Плавающая солнечная платформа
Номер патента: 11270
Опубликовано: 27.02.2009
Авторы: Хесс Андреас, Лайнг Николаус Йоханнес, Лайнг Инге
Формула / Реферат
1. Система для производства электричества на основе солнечной энергии, состоящая из вырабатывающей солнечную энергию вращающейся круговой платформы, которая вращается вокруг вертикальной оси, причем платформа (5, 6, 7) содержит множество плавающих лотков (9, 90, 91) с фотоэлементами (187, 199), которые покрыты концентрирующими линзами (92, 182, 192), отличающаяся тем, что платформа (5, 6, 7) окружена круговым плавающим кольцом (10, 36), которое удерживается в своем положении устройством, находящимся в зацеплении только с одной областью окружности кольца.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что указанное устройство содержит два или более ролика (12, 34, 65, 85), которые обжимают кольцо (10, 36).
3. Система по п.2, отличающаяся тем, что вращение кольца (10, 36) происходит вследствие того, что один из роликов (33, 61, 71, 81) приводится в действие двигателем (31) и этот ролик (33, 61, 71, 81) переносит вращающий момент на кольцо (10, 36).
4. Система по п.3, отличающаяся тем, что перенос вращающего момента происходит через зубчатый венец (61, 71), который приводит в действие роликовую цепь (63, 73), закрепленную на плавающем кольце (10, 36, 62).
5. Система по п.4, отличающаяся тем, что зубчатый венец (61, 71, 81) прижимается пружинящим к роликовой цепи (63, 73).
6. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждый лоток состоит из двух корпусов: первый корпус выполнен в виде вытянутой в длину прямоугольной лотковой ванны (90) с конически расширяющимися стенками, дно которого образует круговой цилиндрический сегмент, геометрическая ось (100) которого проходит вблизи оси, проходящей через центр тяжести лотка; и второй корпус (91) выполнен в виде цилиндра с сечением в виде кругового сегмента, стенка которого в форме кругового цилиндра имеет тот же радиус, что и дно первого корпуса, причем второй корпус прикреплен к стенке, указывающей на солнце таким образом, что кривая дна первого корпуса непрерывно соединяется с кривой второго корпуса.
7. Система по п.6, отличающаяся тем, что стенки (111) лотка расходятся по направлению к верхней стороне, так что возможна укладка в штабель корпусов лотков.
8. Система по п.6, отличающаяся тем, что круговая цилиндрическая область (102) наружной поверхности, которая состоит из дна первого корпуса и изогнутой стенки второго корпуса (91), так глубоко погружается в водяной массив (98, 99), что лоток переносится подъемной силой.
9. Система по п.8, отличающаяся тем, что утяжелители в лотке расположены так, что вертикальный вектор подъемной силы пересекает ось центра тяжести лотка, вследствие чего предотвращается возникновение вращающего момента вокруг оси качения лотка.
10. Система по п.1, отличающаяся тем, что внутри плавающего кольца (10, 36) параллельно воображаемому диаметру проходят вертикально направленные разделительные стенки (130, 131), содержащие шарикоподшипник (132), через которые проходит полая ось (133) и которые через сцепные элементы (135, 136) соединены с консолями оси (112) смежных лотков.
11. Система по п.10, отличающаяся тем, что разделительные стенки (130, 131) в нижней области вытесняют так много воды, что разделительные стенки поддерживаются подъемной силой.
12. Система по п.10, отличающаяся тем, что сцепные элементы (135, 136) допускают разделение лотка посредством вытягивания лотка в плоскости, лежащей перпендикулярно оси качения.
13. Система по п.10, отличающаяся тем, что одна сторона муфты в плоскости, проходящей под прямым углом к оси качения, имеет конический штифт и другая сторона муфты имеет втулки 150, в которые вставляется упомянутый штифт.
14. Система по п.3, отличающаяся тем, что три плавающих кольца (10, 36) объединены в триаду и заключают между собой незаполненное пространство (4, 21).
15. Система по п.14, отличающаяся тем, что три кольца (10, 36) касаются центрального ведущего колеса (33, 61), через которое три кольца (10, 36) синхронно вращаются.
16. Система по п.2, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности кольца (10, 36) воздействуют два ролика, лежащих под поверхностью воды, которые предотвращают смещение наружу.
17. Система по п.14, отличающаяся тем, что под незаполненной областью (4, 21) расположена плита основания (1, 51), которая через приводной механизм (31) соединена с кольцами (10, 36).
18. Система по п.2, отличающаяся тем, что ролик (34), соединенный с плитой основания (1, 51) выше поверхности воды (99), прокатывается по внутренней поверхности кольца (10, 36).
