PL223028B1 - Układ przetwarzania energii słonecznej - Google Patents

Abstract

Układ przetwarzania energii słonecznej na energię elektryczną charakteryzujący się tym, że posiada co najmniej trzy panele fotowoltaiczne (1) umieszczone na zewnątrz budynku, pompę obiegową (2), zbiornik wodny (3) połączony z turbiną (4) poprzez pompę (2), turbinę (4) posiadającą co najmniej cztery łopatki, przekładnię multiplikator (6) i prądnicę synchroniczną, (7), zaś zbiornik wody (3), pompa (2) i turbina (4) tworzą układ zamknięty.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ do przetwarzania energii słonecznej na energię elektryczną, zwłaszcza w małych gospodarstwach domowych.

W dotychczasowym stanie techniki znane są rozwiązania techniczne do wytwarzania energii elektrycznej. Znana jest z polskiego opisu patentowego PL207540 elektrownia wodna do wytwarzania energii elektrycznej w drodze przemiany energii przepływu wody za pomocą maszyny przepływowej z co najmniej jednym wirnikiem, napędzanym przez wirnik generatorem i pływakiem dla maszyny przepływowej, gdzie maszyna przepływowa jest zakotwiona na stałe, a wirnik ustawiony w kierunku przepływu. Z polskiego zgłoszenia wynalazku P-372240, znane jest wytwarzanie energii elektrycznej z niskiej jakości ciepła odpadowego / energii słonecznej, obejmujące wykorzystanie pętli czynnika chłodzącego, pracującego w cyklu zamkniętym. Płyn chłodzący pod ciśnieniem jest pompowany w temperaturze otoczenia przez wymiennik ciepła połączony ze źródłem ciepła odpadowego / energii słonecznej, a następnie wytwarza energię cieplną podczas konwersji do postaci wysokociśnieniowego gazu. Ogrzany / sprężony gaz chłodzący jest wprowadzany do rozprężarki w celu napędzania wału wyjściowego w wyniku rozprężania płynu do postaci odchłodzonego gazu przy nadciśnieniu równym około 0 psig. Ochłodzony, gazowy czynnik chłodzący jest skraplany do postaci cieczy przy niskim ciśnieniu i w temperaturze otoczenia i jest ponownie wprowadzany pod ciśnieniem do wymiennika ciepła. Rozprężarka jest odwrotnie dołączona sprężarką gazu: sprężony gaz chłodzący jest wprowadzany tam, gdzie jest normalnie jej wylot, zaś wlot staje się zakończeniem rozprężarki. Spadek ciśnienia / temperatury przepływającej masy gazu chłodzącego powoduje obracanie wału rozprężarki, umożliwiając bezpośredni odbiór energii mechanicznej, lub po sprzężeniu z synchronicznym lub indukcyjnym generatorem, jest wykorzystywany do wytwarzania elektryczności.

Celem wynalazku jest produkcja prądu elektrycznego na potrzeby własne.

Układ według wynalazku posiada co najmniej trzy panele fotowoltaiczne, pompę obiegową, zbiornik wodny, który poprzez pompę połączony jest z turbiną, przekładnię multiplikator i prądnicę synchroniczną.

Panele fotowoltaiczne umieszczone na zewnątrz budynku, korzystnie na dachu lub na ścianie budynku, wytwarzają energię elektryczną, która jest magazynowana w akumulatorach żelowych. Pompa, umieszczona przy zbiorniku wodnym, zasilana jest energią elektryczną wytworzoną przez panele fotowoltaiczne. Zbiornik wody, pompa i turbina tworzą układ zamknięty. Korzystnie zbiornik wody ma pojemność od 500 do 1000 I.

Pompa, umieszczona przy zbiorniku wodnym, przepompowuje wodę ze zbiornika wodnego na turbinę, a z turbiny króćcem dolnym przepływa z powrotem do zbiornika. Korzystnie między turbiną a zbiornikiem wodnym znajduje się zawór zwrotny. Korzystnie pompa generuje w obiegu zamkniętym strumień wody o natężeniu przepływu od 18 do 36 m /h.

Turbina składa się z wirnika posiadającego co najmniej cztery łopatki. Korzystnie wirnik wykonany jest z aluminium.

Korzystnie średnica wirnika zawiera się w przedziale od 0,5 do 1,5 m w zależności od zastosowanej pompy obiegowej strumienia wody.

