Солнечная фотоэлектрическая батарея

Полезная модель относится к области электротехники, более конкретно к устройствам для непосредственного преобразования энергии солнечного излучения в электрическую энергию с помощью фотоэлектрических полупроводниковых преобразователей и может найти применение при создании альтернативных источников электрической энергии в виде солнечных батарей для потребителей малой и средней мощности. Техническая задача, решаемая предлагаемой полезной моделью состоит в увеличении эффективности работы классической фотоэлектрической батареи и в повышении КПД преобразования солнечной энергии в электрическую. Технический эффект, заключающийся в отражении части спектра солнечного излучения, приводящего к нагреву фотоэлемента, ортогональной ориентации солнечного излучения к поверхности фотоэлемента, достигается тем, что известная солнечная фотоэлектрическая батарея, содержащая, по крайней мере, одну мультиплексную голографическую пленку, располагающуюся на поверхности батареи и состоящую из множества дифракционных решеток, которые имеют угловые мультиплексированные зоны работы, защитное стекло, согласно полезной модели, снабжена спектральным фильтром, при этом фотоэлектрическая батарея имеет слоистую структуру, включающую в себя последовательно расположенные снизу вверх и перекрывающие фотоэлемент слои защитного стекла, голографической мультиплексной пленки, спектрального фильтра.

3 н.п. ф-лы, 4 илл.

Полезная модель относится к области электротехники, более конкретно к устройствам для непосредственного преобразования энергии солнечного излучения в электрическую энергию с помощью фотоэлектрических полупроводниковых преобразователей и может найти применение при создании альтернативных источников электрической энергии в виде солнечных батарей для потребителей малой и средней мощности.

Известно концентрирующее фотоэлектрическое устройство, состоящее из монолитного набора микролинз и тонкопленочных элементов, закрепленных в фокусе микролинз. (Пат 2003095340 США, опублик. 22.05.2003.). Недостатком данной системы является то что для корректной работы фотоэлектрической системы с таким концентрирующим покрытием необходимо точное слежение за положением Солнца, неэффективная работа в условиях облачности, а так же сильный нагрев фотоэлементов при прохождении через них концентрированного солнечного излучения.

Известно устройство для концентрации солнечной радиации (Пат 6274860 США, опублик. 14.08.2001.) состоящее из плоского голографического концентратора и возможное для использования совместно с фотоэлектрическим преобразователем. Недостатком такой установки является низкий коэффициент полезного действия по отношению к классическим фотоэлектрическим батареям при преобразовании нормально ориентированного к поверхности солнечного излучения.

Техническая задача, решаемая предлагаемой полезной моделью состоит в увеличении эффективности работы классической фотоэлектрической батареи и в повышении КПД преобразования солнечной энергии в электрическую. Технический эффект, заключающийся в отражении части спектра солнечного излучения, приводящего к нагреву фотоэлемента, ортогональной ориентации солнечного излучения к поверхности фотоэлемента, достигается тем, что известная солнечная фотоэлектрическая батарея, содержащая, по крайней мере, одну мультиплексную голографическую пленку, располагающуюся на поверхности батареи и состоящую из множества дифракционных решеток, которые имеют угловые мультиплексированные зоны работы, защитное стекло, согласно полезной модели, снабжена спектральным фильтром, при этом фотоэлектрическая батарея имеет слоистую структуру, включающую в себя последовательно расположенные снизу вверх и перекрывающие фотоэлемент слои защитного стекла, голографической мультиплексной пленки, спектрального фильтра.

По второму варианту известная солнечная фотоэлектрическая батарея, содержащая, по крайней мере, одну мультиплексную голографическую пленку, располагающуюся на поверхности батареи и состоящую из множества дифракционных решеток, которые имеют угловые мультиплексированные зоны работы, защитное стекло, согласно полезной модели, снабжена спектральным фильтром, при этом фотоэлектрическая батарея имеет слоистую структуру, включающую в себя последовательно расположенные снизу вверх и перекрывающие фотоэлемент слои голографической мультплексной пленки, спектрального фильтра, защитного стекла.