19. Система по п.18, отличающаяся тем, что между соседними кольцами (10, 36) триады ролики (33, 61, 71, 81) прокатываются по внешней поверхности колец (10, 36).
20. Система по п.19, отличающаяся тем, что эти ролики (71, 81) установлены на звездообразном крепежном устройстве (74).
21. Система по п.1, отличающаяся тем, что лотки соединены между собой через полые оси (133), через которые проходят электрические провода.
22. Система по п.10, отличающаяся тем, что под прямым углом к разделительным стенкам (130, 131) натянуты кабели, которые проходят на хордах.
23. Система по п.1, отличающаяся тем, что имеет концентрирующее устройство с концентрирующей линзой и фотогальваническим элементом, причем посредством концентрации входящих лучей до величины, более чем в 1000 раз превышающей солнечное излучение, образуется очень маленькая фокальная область (183, 197), которая попадает на входную сторону оптической детали (181) из стекла, предпочтительно имеющей форму прямоугольного параллелепипеда, которая оптически соединена с фотогальваническим элементом (187), причем входная сторона (184) оптической детали (181) из стекла является более чем в 10 раз большей, чем сечение фокальной плоскости.
24. Система по п.23, отличающаяся тем, что оптическая деталь (181) из стекла имеет полированные стенки (185), на которых входящие лучи (186) испытывают внутреннее отражение.
25. Система по п.24, отличающаяся тем, что фотогальванический элемент (187) отделен от охлаждающего элемента слоем, значение теплового расширения которого близко значению теплового расширения фотогальванического элемента.
26. Система по п.25, отличающаяся тем, что под этим слоем лежит корпус, хорошо проводящий тепло, поверхность которого, проходящая параллельно фотогальваническому элементу (187), по меньшей мере в 2 раза больше, чем фотогальванический элемент.
27. Система по п.26, отличающаяся тем, что под корпусом находится электрически изолирующий слой, проводящий тепло.
28. Система по п.1, отличающаяся тем, что охватывает устройство для предотвращения испарения воды, в то время как пленка проходит, например, под лотками.
29. Система по п.28, отличающаяся тем, что между лотками (9) расположена плавающая полоса (130, 131).
30. Система по п.28, отличающаяся тем, что охватывает тепловые трубы (202, 204), которые берут на себя передачу тепла из воды в атмосферу.
31. Система по п.30, отличающаяся тем, что тепловые трубы (202, 204) содержат теплоноситель, который замерзает примерно при 0шС.
Текст
011270 Известны фотоэлектрические электростанции, содержащие определенное количество концентраторов, которые объединены в круглые платформы, которые вращаются вокруг вертикальной оси, следуя за солнцем. Предпочтительное решение предусматривает плавающее кольцо, которое окружает концентраторы. При этом плавающее кольцо размещено между тремя роликами, расположенными вокруг кольца, и таким образом удерживается в своем положении. Недостаток этого метода состоит в том, что три ролика должны фиксироваться в зоне, примыкающей к заземлителю, что требует трех прорывов в слое, например синтетической пленки, которая отделяет водяной массив от грунта. Эти прорывы только редко можно надежно герметизировать на продолжительное время, они часто приводят к потере воды. Кроме того, благодаря трем подобным роликам местоположение платформы постоянно фиксируется. В качестве прототипа настоящего изобретения может рассматриваться решение, предложенное вWO 03/034506. Указанный источник раскрывает организованные в виде решетки понтонные структуры,которые могут плавать на поверхности охлаждающей жидкости, причем понтонные структуры выполнены с возможностью их ориентации по углу места по отношению к солнцу. Вся решетка целиком также может ориентироваться по отношению к солнцу в азимутальном направлении. Блок преобразования солнечной энергии может быть установлен на понтонной структуре таким образом, что остается ниже уровня охладителя в широком диапазоне высот солнца над горизонтом. Периферийное кольцо 36 находится выше уровня охлаждающей жидкости. Таким образом, периферическое кольцо должно быть закреплено средствами, проходящими сквозь герметичную оболочку,удерживающую охлаждающую жидкость, что приводит к ее разрушению при длительной эксплуатации. Настоящее изобретение преодолевает указанные выше недостатки, используя плавающее периферическое кольцо, которое удерживается в требуемом положении и вращается в азимутальной плоскости для отслеживания солнца при помощи колес и/или колонн, размещенных вне полости, в которой находятся понтонные структуры и охлаждающая жидкость, что также обеспечивает возможность использования группы из трех платформ (триады), вращающейся как единое целое. Источник WO 03/032404 описывает решение, при котором для работы устройства требуется использование вторичных оптических средств и отражателей, в то время как заявленное изобретение использует вместо указанных