SU1449703A1 - Aerodynamic solar power plant - Google Patents

Abstract

Translated fromRussian

Изобретение позвол ет упростить конструкцию гелиостанЦии и повысить ее КПД путем стабилизации воздушной т ги. Т гова  башн  1 выполнена в виде проволочно-тросового каркаса 20 и закрепленного на нем снаружи пленочного материала 21. Пленочный оптически прозрачный свод 4 расположен у основани  башни и пневматически с ней св зан. Жалюзи 19 автоматического флюгерного воздухозаборника 18 установлены по периметру свода 4. Закрепленна  на азростате 14 воздушна  камера 15 имеет внутренние перфорированные перегородки 16 и выход-.The invention allows to simplify the design of the solar power plant and increase its efficiency by stabilizing the air draft. The turret of the tower 1 is made in the form of a wire-wire frame 20 and a film material 21 fixed thereon outside. A film optically transparent arch 4 is located at the base of the tower and is pneumatically connected with it. The louvers 19 of the automatic vane air inlet 18 are installed along the perimeter of the roof 4. The air chamber 15 fixed to the azrostat 14 has internal perforated partitions 16 and an exit -.

Description

Translated fromRussian

1one

Изобретение относитс  к гелиотехнике , в частности к аэродинамическим гелиостанци м.The invention relates to solar technology, in particular to aerodynamic solar stations.

Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции гелиостанции и повышение ее КПД путем стабилизации воздушной т ги.The aim of the invention is to simplify the design of a solar station and increase its efficiency by stabilizing air traction.

На чертеже показана конструктивна  схема аэродинамической гелиостанции .The drawing shows a structural diagram of the aerodynamic solar station.

Аэродинамическа  гелиостанци  содержит т говую бащню 1 с турбогенератором 2, вод ной солнечный коллектор , выполненный в виде поглощающих излучение кольцевых перфорированных мембран 3, установленных под пленочньш оптически прозрачным сводом 4 аксиально башне 1, изогнутых перфорированных стенок 5, скрепл ющих мембраны 3 в радиальных направлени х , и системы кольцевых радиальных и вертикальных трубопроводов 6, закрепленных на мембранах 3 и стенках 5, тепловой аккумул тор 7 вьтолненный в виде св занных гидравлически с системой трубопроводов 6 и между собой верхнего бака 8 и ниже расположенных героновых сосудов 9 и 10, снабженных трособлочным механизмом 11 с электролебедкой 12, и ориентируемые на Солнце концентраторы 13 солнечной энергии дл  одновременного нагрева воды и воздуха. Гелиостанци  также снабжена аэростатом 14. закрепленной на нем воздушной камерой 15, имеющей внутренние перфорированные перегородки 16 и выходные дросселирующие клапаны 17 и герметично подключенной к выходу т - твой бащни 1, и автоматическим флюгерным воздухозаборником 18,имеющим жалюзи 19, установленные по периметру свода 4, расположенного у основа- ни  бащни 1 и пневматически с ней св занного, а т гова  бащн  1 вьтол- нена в виде проволочно-троссового каркаса 20 и снаружи закрепленного на нем пленочного материала 21. 5 Кроме того, турбогенератор 2 имеет поворотный сопловой аппарат 22. Свод 4 выполнен двухслойным и внутренний из них покрыт составом с от- ражакщими свойствами. Турбогенера- 0 тор 2 установлен на опорах 23. Стенки 5 изогнуты в сторону воздействи  на воздушный поток кориолисовой силы . Бак 8 имеет расширительный элемент 24 и соединен с сосудами 9 и 5 1П через вентили 25 и 26 и гибкие шланги 27 и 28. Между сосудами 9 и 10 имеетс  воздуховод 29 и они через вентили 30 и 31 и гибкие щланги 32 и 33 соединены с системой трубопро 3Q водов 6. The aerodynamic solar station contains a traction tusche 1 with a turbogenerator 2, a solar water collector made in the form of radiation absorbing annular perforated membranes 3 installed under the film optically transparent arch 4 axially tower 1, curved perforated walls 5, fastening membranes 3 in radial directions , and systems of annular radial and vertical pipelines 6, mounted on membranes 3 and walls 5, heat accumulator 7 effected in the form of hydraulically connected with a piping system Od 6 and between each other the upper tank 8 and below located geron vessels 9 and 10, equipped with a cable block mechanism 11 with electric winch 12, and solar-oriented solar energy concentrators 13 for simultaneous heating of water and air. The solar station is also equipped with an aerostat 14. an air chamber 15 fixed on it, having internal perforated partitions 16 and outlet throttling valves 17 and hermetically connected to the output t - your bosom 1, and an automatic vane air inlet 18 having louver 19 installed along the perimeter of the roof 4, located at the base of the bashni 1 and pneumatically connected with it, and the blunt bass 1 is embodied in the form of a wire-wire frame 20 and outside of the film material fixed to it 21. 5 In addition, the turbogenerator p 2 has a rotary nozzle apparatus 22. The arch 4 is made of two-layer and the inner of them is covered with a composition with reflective properties. Turbogenerator-0 tor 2 is installed on supports 23. Walls 5 are bent in the direction of influence on the airflow of Coriolis force. The tank 8 has an expansion element 24 and is connected to the vessels 9 and 5 of the 1P via valves 25 and 26 and flexible hoses 27 and 28. Between the vessels 9 and 10 there is an air duct 29 and they are connected through the valves 30 and 31 and the flexible hoses 32 and 33 to the system 3Q water pipelines 6.

