Устройство для преобразования солнечной энергии в электрическую

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социал истичесиив

Республик (iii937914 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 21.10.80 (21) 3008854/24-06, с присоединением заявки J4— (23) Приоритет—

Опубликовано23. 06. 82. Бюллетень Ию 23

Дата опубликования описания 23 06. 82 (5!)М. Кл.

F 24 J 3/02 фвудврствиеы6 квинтет

CCCP ю деин юабретеюй в вткуытв11 (53) УДК 662.997 (088.8) (22) Автор . изобретения

В. П. Коротков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ

ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУ6

ИзоЬретение относится к гелиотех нике, в частности к устройствам для преобразования солнечной энергии в . электрическую.

Известно устройство для преобразования солнечной энергии в электрическую, содержащее установленное с возможностью поворота вокруг ор-. тогональных осей параболическое зер. кало, размещенную вдоль его фокальной оси тепловую трубу, зоны испарения и конденсации которой соединены транспортным каналом и расположены соответственно на освещенной и теневой сторонах зеркала, и термоэлектрический преобразователь, установленный на радиаторе, расположенном в зоне конденсации тепловой трубы (1).

Однако в этом устройстве энергия Солнца используется лишь для нагрева горячих спаев термоэлектрического преобразователя, причем под вод тепловой энергии осуществляется

Р при помощи тепловой трубы. Кинетическая энергия газовой фазы теплоносителя в тепловой трубе при этом . не используется, что снижает эффективность устроиства.

Цель изобретения - -повышение сте. пени использования солнечной энергии в устройстве.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно .содержит размещенный софокусно с зеркалом контроотражатель эллиптической формы с центральным отверстием и двумя рабочими поверхностя15 ми, оптический квантовый генератор, активный стержень которого расположен в фокусе зеркала, установлен.ные в транспортном канале последовательно в направлении от зоны ис2о парения к зоне конденсации трубчатый управляющий электрод, сопловый ионизатор и генерирующие электроды, постоянные магниты, расположенные на тепловой трубе вдоль транспорт937914 зан и с сопловым ионизатором 16. В цепи электрической связи также ycf0 тановлены выпрямители 23. Генерирующие электроды 17 соединены с потребителем 24.

Оптический квантовый генератор 13 имеет прозрачное к солнечному излуи ченир окно 25, через которое осуществляется фокусировка излучения на активном стержне 14, и выходной резонатор 26.

На фиг. 1 также показан вариант

30 размещения устройства для преобразования солнечной энергии в электрическую на летательном аппарате 27.

Устройство для преобразования сол нечной энергии в электрическую рабо25 тает следующим образом.

3 ного канала перпендикулярно к генерирующим электродам, и размещенный в зоне конденсации ускоряющий электрод, причем тепловая труба со стороны испарительной зоны имеет прозрачное к излучению квантового генератора герметичное окно, расположенное соосно фокусу зеркала, а термоэлектрический преобразователь электрически связан с управляющим и ус" коряющим электродами.

На фиг, 1 схематично изображено устройство, общий вид; на фиг. 2фрагмент устройства, продольный разрез.

Устройство для преобразования солйечной энергии в электрическую содержит установленное с возможностью поворота вокруг ортогональных осей параболическое зеркало 1 (фиг. 1), размещенную вдоль его фокальной оси

2 тепловую трубу 3, эона 4 испарения и зона 5 конденсации которой соединены транспортным каналом 6 и расположены соответственно на освещенной и теневой сторонах зеркала 1 и термоэлектрический преобразователь 7, установленный на радиаторе 8, расположенном в зоне 5 конденсации тепловой трубы 3.

Устройство дополнительно содержит размещенный софокусно с зеркалом 1 контротражатель 9 (фиг.2 ) эллиптической формы с центральным отверстием 10 и двумя рабочими поверхностями 11 и 12, оптический квантовый генератор 13, активный стержень

14 которого расположен в фокусе зеркала 1, установленные в транспортном канале 6 последовательно в направлении от зоны 4 испарения к зоне 5 конденсации трубчатый управляющий электрод 15, сопловой ионизатор 16 и генерирующие электроды 17, постоянные магниты 18, расположенные на тепловой трубе 3 вдоль транспортно"

ro канала 6 перпендикулярно к генерирующим электродам 17, и размещенный в зоне 5 конденсации ускоряющий электрод )9, причем тепловая труба

3 со стороны испарительной зоны 4 имеет прозрачное к излучению квантового генератора 13 герметичное окно 20, расположенное соосно фокусу зеркала 1, а термоэлектрический преобразователь 7 электрически связан с управляющим электродом 15 и ускоряющим электродом 19.

М

4

Злектрическая связь термоэлектрического преобразователя 7 с электродами 15 и 19 осуществлена при помощи вибропреобразователя 21 и повышающего трансформатора 22.