компонентов одно общее устройство выравнивания освещенности, что делает систему не только ощутимо дешевле (вследствие повышения устойчивости системы к ошибкам ориентации по азимуту и отсутствия дорогих оптических компонентов), но и значительно повышает эффективность системы вследствие уменьшения потерь при использовании операции выравнивания освещенности для всего падающего светового потока. Источник US 4296731 раскрывает плавающую систему сбора и преобразования солнечной энергии,использующую многозеркальные концентраторы солнечного излучения для фокусирования солнечного излучения на фотоэлектрических преобразователях или на плоских конверторах. Источник US 4203426 раскрывает устройство сбора и преобразования солнечной энергии, использующее карусельный принцип размещения удлиненных отражателей вокруг нагреваемой трубы с теплоносителем, фокусирующих на ней солнечное излучение. Изобретение показывает решение, которое не имеет этих недостатков. Согласно изобретению плавающее кольцо захватывается между тремя роликами. Ролики закреплены вращающимися на основании,например из бетона, причем предпочтительно два ролика прокатываются на внутренней стороне кольца,в то время как третий ролик воздействует на внешней стороне кольца. Возможно, что ролик, воздействующий с внешней стороны, одновременно прокатывается на трех платформах, благодаря чему возникает группа из трех платформ. Нижняя сторона основания является настолько гладкой и ровной, что возможен сдвиг всего узла колец и основания. Для того чтобы кольца диаметром несколько метров точно следовали геометрическому кругу, изобретение предусматривает ролики, воздействующие снаружи, которые запрессованы посредством подходящих направляющих по окружности кольца. Один из роликов, лежащих внутри или снаружи кольца,приводится в действие и передает вращающий момент на плавающее кольцо. Предпочтительно применяется ролик, воздействующий снаружи, который установлен выше поверхности воды, а также окружен воздухом. Для того чтобы три платформы одной группы могли точно синхронно вращаться далее вокруг определенного угла, изобретение в своей форме осуществления предусматривает цепь, которая смонтирована, например, на кольце и в которую входит зубчатый венец. Вместо управления на основе отслеживания непосредственно движения солнца согласно настоящему изобретению предпочтительно используются рассчитанные сигналы. Преобразование этих сигналов во вращение платформ не удалось бы при фрикционном приводе из-за проскальзывающего переноса вращающего момента от фрикционного диска на платформу. Поэтому можно включить цифровой перенос между передачей и платформой, как она возможна, посредством шестеренчатой передачи. В случае, если платформа не может быть снабжена зубцами, изобретение предусматривает венец датчиков сигналов на платформе. Они могут быть, например, отражающими пластинками, которые отражают световой луч датчика. При этом методе скорость вращения платформы рассчитывается процессором. Если она превы-1 011270 шает заданную величину, то число оборотов редукторного двигателя немного сокращается, если она ниже заданной величины, то достижение заданной величины происходит посредством ускорения двигателя. Вместо оптического подсчета вращающихся датчиков сигналов также может выступать магнитный датчик, который регистрирует изменение магнитного поля ферромагнитных или постоянных магнитных датчиков сигнала. Также может использоваться отражение акустических сигналов для сравнения с заданными величинами. Для фиксации лотков, вмещающих концентраторы внутри плавающего кольца, изобретение предусматривает разделительные стенки, несущие шарикоподшипники, которые расположены между лотками. Платформы не имеют механического структурного элемента в центре платформ. При этом происходит отвод тока через две гибкие линии. Для управления скоростью вращения может также использоваться искатель солнца. Является предпочтительным, если приведение в действие плавающего кольца может происходить импульсами, следующими друг за другом во временном интервале. В зависимости от временного интервала импульсов угол встречи испытывает незначительные отклонения от заданной величины. Изобретение сглаживает эти отклонения, в то время как фокус концентрирующей линзы направлен непосредственно не на фотогальванический элемент, а на указывающую на солнце поверхность оптической детали из стекла, которая смешивает лучи посредством внутреннего отражения и обусловливает, что они с равномерным распределением попадают на фотоэлемент, соединенный с оптической деталью из стекла. Это расположение концентрирующей линзы и оптической детали из стекла обусловливает, что также затем,когда направление попадания светового конуса отклоняется от заданного направления на значительную угловую величину, например 2, общий поток излучения достигает фотоэлемента. Величина допуска определяется посредством соотношения размера поверхности оптической