аккумулятор солнечной энергии

Формула изобретения

Аккумулятор солнечной энергии, содержащий нагреватель воды и зеркальную стену, отличающийся тем, что нагреватель воды выполнен в виде расположенных вдоль зеркальной стены двух параллельных металлических листов, соединенных между собой короткими стержнями, равномерно распределенными по площади листов, а по краям металлическими полосами с обеспечением герметичности межлистового пространства, которое с одного конца сообщается через насос с водопроводом, а с другого конца через трубу с паровым котлом, связанным через другую трубу с паровой турбиной электростанции, причем обе трубы имеют перекрывающие их вентили.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для питания тепловых электростанций в тропических и субтропических странах, а также в Южных районах России.

Известен аккумулятор солнечной энергии, содержащий закрытый котлован, заполненный водой, и частично погруженное в нее металлическое корыто, огражденное прозрачными панелями и зеркальной стеной (патент RU 2267060 С1 - прототип).

Металлическое корыто является нагревателем воды, так как оно, нагреваясь прямыми и отраженными от зеркальной стены солнечными лучами, нагревает воду в котловане, а от нее нагревается вода в трубопроводе-змеевике, которая используется для снабжения ею жилых домов и других объектов. Вода в котловане из-за ее большого объема может нагреваться до температуры не более 90°С.

Задача изобретения - повышение температуры воды и превращение ее в пар для подачи его на турбину электростанции. Эта задача решается тем, что нагреватель воды выполнен в виде расположенных вдоль зеркальной стены двух параллельных металлических листов, соединенных между собой короткими стержнями, равномерно распределенными по площади листов, а по краям - металлическими полосами с обеспечением герметичности межлистового пространства, которое с одного конца сообщается через насос с водопроводом, а с другого конца - через трубу с паровым котлом, связанным через другую трубу с паровой турбиной электростанции, причем обе трубы имеют перекрывающие их вентили.

Аккумулятор солнечной энергии схематически изображен на фиг.1 - вид сверху и фиг.2 - разрез А-А по фиг.1. Аккумулятор содержит нагреватель воды, состоящий из двух параллельных металлических листов 1 и 2, соединенных между собой короткими стержнями 3, равномерно распределенными по площади листов. По краям листы 1 и 2 также соединены металлическими полосами 4 с обеспечением герметичности межлистового пространства. Выполненный таким образом нагреватель воды уложен вдоль зеркальной стены 5 на насыпном грунте, ограниченном подпорной стенкой 6. Стена 5 выполнена из бетона или металла и со стороны нагревателя воды (с солнечной стороны) облицована зеркалами.

Расстояние между листами 1 и 2 равно 7-8 см. Межлистовое пространство с одного конца сообщается с водопроводом 7 через насос 8, рядом с которым установлен манометр 9. С другого конца межлистовое пространство через трубу 10, имеющую вентиль 11, сообщается с покрытым теплоизоляцией паровым котлом 12, связанным через другую трубу 13, имеющую вентиль 14, с паровой турбиной, которая, как и прочие элементы электростанции, расположена в здании 15.

Аккумулирование солнечной энергии и ее использование происходит следующим образом. В межлистовое пространство из водопровода 7 насосом 8 нагнетается вода. Солнечные лучи, показанные на фиг.2 штриховыми линиями, падают на лист 1 и на зеркальную стену 5 и, отразившись от нее, также падают на лист 1, который получает таким образом удвоенную солнечную энергию. От этой энергии лист 1 нагревается до температуры 300°С и выше, в зависимости от близости к земному экватору. До такой же температуры быстро нагревается и тонкий слой воды в межлистовом пространстве, превращаясь в пар высокого давления. Испытывая такое давление, листы 1 и 2 благодаря соединяющим их стержням 3 не деформируются. Величина давления показывается на манометре 9.

Из межлистового пространства пар по трубе 10 поступает в котел 12, накапливается в нем и по трубе 13 устремляется в турбину, вращающую ротор электрогенератора, от которого электрический ток по проводам передается его потребителям.

В ночное время и пасмурные дни работа насоса 5 приостанавливается, труба 10 перекрывается вентилем 11, а турбина электростанции в это время работает за счет пара, накопленного в котле 12 в солнечные дни. Теплоизоляция котла защищает его от охлаждения. По истечении времени ночи или пасмурных дней, когда лист 1 снова нагревается солнечными лучами, работа насоса 8 возобновляется, труба 10 открывается вентилем 11 и по ней пар снова поступает в котел 12 при непрерывном его поступлении на турбину электростанции. При необходимости временного прекращения подачи пара на турбину труба 13 перекрывается вентилем 14.

Количество пара, образуемого в нагревателе воды, зависит от его длины, чем больше его длина, тем больше в нем образуется пара. При конкретном проектировании длина нагревателя воды и емкость котла назначаются с таким расчетом, чтобы образуемого и накапливаемого в них пара в солнечные дни хватало на непрерывную работу электростанции независимо от времени суток и погодных условий. Вместо одного большого котла может быть применено несколько котлов меньших размеров. Это упрощает их изготовление и транспортировку к месту их установки.

Применение электростанций с питающими их аккумуляторами солнечной энергии сокращает количество сжигаемого угля, газа и нефтепродуктов, что экономически выгодно и улучшает экологическую обстановку.