Кроме того, термоэлектрический преобразователь 7 электрически свяСолнечные лучи, последовательно отражаясь от освещенной стороны параболического зеркала 1 и выпуклой рабочей поверхности 11 эллиптического контротражателя 9, фокусируются на зоне 4 испарения тепловой трубы 3. Пропитывающий капиллярнопористую структуру тепловой трубы 3 легкоиспаряющийся жидкий теплоноситель закипает, аккумулируя теплоту парообразования, переходит в газообразную фазу и поступает в транспортный канал 6, где расположены высокопотенциальный трубчатый управляющий электрод 15 и сопловой ионизатор 16. В зоне 5 конденсации газообразная фаза. конденсируется и отдает теплоту парообразования горячим спаям термоэлектрического преобразователя 7, которые охлаждаются за счет лучеиспускания через радиатор 8. Вырабатываемое термоэлектрическим преобразователем 7 напряжение преобразуется вибропреобразователем 21 в переменное, повышается трансформатором 22 и подается после выпрямителей 23 на высокопотенциальный трубчатый управляющий электрод 15 и ускоряющий электрод 19. Одновременно солнечные лучи отражаясь от освещенной вогнутой рабочей поверхности 12 эллиптическо-. го контротражателя 9, через окно 25

937914 6!

55 фокусируются на активном стержне A оптического квантового генератора 13 генерирующего за счет солнечной накачки когерентное лазерное излучейие которое через центральное отверстие

10 контротражателя 9, герметичное окно 20 и высокопотенциальный трубчатый управляющий электрод 15 попадает в транспортный канал 6 тепло" вой трубы 3. При этом создаваемая сопловым ионизатором 16 и высокопотенциальным трубчатым управляющим электродом 15 ионизация газообразной формы теплоносителя поддерживается на высоком уровне на всем протя жении транспортного канала 6 за счет действия мощного лазерного излуче-. ния оптического квантового генератора 13 ° Ионизированная газообразная .фаза теплоносителя дополнительно ускоряется напряжением ускоряющего электрода 19. При переоемении маг нитного поля постоянных магнитов 18 потоком ионизированной газообразной фазы теплоносителя на генерирующих электродах 17 генерируется .электрическая энергия большой мощности (магнитогидродинамический эффект), подаваемая потребителю 24, ко торая служит для питания агрегатов и приборов летательного аппарата 27.

Эта энергия, после преобразования в электромагнитное излучение определенной длины волны и фокусировки, мо жет канализироваться с летательного аппарата 27 на землю.

Размещение в транспортном канале 6 тепловой трубы 3 высокопотенциального управляющего электрода 15 и соплового ионизатора 16, напряжения на которые подаются от термо" электрического преобразователя 7 создает начальную ионизацию газооб" разного теплоносителя, используя ег кинетическую энергию.

Начальная ионизация газа поддерживается благодаря излучению оптического квантового генератора 13 на протяжении всего транспортного канала 6 тепловой трубы 3. Для накачки квантового генератора 13 также используется солнечная энергия. Движущийся ионизированный газовый поток теплоносителя при пересечении магнитного поля постоянных магнитов

18 на генерирующих электродах 17 вырабатывает электроэнергию большой мощности.

S5

26

36

46 о

Таким образом, солнечная энергия используется не только для обеспечения теплового режима работы термоэлектрического преобразователя 7, но и для ионизации потока теплоносителя, что, в Конечном счете, приводит к более полному использованию солнечной энергии.

Формула изобретения

Устройство для преобразования сол нечной энергии в электрическую, со- . держащее установленное с воэможностью поворота вокруг ортогональиых осей параболическое зеркало, размещенную вдоль.его фокальной оси тепловую трубу, зоны испарения и конденсации которой соединены транспортным каналом и расположены соответственно на освещенной и теневой сторонах зеркала, и термоэлектрический пре« образователь, установленный на ра" диатсре, расположенном в зоне конденсации тепловой трубы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения степени использования солнечной энергии, устройство дополнительно содержит размещенный софокусно с зеркалом контротражатель эллиптической формы с центральным отверстием и двумя рабочими поверхностями, оптический квантовый генератор, ак" тивный стержень которого расположен в фокусе зеркала, установленные в транспортном канале последовательно в направлении от зоны испарения к зоне конденсации трубчатый управляющий электрод, сопловой ионизатор и генерирующие электроды, постоянные магниты, расположенные на тепловой трубе вдоль транспортного канала перпендикулярно к генерирующим электродам, и размещенный в зоне конденсации ускоряющий электрод, причем тепловая труба со стороны испарительной зоны имеет прозрачное к излучению квантового генератора герметичное окно, расположенное соосно фокусу зеркала, а термоэлектрический преобразователь электрически связан с управляющим и ускоряющим электродами.

Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

H 354234, кл. F 24 J 3/02, 1971.