детали из стекла, указывающей на солнце к диаметру фокальной поверхности. Это расположение также компенсирует ошибки, которые возникают при преобразовании импульсов в механические интервалы в конструкции механизма,так что допуски могут быть значительно больше, чем у механизмов, следующих за солнцем согласно уровню техники. В каждом случае это приводит к значительному удешевлению стоимости производства механизмов. Концентрирующие преобразователи солнечной энергии с механической ориентацией в сторону солнца имеют высокий коэффициент полезного действия, но требуют устройств слежения с точностью устройств слежения в планетариях. Изобретение также показывает путь, как можно избежать высокой точности, обусловливающей большие расходы. К тому же изобретение разъединяет устройство компонентов, принимающих излучение, от компонентов, преобразовывающих излучение, в то время как концентрация концентрирующего устройства приводит как можно к меньшей фокальной области, которая направлена на оптическую деталь из стекла, входная поверхность которой для потока излучения больше во много раз, например в 20 раз, чем поверхность фокальной области, и лучи, входящие в оптическую деталь из стекла, направлены на преобразователь энергии, например на фотоэлемент, который разделяет поток излучения на тепловой поток и электронный поток. Когда заданное положение фокальной области на входной поверхности оптической детали из стекла лежит в центре этой входной поверхности, то изобретение позволяет смещение этой фокальной области в горизонтальном и ортогональном ему направлениях до тех пор, пока фокальная область не достигнет края входной поверхности. Луч концентрированного конуса излучения,перемещаемый перпендикулярно солнечным лучам, может отклоняться от направления солнечных лучей на угловую величину, которая тем больше, чем короче фокусное расстояние конуса излучения по отношению к протяженности входной поверхности в оптическую деталь из стекла, не теряя тем самым энергии потока излучения для фотоэлемента. Это означает, что также при большом допуске в механическом устройстве слежения всегда достигается точность, гарантирующая функцию без потерь, и что также используется весь концентрированный поток излучения. Плавающие круговые кольца пронизаны разделительными стенками, которые проходят на хордах. На коротком расстоянии друг от друга эти разделительные стенки содержат шарикоподшипники, посредством которых установлены консоли оси, посредством которых поворачиваются лотки. Перпендикулярно этим разделительным стенкам проходят стальные тросы, которые натянуты так, что плавающему кольцу гарантируется форма круга. Лотки выполнены так, что область, проникающая в водяной массив, при каждом положении угла создает точно вертикальную подъемную силу, так что не возникает вращающий момент. Сами лотки выполнены коническими, благодаря чему их можно укладывать в штабель, что значительно уменьшает транспортные расходы между местом производства и местом установки. На стороне каждого лотка, указывающей на водяной массив, закреплено подъемное устройство в форме цилиндра с сечением в виде кругового сегмента, которое предотвращает вращающий момент, обусловленный подъемной силой. Лотки покрыты линзами из прозрачного синтетического материала. Внутри описанного круга линзы имеют выпуклую форму, сечение проходит через линзу на сферической поверхности, сферическая ось которой пронизывает точку пересечения диагоналей описанного квадрата. Область в форме шарового сектора несет рефракторные канавки. Четыре краевые области имеют систему канавок, которая вырабатывает-2 011270 внутреннее отражение для отклонения луча. Грани линз, проходящих в продольном направлении лотков, отогнуты на незначительную величину, благодаря чему они могут соединяться со стенками лотков с возможностью перемещения на незначительную величину, так что они берут на себя функцию структурных элементов. Лотки состоят из открытой ванны, которая имеет конически проходящие стенки, благодаря чему существует возможность укладки в штабель. Лоток плавает в водяном слое и поворачивается вокруг своей горизонтальной оси. Для избежания возникновения вращающего момента на стенке, указывающей на солнце, закреплено подъемное устройство, которое продолжает закругление области дна. Тем самым,лоток поддерживается посредством подъемной силы и не допускается возникновения вращающего момента. Вес линзы компенсируется противовесом, расположенным в нижней области лотка. Управление азимутальной скоростью и функция подъемного механизма могут происходить посредством астрономических данных. Однако изобретение предусматривает блок слежения за солнцем, так что азимут и управление подъемом происходят в зависимости от хода солнца. Показано, что при блокировании солнечных лучей, например облаком, возникает опасность того, что при окончании блокирования фокус переместится в новое положение и на этом пути может причинить