Жалюзи 19 установлены поворотно относительно вертикальной оси, имеют ход +90° и разбиты на группы,гаар- 35 нирно св занные т гами 34. Поворот групп жалюзи-19 осуществл етс  приThe louvers 19 are rotatable about a vertical axis, have a stroke of + 90 ° and are divided into groups, gaar-35 are loosely connected by rods 34.

1Д1D

помощи сельсин-привода 35, сельсин- датчика 36, муфты 37 и флюгера 38.assistance of the selsyn drive 35, the selsyn sensor 36, the coupling 37 and the wind vane 38.

Аэростат 14 крепитс  к опорам 23 через штанги 39 и гибкие св зи 40. Вокруг свода 4 смонтированы рельсовые пути 41, по которым перемещаетс  наклонна  ферма 42 с концентраторами 13 в виде изогнутых зеркал. Фермы 42 с колесными платформами 43 св заны в сцепку длиной до полупериметра свода 4 и имеют привод 44 с часовым механизмом.The balloon 14 is attached to the supports 23 through the rods 39 and flexible links 40. Around the arch 4, rail tracks 41 are mounted along which the inclined truss 42 with hubs 13 moves in the form of curved mirrors. The trusses 42 with wheeled platforms 43 are connected in a hitch up to a semi-perimeter of length 4 and are driven 44 with a clock mechanism.

Аэродинамическа  гелиостанци  работает следующим образом.Aerodynamic helio-station works as follows.

Система трубопроводов 6, бак 8 и сосуд 9, наход щийс  в верхнем положении , заполн ютс  рабочей жидкостью например водой. Под .действием солнечных лучей жидкость и воздух под сводом 4 нагреваютс . При наличии ветра флюгеры 38 устанавливаютс  против его направлени  и дл  этого положени  сельсин-датчики 36 выдают сигналы на сельсин-приводы 35,которые устанавливают группы жалюзи 19 по направлению ветра. При этом половина всех жалюзи 19 цо круговому периметру свода 4 открыта, а друга  половина закрыта, так как жалюзи 19 могут поворачиватьс  от полностью открытого положени  на угол ± 90. При необходимости можно подавать команду на открытие или закрытие любой группы жалюзи 19, разъедин   при этом флюгер 38 от сельсин-датчика 36 муфтой 37.The piping system 6, the tank 8 and the vessel 9, which is in the upper position, are filled with a working fluid, for example water. Under the action of the sun's rays, the liquid and the air under the roof 4 is heated. In the presence of wind, wind vane 38s are installed against its direction, and for this position, selsyn sensors 36 issue signals to selsyn actuators 35, which establish louver groups 19 in the direction of the wind. In this case, half of all louvers 19 of the circular perimeter of the roof 4 are open, while the other half is closed, since the louvers 19 can rotate from a fully open position by an angle of ± 90. If necessary, you can issue a command to open or close any group of louver 19, disconnecting weather vane 38 from selsyn sensor 36 by coupling 37.