По третьему варианту известная солнечная фотоэлектрическая батарея, содержащая, по крайней мере, одну мультиплексную голографическую пленку, располагающуюся на поверхности батареи и состоящую из множества дифракционных решеток, которые имеют угловые мультиплексированные зоны работы, защитное стекло, согласно полезной модели, снабжена спектральным фильтром, при этом фотоэлектрическая батарея имеет слоистую структуру, включающую в себя последовательно расположенные снизу вверх и перекрывающие фотоэлемент слои голографической мультплексной пленки, защитного стекла, спектрального фильтра..

Такое техническое решение позволяет: отказаться от механического слежения солнечного модуля за положением Солнца, избежать снижения КПД солнечного модуля, вызванное нагревом, увеличить выработку электроэнергии солнечного модуля по отношению к стационарно расположенному солнечному модулю.

На фиг.1 представлена структурная схема солнечной фотоэлектрической батареи.

Фотоэлектрическая батарея содержит: отражающий слой 1, топографическую преломляющую пленку 2, защитное стекло 3, фотоэлементы 4. На фиг 2, 3 представлены варианты различной компоновки батареи.

Фиг.2 описывает компоновку фотоэлектрической батареи где, отражающий слой 1, нанесен на голографическую пленку 2, а пленка находится под защитным стеклом 3. Фотоэлемент закрепляется за голографической пленкой.

Фиг.3 описывает компоновку фотоэлектрической батареи где, отражающий слой 1, нанесен поверхность защитного стекла 3, а голографическая пленка 2 находится под защитным стеклом. Фотоэлемент закрепляется за голографической пленкой.

Солнечная фотоэлектрическая батарея работает следующим образом (фиг 4). Часть спектра солнечного излучения, соответствующая спектральным характеристикам фотоэлемента (min фотоэлемента <излучение <max фотоэлемента), проходит отражающий слой 1, другая часть спектра солнечного излучения, не соответствующая спектральным характеристикам фотоэлемента отражается от отражающего слоя 1. Это позволяет избегать нагрева и связанного с ним снижения КПД фотоэлемента. Затем солнечное излучение, соответствующее спектральным характеристикам фотоэлемента попадает на голографическую мультиплексную пленку 2, где оно, проходя через дифракционные решетки, преломляется таким образом, что за голографической мультиплексной пленкой солнечные лучи выходят нормально ориентированными к поверхности фотоэлемента, в независимости от угла падения их на солнечный модуль. Это позволяет отказаться от механического слежения за положением Солнца и увеличить выработку электроэнергии солнечного модуля.

1. Солнечная фотоэлектрическая батарея, содержащая, по крайней мере, одну мультиплексную топографическую пленку, располагающуюся на поверхности батареи и состоящую из множества дифракционных решеток, которые имеют угловые мультиплексированные зоны работы, защитное стекло, отличающаяся тем, что она снабжена спектральным фильтром, при этом фотоэлектрическая батарея имеет слоистую структуру, включающую в себя последовательно расположенные снизу вверх и перекрывающие фотоэлемент слои защитного стекла, голографической мультиплексной пленки, спектрального фильтра.

2. Солнечная фотоэлектрическая батарея, содержащая, по крайней мере, одну мультиплексную топографическую пленку, располагающуюся на поверхности батареи и состоящую из множества дифракционных решеток, которые имеют угловые мультиплексированные зоны работы, защитное стекло, отличающаяся тем, что она снабжена спектральным фильтром, при этом фотоэлектрическая батарея имеет слоистую структуру, включающую в себя последовательно расположенные снизу вверх и перекрывающие фотоэлемент слои голографической мультплексной пленки, спектрального фильтра, защитного стекла.

3. Солнечная фотоэлектрическая батарея, содержащая, по крайней мере, одну мультиплексную топографическую пленку, располагающуюся на поверхности батареи и состоящую из множества дифракционных решеток, которые имеют угловые мультиплексированные зоны работы, защитное стекло, отличающаяся тем, что она снабжена спектральным фильтром, при этом фотоэлектрическая батарея имеет слоистую структуру, включающую в себя последовательно расположенные снизу вверх и перекрывающие фотоэлемент слои голографической мультплексной пленки, защитного стекла, спектрального фильтра.