ущерб, например, в результате сгорания изоляции кабеля. Изобретение предотвращает это посредством вспомогательного привода,который при приостановке перемещения за солнцем берет на себя продолжение перемещения, следующего за солнцем, а также вращение платформы. При этом приостановка питания редукторного двигателя, например из-за облака, считается сигналом для включения вспомогательного привода. Для предотвращения испарения водяного слоя изобретение предусматривает тонкий слой высококипящей жидкости, которая легче, чем вода, и которая также предотвращает появление личинок комаров. В регионах, в которых можно ожидать морозов, изобретение предусматривает, что к водяному массиву примешивается спирт, например гликоль. Другое решение проблемы испарения, а также использование в качестве защиты от ночных морозов состоит в том, что между следующими друг за другом лотками расположена гибкая пленка, которая покрывает поверхность воды. В местностях, где существует опасность морозов, предусмотрена теплоизолирующая пленка. Изобретение описывается с помощью следующих фигур, на которых показано следующее: фиг. 1 - компоновка триады; фиг. 2 - триады в сборе; фиг. 3 - схематично вертикальный разрез через незаполненную область; фиг. 4 - вид сверху на триаду; фиг. 5 - вид снизу на триаду; фиг. 6 - привод с центральным колесом и роликовыми цепями; фиг. 7 - расположение передачи с зубчатыми колесами; фиг. 8 - расположение ведомых и ведущих роликов; фиг. 9 - лоток и линзы с подъемным устройством; фиг. 10 - конечная стенка лотка; фиг. 11 - облучение при различном подъеме; фиг. 12 - штабелирование лотков; фиг. 13 - разделительная стенка и муфтовые элементы; фиг. 14 - муфтовые элементы и шарикоподшипник; фиг. 15 - прорывы в разделительной стенке; фиг. 16 - перемычка под соседними линзами; фиг. 17 - перемычка и выступы; фиг. 18 - вторичная оптика; фиг. 19 - сравнение с уровнем техники; фиг. 20 - покрытие водяного массива с отводом тепла; фиг. 21 - сложенное покрытие; фиг. 22 - плавающий прикрывающий корпус. Фиг. 1 показывает компоновку триады. В центре бетонного основания 1 находится колонна 2, на которой для каждого плавающего кольца расположены два ролика 12. Ведущая шестерня 3, которая приводит в действие три платформы 5, 6 и 7, лежит в центре незаполненной области 4. Между разделительными стенками 8 расположены лотки 9 с возможностью поворота вокруг их горизонтальной оси. Между лотками 9 проходят металлические тросы 11, посредством которых плавающему кольцу 10 обеспечивается форма круга. Платформы окружены плавающими кольцами 10. Вечером линзы очищаются. Для этого на центральной колонне 2 расположено распылительное сопло, через которое насос, расположенный в колонне, выливает фильтрованную воду. При этом платформа вращается на 180. Фиг. 2 показывает большую основную поверхность с триадами. Расстояние 20 между лотками рассчитывается так, чтобы человек мог иметь доступ повсюду. Между тремя кольцами остается незаполненная область 21. Фиг. 3 схематично показывает вертикальный разрез через незаполненную область. В разрезе показана одна из трех платформ 30. В центре незаполненного пространства находится колонна 32, на которой-3 011270 установлена ведущая шестерня 33. Привод осуществляется через подводный редукторный двигатель 31. Окружность ведущей шестерни и окружность платформы имеют зубья. Два из роликов 34 касаются плавающего кольца 36 на внутреннем диаметре 35, так что плавающее кольцо 36 зафиксировано на расстоянии к колонне 32 и к окружности. На верхнем конце колонны 32 расположено впрыскивающее сопло 37, которое по вечерам очищает линзы фильтрованной водой. Фиг. 4 показывает вид сверху на триаду с колонной 42. Фиг. 5 показывает ту же самую триаду с нижней стороны, где находится бетонное основание 51,нижняя сторона которого является ровной и гладкой. Весь узел может, тем самым, смещаться в желаемое положение на пленке, которая отделяет водяной массив от дна, причем платформы несутся водой. В центре платформ выходят два очень гибких кабеля 52, по которым подается ток в соединительную магистраль 53. Фиг. 6 показывает передачу вращающего момента через центральную шестерню 61. На каждом из плавающих колец 62 закреплена роликовая цепь 63 таким образом, что удлиненные валики цепи 64 входят в отверстия плавающего кольца 62. На внутренней стороне плавающего кольца 62 воздействуют стационарные ролики 65, закрепленные на бетонном основании. Фиг. 7 показывает конструкцию с тремя звездочками 71, передающую вращающий момент. Каждая из этих звездочек 71 установлена на коромысле 72. Три коромысла закреплены с возможностью поворота на центральной шайбе 74 и прижаты к цепи 73 посредством пружины растяжения 75. Фиг. 8 показывает конструкцию, у которой расстояние трех платформ друг от друга образуется роликами 85. Вместо роликов, лежащих в водяном слое, ролики 85 предотвращают смещение трех плавающих колец. Преимущество этого решения состоит