От пр мого нагрева воздуха солнечным излучением и ко нвективного теплообмена с коллектором под сводом 4 повьаиаетс  полное давление и температура воздуха начинает подниматьс  по башне 1 в зону пониженного давлени  и начинает вращать турбогене- ратор 2. При движении воздуха, от периферии к центру под действием корио лисовой силы (из-за вращени  земли) он отклон етс  вправо (если гелиостанци  находитс  в северном полушарии ). В самой башне 1 воздух закручиваетс  против часовой стрелки тем больше, чем больше его вертикальна  скорость. После турбогенератора 2 воздух продолжает подъем по башне 1 и наполн ет камеру 15. Аэро- 14 поддерживаетс ,на заданной высоте за счет заполнени  легким газом . Незначительное избыточное давление в камере 15 поддерживаетс  об7П 3From direct heating of air by solar radiation and convective heat exchange with a collector under arch 4, full pressure builds up and air temperature begins to rise along tower 1 to a zone of reduced pressure and begins to rotate the turbogenerator 2. When air moves from the periphery to the center under the influence of corio The fox force (due to the rotation of the earth) is deflected to the right (if the helio-station is in the northern hemisphere). In the tower 1 itself, the air is twisted counterclockwise the greater, the greater its vertical velocity. After the turbo-generator 2, the air continues to rise up the tower 1 and fills the chamber 15. The aero-14 is maintained at a predetermined height by filling it with light gas. Slight overpressure in chamber 15 is maintained by ob7P 3

ратными клапанами 17, через KotopHe воздух выходит в атмосферу, спада-- ва  дополнительнуэт подъемную силу за счет реакции истечени .By means of air valves 17, through KotopHe, the air exits into the atmosphere, dropping down - va additional lift due to the outflow reaction.

Дополнительный нагрев воздуха и коллектора производитс  концентраторами 13, установленными на подвижной ферме 42, котора  при восходе солн0 ца находитс  на западе в течение дн  с определенной скоростью, завис щей от долготы дн , перемещаетс  на восток по северной стороне свода 4 при помощи приводов 44.Additional heating of the air and the collector is carried out by concentrators 13 installed on mobile farm 42, which at sunrise the sun is in the west during the day with a certain speed, depending on the longitude of the day, is moved eastwards along the northern side of the roof 4 by means of actuators 44.

5five

В ночное врем  фермы 42 с концентраторами 13 перевод тс  на западную сторону свода 4. После захода солнца необходи -гьгй подогрев воздуха осу0 ществл етс  за счет сосудов 10,теплова  энерги  в которых (гор ча  вода ) накапливаетс  в течение светового дн .At night, trusses 42 with concentrators 13 are transferred to the western side of arch 4. After sunset, the air is heated by vessels 10, the heat energy in which (hot water) accumulates during the day light.

Сосуды 9 и 10 и бак 8 работают следующим образом.Vessels 9 and 10 and tank 8 operate as follows.

Нагрета  вода скапливаетс  в баке 8, По достижении заданной рабочей температур111 часть этой воды перепускаетс  через вентиль 26 в нижний сосуд 10, воздух, вытесненный из него водой, поступает через воздухопровод 29 в верхний сосуд 9, из которого вода вытесн етс  через шланг 32The heated water accumulates in the tank 8. Upon reaching the predetermined operating temperature 111, part of this water is passed through the valve 26 into the lower vessel 10, the air displaced from it by water enters through the air duct 29 into the upper vessel 9 from which water is forced out through the hose 32

35 и вентиль 30 в трубопроводы 6 коллектора и из них снова попадает в бак 8, нагрева сь от солнечного излучени .35 and the valve 30 to the manifold pipes 6 and from them again enters the tank 8, being heated by solar radiation.

