Коллектор солнечной энергии

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нц 964377(1 М. Кл. Р 24 т 3/02 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) КОЛЛЕКТОР СОЛНЕЧНОИ ЭНЕРГИИ Изобретение относится к гелнотехнике, в частности к коллекторам солнечной энергии, преобразующим солнечную энергию в тепловую.Известен коллектор солнечной энергии, содержащий, корпус, имеющий крьыку иэ оптически прозрачного материала и заполненный поглощающим излу- . чение теплоносителем 1.В этом коллекторе корпус выполнен полностью прозрачным, а поглощающий излучение теплоноситель пропускает область спектра солнечного излучения, достаточную для роста сельскохозяйственных культур; размещенных под коллектором.Однако расположение коллектора в разреженных слоях атмосферы, где значительная доля солнечной энергии заключена в области спектра с длинами волн менее 2900 А, недостаточно для преобразования упомянутой солнечной энергии в тепловую.Цель изобретения - повышение эффективности работы коллектора.Поставленная цель достигается тем, что в коллекторе солнечной энергии, содержащем корпус, имеющий крышку иэ оптически прозрачного материала и заполненный поглощающим излучение теплоносителем, крьыка корпуса выполнена из материала, прозрачного к,ультрафиолетовому излучению, а в качестве теплоносителя использован кислород,На фиг. 1 показан коллектор солнечной энергии, продольный разрез; нафиг. 2 - схема гелиоустановки с упомянутым коллектором солнечной энергии.Коллектор 1 (фиг. 1) солнечнойэнергии содержит корпус 2, имеющийкрышку 3 из оптически прозрачногоматериала и заполненный поглощающимизлучение"теплоносителем 4.Крышка 3 корпуса 2 выполнена иэматериала, прозрачного к ультрафиолетовому излучению, например кварцаили флюорита, В качестве теплоносителя 4 использован .кислород.Подающий поток ультрафиолетовогонзлччения может быть предварительносконцентрирован например,зеркаломиз алюминия, покрытого пленкой фто ристого магния или лития.Гелиоустановка, включающая в себяколлектор 1 солнечной энергии, представляет собой замкнутый контур степлообменником 5 (фиг,.2), насосом 30 6 и,трубопроводом 7, 964377Релиоустановка с коллектором 1 солнечной эн,. ргии работает следующим образом.Внутри замкнутого контура, образованного корпусом 2 (фиг. 2), теплообменником 5 и трубопроводом 7 с помощью насоса 6 циркулирует кислород.Ультрафиолетовое излучение, проникающее внутрь корпуса 2 через прозрачную крышку 3, взаимодействует с молеулами кислорода. Молекулы кислорода,О поглощая энергию излучения, распад- ются, превращаясь в атомарный кислород, а затем соединяются в молекулы озона. Происходит фотохимическая реакция образования озона с поглощени 15 ем энергии излучения301 + Еи = 20 згде Еи - поглощен ная моле кулами кислорода энергияОбразующийся озон имеет коэффициент поглощения ультрафиолетового излучения в 10 раз больше, чем кислород. Полоса поглощения озона сплошная, т.е. все излучение с длиной волн коро ,. 2900 Х будет поглощаться. При этом температура газа возрастает.Чтобы ультраФиолетовое излучение практически полностью поглощалось озоном, длина поглощающего слоя Р должна определяться Формулой;30( Рф = фоер760 где Фо - поток излучения, вошедшийв газ; 35Ф - поток, прошедший черезслой. Р газа;Т - абсолютная температурагаза, КР - давление в торах (мм, рт. ст,40и - коэфФициент поглощения газа, см-,Достаточным условием можно считать уменьшение потока за счет поглощения в Р раз, то есть примерно в 7,3 раза 45Используя это условие, можно определить соотношение между Р, То. и РР,и Р- 5 57150Длину поглощающего слоя Р возможно определить лишь приближенно, так как давление Р, температура Т и коэфФициент поглощения р. непрерывно изменяются в зависимости от падающего излучения, его спектра, скорости циркуляции и соотношения кислорода и озона в зоне поглощения "Л". Температура Т также определяется выбором нромежуточного рабочего тела, его.температурой испарения.Иапример, длина Р при давлении Р = 7600 мм рт. ст минимальном ,о.=10 см-, считая, что коллектор 1 заполнен озоном и Т =. 500 К, для паро водяного промежуточного рабочего .тала, будет равнаЕ = - - = 0,366 см5 57 Т. Р,Отсяда следует, что гелиоустановка эффективно работает при небольших 2, обеспечивая поглощение энергии излучения, коллектор 1 может быть выполнен в виде плоского корпуса 2 незначительной толщины.Таким образом, поглощение энергии излучения происходит внутри корпуса 2 в зоне Л непосредственно рабочим телом - кислородом, который превращается в озон, запасающий энергию. Озон через трубопровод 7 поступает в теплообменник 5, где отдает энергию промежуточному рабочему телу, превращаясь в кислород.20 - ф.30+ ЕиЦиркуляционный насос б подает кислород в корпус 2 коллектора 1, Энергия промежуточного рабочего тела может быть преобразована далее в электрическую известными способами, например турбиной, соединенной с генератором.Следует отметить, что озон значительно активнее (химически), чем кислород, поэтому внутренние поверхности гелиоустановки (трубопроводы 7, корпус 2, насос б, теплообменник 5) должны быть изготовлены или покрыты слоем материала, химически не взаимодействующим с озоном.Коллектор 1 может быть использован в комплексе с известными коллекторами солнечной энергии, преобразующими в тепло энергию более длинно- волновой части излучения. В этом случае система зеркал концентрирует как ультрафиолетовое, так и более длинно- волновое излучение.Выполнение крышки 3 корпуса 2 из материала, прозрачного к ультрафиолетовому излучению, и заполнение корпу-. са 2 кислородом, благодаря проходящей между последним и ультрафиолетовым излучением фотохимической реакции,с образованием озона, имеющего сплошной спектр поглощения длин волн коороче 2900 1, позволяет повысить эффективность коллектора 1 солнечной энергии при его расположении в разреженных слоях атмосферы.формула из обре т енияКоллектор солнечной энергии, содержащий корпус, имеющий крышку из оптически прозрачного материала и заполненный поглощающим излучение теплоносителем, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности работы коллектора в разреженных слоях атмосферы, крышкаФиг. Р Составитель П. Шендеровиедактор 71. Власенко Техред С.Мигунова рректор Л. Ференц Подписн каз 7601/16 ВН 1-35, Ра Ти И Госуда делам изМосква Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка ФРГ У 2758715,кл. Г 243/02, Опублик. 1979.комитета открыти нская на