в том, что все механические элементы находятся выше водяного слоя. Приведение в действие осуществляется через редукторный двигатель, который приводит в действие одно из цепных колес 81, которые определяют расстояние между тремя платформами. Фиг. 9 показывает разрез через лоток с ванной 90, подъемным корпусом 91, линзой 92 и преобразователем 93 энергии. Плоский пучок 94 лучей образует фокус 95 на входной поверхности вторичной оптики 96. Кожух преобразователя 93 энергии образует с осью вторичной оптики острый угол. Во взаимодействии с ножкой 97 преобразователь 93 энергии при экстремальном наклонном положении относительно поверхности 98 воды достигает водяного массива, с тем чтобы при экстремальном угле 26 направлять в водяной массив поступающий относительно незначительный поток отходящего тепла. Лоток поворачивается вокруг горизонтальной оси 100. Ватерлиния 99 обозначает поверхность воды при 90 подъема. Область 101, погружаемая в воду, образует вместе с подъемным корпусом 91 постоянно неизменный подъем, который соответствует весу лотка. Благодаря цилиндрическим областям 91 и 102 не изменяется расстояние между поверхностью воды и осью 100, так что консоль оси 103 не испытывает ни смещения по высоте, ни гидравлически обусловленного вращающего момента. Линза 92 является квадратной и имеет вписанный круг, который проходит на шаровом сегменте 104. Фиг. 10 показывает конечную область лотка, которая вмещает до 10 линз и преобразователь энергии. Конечная стенка 111 проходит под наклоном к стенкам ванны лотка, так что они могут укладываться в штабель без помощи подъемного механизма 91. На конечной пластине 111 расположена полая консоль оси 112, через которую проходят электрические провода. Дно листовой стенки 113 имеет выпуклость 114, в которую ввинчен преобразователь 93 энергии. Фиг. 11 показывает наклонное положение лотка 115 при высоте солнца над горизонтом в 90. Лоток 116 показывает поворот на 28. Лоток 117 на незначительный процент входной поверхности затенен соседним лотком. Лоток 119 показывает ситуацию на входе утром при угле полного отражения 63, где 46% линзы лежит в тени соседнего лотка 119 а. Но лоток испытывает это наклонное положение только несколько минут. Посредством вторичной оптики входящий поток излучения равномерно распространяется по поверхности фотоэлемента. Фиг. 12 показывает разрез, из которого видно, что корпуса лотков могут быть уложены в штабель для транспортировки, причем расстояние 122 выдерживается по возможности небольшим. Фиг. 13 показывает разделительную стенку 130, нижняя область 131 которой является полой и введена так глубоко под линию 99 воды, что разделительная стенка несется подъемной силой. По длине разделительной стенки расположены прорывы, через которые проникает полая ось 133, которая является соосной с консолью оси 112 и которая установлена в подшипнике 132 из синтетического материала. На обеих сторонах разделительной стенки 130 держатели 134 и 135 соединены между собой болтами 136,которые пронизывают прорывы на разделительной стенке. Фиг. 14 и 15 показывают область прорыва стенки 130 в увеличении. Элементы держателя 134 и 135 имеют, как видно из чертежа 15, конические втулки 150, в которые входят конические штифты 140, закрепленные на консоли оси 112. На разделительной стенке 130 расположены шлицы 151, через которые насквозь проходят болты 136b, так что вращающий момент переносится на полую ось 133 а. Посредством этого расположения является возможным то, что лоток может подниматься из соединения перпендикулярно оси вращения.-4 011270 Фиг. 16 показывает перемычку 160. От четырех до пяти линз образуют блок линз. Между двумя блоками линз расположена перемычка 160, которая, как видно из фиг. 17, имеет язычки 161, 161 а, на которых лежит свободный конец блоков линз. На фиг. 17 показаны металлические концы 162 и 162 а (распознается на фиг. 16), посредством которых резиновая ловушка, предотвращающая проникновение дождевой воды в лоток, удерживается в своем положении. Фиг. 18 показывает вторичную оптику 181, которая имеет расстояние от концентрирующей линзы 182, точно соответствующее фокусному расстоянию. По причинам отображения между фокусом 183 и обращенной к нему поверхности 184 вторичной оптики 181, показанной с внутренней стороны, оставлен интервал. Концентрирующая линза 182 концентрирует солнечное излучение, примерно до 8000 превышающее солнечное, при этом фокусная область 183 составляет всего несколько миллиметров. Боковые стенки 185 вторичной оптики отражают поток 186 излучения, который в конце попадает на фотоэлемент 187, который оптически соединен с вторичной оптикой. Если солнечные лучи попадают на концентрирующую линзу 182 не строго вертикально, то фокус 183 смещается на входной поверхности 184, которая по сравнению с фокусной областью является значительно большей по площади, так что угловые отклонения внутри интервала допуска, например 2, не ведут к уменьшению