В течение светового дн  верхнийDuring daylight, the upper

сосуд 9 освобождаетс  от воды, а нижний наполн етс  гор чей водой. После захода солнца открываетс  вентиль 31 и .теплова  энерги  сосуда 10 отдаетс  коллектору, а от него за счет vessel 9 is freed from water and the bottom one is filled with hot water. After sunset, the valve 31 opens and the heat energy of the vessel 10 is given to the collector, and from it by

усиленного конвективного теплообмена через перфорированные мембраны 30 и стенки 5 рабочему телу - воздуху . После охлаждени  воды в нижнем сосуде 10 он перед восходом солнца enhanced convective heat exchange through perforated membranes 30 and walls 5 of the working fluid — air. After cooling the water in the lower vessel 10, it is before sunrise

50 поднимаетс  при помощи трособлочно- го механизма 11 и электролебедки 12. В дневное врем  процесс накоплени  тепловой энергии повтор етс  аналогично .50 is lifted using the cable block mechanism 11 and the electric winch 12. In the daytime, the process of accumulating thermal energy is repeated in a similar way.

5555

30thirty

Мощность гелиостанции зависит, в основном, от площади свода 4, высоты башни 1 и площади центраторов 13.The power of the solar station depends mainly on the area of the arch 4, the height of tower 1 and the area of centralizers 13.

Claims (1)

Translated fromRussian

1. Аэродинамическа  гелиост нци , содержаща  т говую башню с турбо-1. Aerodynamic heliost of NZI containing a turbocharged tower withгенератором, вод ной солнечный коллектор с тепловым аккумул тором и ориентируемые на солнце концентраторы солнечной энергии дл  одновременного нагрева воздуха и воды, о т - личающа с  тем, что, с целью упрощени  конструкции и повышени  КПД путем стабилизации воздушной т ги, гелиостанци  снабжена аэростатом , закрепленной на нем воз- душной камерой, имеющей внутренние перфорированные перегородки и выходные дросселирующие клапаны и герметично подключенной к выходу т говой бащни, пленочным оптически прозрач- ным сводом и автоматическим флюгерным воздухозаборником, имеющим жалюзи , установленные по периметру свода расположенного у основани  башни иgenerator, solar-powered solar collector and solar-oriented solar concentrators for simultaneous heating of air and water, which, in order to simplify the design and increase efficiency by stabilizing the air, the solar station is equipped with a balloon, an air chamber fixed on it, having internal perforated partitions and outlet throttling valves and hermetically connected to the outlet of the draft bosch, a film optically transparent arch and m feathered air intake, having shutters, installed around the perimeter of the arch located at the base of the tower andпневматически с ней св занного, а т гова  башн  выполнена в виде про- волочно-тросового каркаса и снаружи закрепленного на нем пленочного материала , коллектор - в виде поглощающих излучение кольцевых перфорированных мембран, установленных под сводом аксиально башне, изогнутых перфорированной стенок С1 репл и)щих цилиндры в радиальных направлени х, и системы кольцевых радиальных и вертикальных трубопроводов, закрепленных на мембранах и стенках, а акуму- л тор вьтолнен в виде св занных гидравлически с системой трубопроводов и между собой верхнего .бака и нижерасположенных героновых сосудов, снабженных трособлочным механизмом с электролебедкой,pneumatically connected with it, and the towing tower is made in the form of a wire rope cage and outside of the film material attached to it, the collector is in the form of ring-shaped perforated membranes absorbing radiation installed under the roof of the axially tower, curved perforated C1 walls of repl u) cylinders in radial directions, and systems of annular radial and vertical pipelines fixed to the membranes and walls, and the accumulator is made in the form of hydraulically connected with the system of pipelines and between is the upper tank and downstream geron vessels equipped with a cable block mechanism with electric winch,2, Гелиостанци  по п., отличающа с  тем, что турбогенератор имеет поворотный сопловой аппарат t2, Solar stations according to claim 2, characterized in that the turbogenerator has a rotary nozzle apparatus t