверх, разность атмосферного давления по высоте. Электростанция состоит из аккумулятора солнечной энергии и башни, которая оснащена аэродинамическими устройствами для преобразования солнечной и ветровой энергии в электрическую энергию. Создание, строительство и эксплуатация солнечно-вакуумных электростанций в малых городах и населенных пунктах, взамен дизельных и котельных на твердом топливе, перевод с водяного отопления на электрическое, через электросети, с доступной ценой за электроэнергию для населения и местного производства, позволит оживить экономику этих поселений.

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к малой энергетике, использующей возобновляемые источники энергии - солнце, ветер, подъем теплого воздуха вверх, разность атмосферного давления по высоте.

Известна воздушно-вакуумная электростанция, включающая парник и трубу высотой 1 км, в виде усеченного конуса, в верхнем узком конце которой помещен турбогенератор. Эта электростанция использует энергию теплого воздуха поднимающегося вверх по трубе (Газета "На грани невозможного" №11(264) 2001 г.).

К недостаткам следует отнести узкую область использования нетрадиционных источников энергии, большую высоту трубы, трудность помещения и эксплуатации многотонных генераторов на большой высоте и большой шум.

Задача изобретения - расширение использования в одной установке нескольких нетрадиционных источников, дополняющих друг друга и преобразующих энергию солнца и ветра в электрическую энергию одновременно, или независимо друг от друга.

Решение, на которое направлено изобретение, достигается тем, что солнечно-вакуумная электростанция выполнена в виде теплицы и заполнена материалом, аккумулирующим солнечную энергию, а труба выполнена в виде башни из помещенных друг в друга трубок Вентури, каждая из которых состоит из двух полых усеченных конусов, соединенных меньшими основаниями, и установлена вертикально так, что верхнее широкое основание внутренней трубки помещено с зазором в узком сечении наружной, причем наружные стены башни выполнены в виде остекленных "теплых" ящиков с черной теплопроводной поверхностью - для использования энергии солнца, и в верхней части башня оснащена дефлектором - для использования энергии ветра, а в нижней части вакуумной трубой, в виде усеченного конуса, широкое основание которого помещено с зазором в узком сечении внутренней трубки Вентури, а меньшее основание соединено с одним или несколькими турбогенераторами, которые помещены в зале у основания электростанции.

 

На чертеже показана принципиальная схема электростанции.

Обозначены: 1 - теплица, 2 - материал - аккумулятор солнечной энергии, 3 - внутренняя трубка Вентури, 4 - наружная трубка Вентури - стены башни, 5 - остекленная поверхность стен башни 4 в виде "теплых" ящиков, 6 - черная теплопроводная поверхность башни 4, 7 - дефлектор, 8 - вакуумная труба, 9 - турбогенераторы, 10 - глушитель шума.

Солнечно-вакуумная электростанция выполнена в виде теплицы 1 и заполнена материалом 2, аккумулирующим солнечную энергию, а труба выполнена в виде башни из помещенных друг в друга трубок Вентури, каждая из которых состоит из двух полых усеченных конусов, соединенных меньшими основаниями, и установлена вертикально так, что верхнее широкое основание внутренней трубки 3 помещено с зазором в узком сечении наружной 4, причем наружные стены башни 4 выполнены в виде остекленных 5 "теплых" ящиков с черной теплопроводной поверхностью 6 - для использования энергии солнца, а в верхней части башня оснащена дефлектором 7 - для использования энергии ветра, а в нижней - вакуумной трубой 8, в виде полого усеченного конуса, широкое основание которого помещено с зазором в узком сечении внутренней трубки 3, а меньшее основание соединено с одним или несколькими турбогенераторами 9, которые помещены в зале у основания электростанции.

 

Для защиты от шума электростанция оснащается известными пассивными и активными системами шумопоглощения 10, размещенными вблизи источника шума.

 

Работа электростанции (вращение турбогенераторов 9) осуществляется за счет вакуума в трубе 8, создаваемого в трубках Вентури 3 и 4 при подъеме теплого воздуха, который образуется при нагреве солнцем воздуха внутри башни через теплопроводную поверхность 6 в остекленных ящиках 5, подъема теплого воздуха, поступаемого в башню из аккумуляторов солнечной энергии 1 и 2, а также за счет отсоса воздуха из башни, при ветре, дефлектором 7.

 

Создание, строительство и эксплуатация Солнечно-вакуумных электростанций в малых городах и населенных пунктах с доступной ценой за потребляемую электроэнергию не только для бытовых нужд, но и для отопления и для производства - позволит оживить экономику этих поселений.

 

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

 

Солнечно-вакуумная электростанция, включающая трубу с турбогенератором, а также теплицу, заполненную аккумулирующим солнечную энергию материалом, при этом труба выполнена в виде башни из помещенных друг в друга трубок Вентури, каждая из которых состоит из двух полых усеченных конусов, соединенных меньшими основаниями, и установлена вертикально так, что верхнее широкое основание внутренней трубки помещено с зазором в узком сечении наружной, причем наружные стены башни выполнены в виде "теплых" остекленных ящиков с черной теплопроводной поверхностью для использования энергии солнца, и в верхней части башня оснащена дефлектором для использования энергии ветра, а в нижней - вакуумной трубой в виде полого усеченного конуса, широкое основание которого помещено с зазором в узком сечении внутренней трубки, а меньшее основание соединено с одним или несколькими турбогенераторами, которые помещены в зале у основания электростанции.

tigris.ucoz.ru

---

• 
  Источники электричества
• 
  Електромагнітні поля
• 
  Источник питания на схеме
• 
  Аварийное освещение нормы проектирования
• 
  Давление бытового газа
• 
  Источники энергии бестопливные
• 
  Как найти r эквивалентное
• 
  В системе си масса в
• 
  Обслуживание счетчиков воды
• 
  Воровство электроэнергии
• 
  Сопротивления резисторов