Для передачи солнечного излучения по оптическому кабелю на большие расстояния без его преобразования в другие виды энергии

Оптический способ концентрации солнечной энергии в миллионы раз

Цель изобретений

Оба изобретения предназначены для получения концентрированной солнечной энергии в десятки тысяч раз, которую можно передавать на большие расстояния без её преобразования в другие виды энергии.

Цель изобретений 1. Новый способ оптической концентрации солнечной энергии позволяет снизить потери при её концентрации и при преобразовании в другие виды энергии. Этот эффект достигается за счёт полного внутреннего отражения, принципов Ферма, закона Снеллиуса и оптических свойств кривых второго порядка.

2. В фотоэнергетике известно, что во сколько раз увеличивается концентрация солнечной энергии, во столько раз уменьшается расход полупроводниковых структур, а соответственно стоимость и размеры солнечных элементов.

3. Собранная, с достаточно большой поверхности, концентрированная солнечная энергия позволит получить температуру получения четвёртого состояния вещества — плазму, и в зависимости от степени ионизации вести пиролиз или прямой термолиз вещества.

На слайде представлен параболоцилиндрический концентратор, изготовленный по патенту №2300058.

Концентратор имеет площадь зеркального отражателя 17.3 кв.м.

Коэффициент отражения 0.7 (полированная нержавеющая сталь), абсорбер выполнен из чёрного оцинкованного металла.

Сблокированные концентраторы с такой площадью способны получить сотни тонн горячей воды или пара.

Вода из скважины прокачивается через абсорбер и превращается в пар.

При этом базовым концентратором для нового способа концентрации солнечной энергии, является параболический концентратор солнечной энергии с абсорбером и системой слежения за солнцем, изготовленный по патенту №2300058

Основным недостатком существующих концентраторов подобного типа, являются большие потери солнечной энергии при отражении у абсорбера и при передаче тепловой энергии к теплоприёмнику.

Вашему вниманию представлен новый способ концентрации солнечной энергии, где эти недостатки сведены к минимуму.

На кадре просматривается неизвестный луч, который в двух местах прожигает зеркало из полированной нержавеющей стали и алюминиевую подложку.

Природа этого мощного луча неизвестна, но его оптический след понятен, исходя из конструктивного решения концентратора

Этот фото факт подтверждает, что подобное можно сделать и на земле, но только в обратном направлении, используя новый способ концентрации солнечной энергии.

На следующих слайдах изображён параболоцилиндрический концентратор с площадью зеркального отражения 7.6 кв. м . Он проектировался как пилотный образец для использования в бытовых целях, поэтому и размещен у жилого индивидуального дома.

Такой концентратор нагревает ёмкость 500 литров до температуры 65 – 70 градусов Цельсияза восемь часов.

При этом температура воды, поступающей из скважины , составляет 7 – 8 градусов Цельсия.

Эксплуатация концентраторов показала необходимость замены зеркала на полированный алюминий с коэффициентом отражения 0.9, а абсорбер, выполненный из черного металла, следует выполнять из цветного металла, теплопроводность которого, в пять и восемь раз больше теплопроводности чёрного металла.

Вся система слежения за солнцем проста. Система учитывает постоянство экваториальных координат, времена года, поясное время и работает по копиру при определении угла места солнца.

Немного теории…

Пик энергии солнечных лучей приходится на видимую часть спектра электромагнитных волн длина которых находится в пределах от восьми до четырёх тысяч атомных ядер(800-400 нм.) К этому диапазону прилегают инфракрасные лучи с длиной волны (1мм-800 нм.) и ультрафиолетовые с длиной волны (400-10 нм).

Солнечный концентратор способен принять указанный диапазон длин волн в световоде -концентраторе. И позволяет передавать концентрированное солнечное излучение по оптическому кабелю на большие расстояния, с последующим преобразованием в другие виды энергии.

Световод-конкентратор выполнен из прозрачного диэлектрика и закреплен в металлическом каркасе в фокусе концентратора первой ступени.

Концентрированные солнечные лучи на первой ступени, попадая в световод меняют направление светового потока на угол до 90 о.

Принцип работы основан на законах оптической геометрии. Создаются условия для реализации полного внутреннего отражения, в результате чего достигается высокая концентрация энергии.

На следующих слайдах представлены некоторые конструктивные решения.

В место абсорбера установлен фрагмент световода — концентратора. Две трети площади зеркала концентратора первой ступени закрыты не отражающей плёнкой.

Открытая часть концентратора собирает солнечную энергию и в виде фокальной полосы направляет на световод — концентратор, где энергия суммируется по длине световода, и изменяет направление светового потока под углом до 90˚.

С открытой части зеркала площадью 2.8 кв.м температура в солнечном пятне, на поверхности земли достигает 300оС. При этом поверхность земли, в районе солнечного пятна не имела специального покрытия для приёма тепловой энергии.

На слайде просматривается мокрое пятно, это результат некачественной пайки.

На слайде хорошо просматривается размещение светового потока в световоде.

Материалом для световода служит прозрачный диэлектрик, акриловое стекло (полиметилметакрилат), с коэффициентом преломления 1.49.

Этот материал термопластичен уже при температуре 80 градусов Цельсия. Важно, что в процессе концентрации, не смотря на высокую температуру на выходе, геометрические размеры световода не меняются.

Это говорит о том, что энергия при концентрации в световоде (при любой длине световода) не теряется.

На слайде изображены две проекции устройства концентрации солнечной энергии по новому способу с использованием квантовой ловушки.

Сконцентрировать световой поток, от представленного на слайде концентратора, до диаметра 1.5 - 2 мм., конструктивно не представляет трудности, тогда под определённой апертурой он может быть направлен в оптический кабель для передачи его на расстояние.

На слайде световой поток смещён от центра ловушки.

В конце световода — концентратора установлена квантовая ловушка, которая способна преобразовывать сконцентрированную солнечную энергию в тепловую и электрическую одновременно

690002, РоссияПриморский край, г. ВладивостокПр. Острякова, 26 кв. 242

Тел.: 8 (4232) 304 – 303, моб. 8 914 799 03 67Факс. 8 (4232) 401 – 195

Электронная почта: cleanwaterym@rambler.ru

Юлий Рылов

Контактная информация