мощности, в то время как все известные системы с двухосной системой слежения за солнцем допускают интервал 0,1. Большой интервал допуска позволяет применять механическую конструкцию без дорогостоящих прецизионных частей. Фиг. 19 показывает противоположное положение концентратора B по изобретению по состоянию техники A. На фиг. 19A фотоэлемент 191 лежит выше фокальной плоскости 193. Угловое отклонение между солнечными лучами 195 и линзой 192 ведет к тому, что лучи проходят мимо фотоэлемента 191 и одновременно фотоэлемент над областью 194 остается неосвещенным, это ведет к термическим напряжениям. Фиг. 19B показывает вторичную оптику 196 по изобретению и фокусную область 197, которая смещается на значительную величину из центрального луча 198. Общая энергия излучения входит во вторичную оптику 196 и попадает на фотоэлемент 199, как показано на фиг. 18. Фиг. 20 показывает гибкую пленку 201, которая простирается по всей длине диаметра плавающего кольца. Для отвода тепла воды служат тепловые трубы 202, которые переносят тепло через ребра 203 в атмосферу. Тепловая труба направляет тепло только с нижней области 204 к ребрам 203, обратное направление не приводит к переносу тепла, так как наполнение тепловой трубы заморожено, так что отрицательные температуры не направлены в воду. Фиг. 21 показывает расположение, при котором пленка 211 для увеличения водной поверхности сложена, для того чтобы повысить теплоотдачу между водой и атмосферой. Фиг. 22 показывает плавающий элемент 221, который герметизирует пространство между двумя лотками. Список ссылочных обозначений 1, 51 бетонное основание; 2, 32, 42 колонна; 12, 34, 65, 85 ролик; 3, 33 ведущее колесо; 5, 6, 7, 30 Платформа; 4, 21 незаполненное пространство; 8, 130, 131, 151 разделительная стенка; 9, 90, 115, 116, 117, 119, 199 а лоток; 11 металлическая проволока; 10, 36, 62 кольцо; 20, 122 интервал; 31 редукторный двигатель; 35 кольцо внутреннего диаметра; 37 впрыскивающее сопло; 52 очень гибкий кабель; 53 соединительная магистраль; 61 центральная шестерня; 63, 73 роликовая цепь; 64 валик цепи; 71, 81 звездочка; 72 коромысло; 74 центральная шайба; 75 пружина растяжения; 91, 91 а подъемный корпус; 92, 182, 192 линза; 93 преобразователь энергии; 1. Система для производства электричества на основе солнечной энергии, состоящая из вырабатывающей солнечную энергию вращающейся круговой платформы, которая вращается вокруг вертикальной оси, причем платформа (5, 6, 7) содержит множество плавающих лотков (9, 90, 91) с фотоэлементами(187, 199), которые покрыты концентрирующими линзами (92, 182, 192), отличающаяся тем, что платформа (5, 6, 7) окружена круговым плавающим кольцом (10, 36), которое удерживается в своем положении устройством, находящимся в зацеплении только с одной областью окружности кольца. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что указанное устройство содержит два или более ролика (12,34, 65, 85), которые обжимают кольцо (10, 36). 3. Система по п.2, отличающаяся тем, что вращение кольца (10, 36) происходит вследствие того,что один из роликов (33, 61, 71, 81) приводится в действие двигателем (31) и этот ролик (33, 61, 71, 81) переносит вращающий момент на кольцо (10, 36). 4. Система по п.3, отличающаяся тем, что перенос вращающего момента происходит через зубчатый венец (61, 71), который приводит в действие роликовую цепь (63, 73), закрепленную на плавающем кольце (10, 36, 62). 5. Система по п.4, отличающаяся тем, что зубчатый венец (61, 71, 81) прижимается пружинящим к роликовой цепи (63, 73). 6. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждый лоток состоит из двух корпусов: первый корпус выполнен в виде вытянутой в длину прямоугольной лотковой ванны (90) с конически расширяющимися стенками, дно которого образует круговой цилиндрический сегмент, геометрическая ось (100) которого проходит вблизи оси, проходящей через центр тяжести лотка; и второй корпус (91) выполнен в виде цилиндра с сечением в виде кругового сегмента, стенка которого в форме кругового цилиндра имеет тот же радиус, что и дно первого корпуса, причем второй корпус прикреплен к стенке, указывающей на солнце-6 011270 таким образом, что кривая дна первого корпуса непрерывно соединяется с кривой второго корпуса. 7. Система по п.6, отличающаяся тем, что стенки (111) лотка расходятся по направлению к верхней стороне, так что возможна укладка в штабель корпусов лотков. 8. Система по п.6, отличающаяся тем, что круговая цилиндрическая область (102) наружной поверхности, которая состоит из дна первого корпуса и изогнутой стенки второго корпуса (91), так глубоко погружается в водяной массив (98, 99), что лоток переносится подъемной силой. 9. Система по п.8, отличающаяся тем, что утяжелители в лотке расположены так, что вертикальный вектор подъемной силы пересекает ось центра тяжести лотка, вследствие чего предотвращается возникновение вращающего момента вокруг оси качения лотка. 