Pompa posiadająca system 2 lub 3 dysz umieszczonych na obwodzie turbiny wodnej, napędza wirnik turbiny, której wał przekazuje moc, moment obrotowy oraz obroty poprzez sprzęgła elastyczne i przekładnie multiplikator na wał niskoobrotowej prądnicy synchronicznej. Z prądnicy synchronicznej pobierana jest energia elektryczna przez urządzenia zewnętrzne.

Układ według wynalazku pozwala na wykorzystanie energii słonecznej w domowych warunkach mieszkaniowych, w celu wytworzenia takiej ilości energii elektrycznej, która wystarcza do celów własnych a niewykorzystaną nadwyżkę można sprzedać na wolnym rynku. Zasilanie fotowoltaiczne sprawia, że instalacja nie wymaga prowadzenia dodatkowych instalacji zewnętrznych.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest widoczny na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ do przetwarzania energii słonecznej w energię elektryczną, a fig. 2 zastosowaną w układzie turbinę wodną.

PRZYKŁAD I. Układ posiada trzy panele fotowoltaiczne 1 o mocy 240 W umieszczone na dachu budynku, pompę obiegową 2, zbiornik wodny 3 o pojemności 1000 I, który poprzez pompę 2 połączony jest z turbiną 4 ze stali nierdzewnej, sprzęgła elastyczne 5, przekładnię multiplikator 6 i prądnicę synchroniczną 7. Pompa 2 umieszczona jest między zbiornikiem wodnym 3 a turbiną 4. Zbiornik wo dny 3, pompa 2 i turbina 4 tworzą układ zamknięty. Pompa 2 generuje w obiegu zamkniętym strumień

PL 223 028 B1 wody o natężeniu przepływu do 36 m /h. Między turbiną 4 a zbiornikiem wodnym 3 znajduje się zawór zwrotny 8. Pompa 2 posiada system trzech dysz 9 umieszczonych na obwodzie turbiny 4. Turbina 4 składa się z wirnika 10 aluminiowego posiadającego cztery łopatki 11. Średnica wirnika 10 wynosi 1 m.

Panele fotowoltaiczne 1, wytwarzają energię elektryczną, która jest magazynowana w akumulatorach żelowych. Pompa 2, zasilana energią elektryczną wytworzoną przez panele fotowoltaiczne 1, przepompowuje wodę ze zbiornika wodnego 3 na turbinę 4, a z turbiny 4 króćcem 12 dolnym przepł ywa z powrotem do zbiornika 3. Strumień wody wytworzony przez pompę 2, napędza wirnik 10 turbiny 4, której wał przekazuje moc, moment obrotowy oraz obroty poprzez sprzęgła elastyczne 5, przekładnię multiplikator 6 na wał niskoobrotowej prądnicy 7 synchronicznej. Z prądnicy 7 synchronicznej pobierana jest energia elektryczna przez urządzenia zewnętrzne. Prądnica 7 synchroniczna wytwarza energię elektryczną w okresie nasłonecznienia i po zmroku do wyczerpania akumulatorów.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ przetwarzania energii słonecznej na energię elektryczną, znamienny tym, że posiada co najmniej trzy panele fotowoltaiczne 1 umieszczone na zewnątrz budynku, pompę obiegową 2, zbiornik wodny 3 połączony z turbiną 4 poprzez pompę 2, turbinę 4 posiadającą co najmniej cztery łopatki 11 przekładnię multiplikator 6 i prądnicę synchroniczną 7, zaś zbiornik wody 3, pompa 2 i turb ina 4 tworzą układ zamknięty.
2. 2. Układ wg zastrz. 1, znamienny tym, że panele fotowoltaiczne 1 umieszczone są na dachu budynku.
3. 3. Układ wg zastrz. 1, znamienny tym, że panele fotowoltaiczne 1 umieszczone są na ścianie budynku.
4. 4. Układ wg zastrz. 1, znamienny tym, że zbiornik wody 3 ma pojemność od 500 do 1000 1.
5. 5. Układ wg zastrz. 1, znamienny tym, że między turbiną 4 a zbiornikiem wodnym 3 znajduje się zawór zwrotny 8.
6. 6. Układ wg zastrz. 1, znamienny tym, że pompa 2 generuje w obiegu zamkniętym strumień ₃ wody o natężeniu przepływu od 18 do 36 m³/h.
7. 7. Układ wg zastrz. 1, znamienny tym, że wirnik 10 wykonany jest z aluminium.
8. 8. Układ wg zastrz. 1, znamienny tym, że średnica wirnika 10 zawiera się w przedziale od 0,5 do 1,5 m.