10. Система по п.1, отличающаяся тем, что внутри плавающего кольца (10, 36) параллельно воображаемому диаметру проходят вертикально направленные разделительные стенки (130, 131), содержащие шарикоподшипник (132), через которые проходит полая ось (133) и которые через сцепные элементы (135, 136) соединены с консолями оси (112) смежных лотков. 11. Система по п.10, отличающаяся тем, что разделительные стенки (130, 131) в нижней области вытесняют так много воды, что разделительные стенки поддерживаются подъемной силой. 12. Система по п.10, отличающаяся тем, что сцепные элементы (135, 136) допускают разделение лотка посредством вытягивания лотка в плоскости, лежащей перпендикулярно оси качения. 13. Система по п.10, отличающаяся тем, что одна сторона муфты в плоскости, проходящей под прямым углом к оси качения, имеет конический штифт и другая сторона муфты имеет втулки 150, в которые вставляется упомянутый штифт. 14. Система по п.3, отличающаяся тем, что три плавающих кольца (10, 36) объединены в триаду и заключают между собой незаполненное пространство (4, 21). 15. Система по п.14, отличающаяся тем, что три кольца (10, 36) касаются центрального ведущего колеса (33, 61), через которое три кольца (10, 36) синхронно вращаются. 16. Система по п.2, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности кольца (10, 36) воздействуют два ролика, лежащих под поверхностью воды, которые предотвращают смещение наружу. 17. Система по п.14, отличающаяся тем, что под незаполненной областью (4, 21) расположена плита основания (1, 51), которая через приводной механизм (31) соединена с кольцами (10, 36). 18. Система по п.2, отличающаяся тем, что ролик (34), соединенный с плитой основания (1, 51) выше поверхности воды (99), прокатывается по внутренней поверхности кольца (10, 36). 19. Система по п.18, отличающаяся тем, что между соседними кольцами (10, 36) триады ролики (33,61, 71, 81) прокатываются по внешней поверхности колец (10, 36). 20. Система по п.19, отличающаяся тем, что эти ролики (71, 81) установлены на звездообразном крепежном устройстве (74). 21. Система по п.1, отличающаяся тем, что лотки соединены между собой через полые оси (133),через которые проходят электрические провода. 22. Система по п.10, отличающаяся тем, что под прямым углом к разделительным стенкам (130,131) натянуты кабели, которые проходят на хордах. 23. Система по п.1, отличающаяся тем, что имеет концентрирующее устройство с концентрирующей линзой и фотогальваническим элементом, причем посредством концентрации входящих лучей до величины, более чем в 1000 раз превышающей солнечное излучение, образуется очень маленькая фокальная область (183, 197), которая попадает на входную сторону оптической детали (181) из стекла,предпочтительно имеющей форму прямоугольного параллелепипеда, которая оптически соединена с фотогальваническим элементом (187), причем входная сторона (184) оптической детали (181) из стекла является более чем в 10 раз большей, чем сечение фокальной плоскости. 24. Система по п.23, отличающаяся тем, что оптическая деталь (181) из стекла имеет полированные стенки (185), на которых входящие лучи (186) испытывают внутреннее отражение. 25. Система по п.24, отличающаяся тем, что фотогальванический элемент (187) отделен от охлаждающего элемента слоем, значение теплового расширения которого близко значению теплового расширения фотогальванического элемента. 26. Система по п.25, отличающаяся тем, что под этим слоем лежит корпус, хорошо проводящий тепло, поверхность которого, проходящая параллельно фотогальваническому элементу (187), по меньшей мере в 2 раза больше, чем фотогальванический элемент. 27. Система по п.26, отличающаяся тем, что под корпусом находится электрически изолирующий слой, проводящий тепло. 28. Система по п.1, отличающаяся тем, что охватывает устройство для предотвращения испарения воды, в то время как пленка проходит, например, под лотками. 29. Система по п.28, отличающаяся тем, что между лотками (9) расположена плавающая полоса(130, 131). 30. Система по п.28, отличающаяся тем, что охватывает тепловые трубы (202, 204), которые берут на себя передачу тепла из воды в атмосферу. 31. Система по п.30, отличающаяся тем, что тепловые трубы (202, 204) содержат теплоноситель, ко-7 011270 торый замерзает примерно при 0 С.
МПК / Метки
МПК: F24J 2/52
Метки: плавающая, платформа, солнечная
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/15-11270-plavayushhaya-solnechnaya-platforma.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Плавающая солнечная платформа</a>
Предыдущий патент: Активная клавиатурная система для электронных устройств, выполненных с возможностью удержания в руке
Следующий патент: Защищенный от подделки материал с распределенным защищающим от подделки волокном, обладающий визуальными характеристиками, которые не могут подделываться печатью
Случайный патент: Фасад и/или крыша, имеющие уплотнение со вставкой