Патент на изобретение №2387041

(54) СОЛНЕЧНЫЙ АККУМУЛЯТОР

(57) Реферат:

Изобретение относится к области преобразования солнечной энергии в электроэнергию и ее аккумулирования. Солнечный аккумулятор содержит менисковую светоантенну для сбора и направления солнечных лучей через отражатель по гибкому световоду через собирающие линзы и меняющиеся светофильтры к катоду, корпус, анод и фотоумножитель, пластины для сбора и вывода электронов в наружную цепь. На поверхности фотоумножителя, обращенной к концентратору, выполнен слой полупроводника. В корпус впаян концентратор, через который солнечные лучи попадают на катод, при этом электроны с катода через фотоумножитель, собирающую пластину и электролитическую среду попадают в наружную цепь. Изобретение обеспечивает снижение затрат на преобразование солнечной энергии. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области преобразования солнечной энергии в электроэнергию и ее аккумулирование с применением раздела физики «Фотоэффект».

Прототипом является стеклянный баллон на рис.221, стр.225, Физика 10 кл. Г.Я.Мякишев, 1983 г. Его недостатком является низкий КПД. Прототипом фотоумножителя является изобретение 339240 «Фотоэлектронное устройство». Недостатком этого объекта является устройство, где отсутствует слой полупроводника сверху и нет пластины вывода энергии (см. 339240). Известный объект имеет низкий КПД.

Предложен объект – солнечный автоклавный аккумулятор, содержащий менисковую светоантенну и светопровода, собирающие линзы, меняющиеся светофильтры и черную заслонку для пуска в работу и остановки этого устройства, катоды, аноды, пластины сбора и вывода энергии электронов в наружную цепь или диодную систему, блок умножительной системы. Аккумулятор выполняется вакуумным или с закачанными в него газами: аргоном, водородом, и разборным, с дополнениями, как показано на фиг.2 и 3. Предлагаемый объект позволяет получить электроэнергию из солнечной энергии, исходя из описания изобретения этого объекта, с наименьшими затратами, например, светоантенна собирает солнечный свет и направляет его по световоду через собирающую линзу к катоду. Электроны, вырванные из катода, направляются в блок умножительной системы, где число их возрастает в 30 раз. Блок умножительной системы работает автономно за счет слоя полупроводника, сверху на который падает свет через кварцевое окно (см. фиг.1). Кварцевое окно может дублироваться собирающей линзой, для пояснения см. схему на фиг.1. На фиг.2 – устройство электрохимической ячейки. На фиг.3 – принцип электрохимического преобразователя.

Предложенный объект осуществляется следующим образом.

Автоклавный аккумулятор на фиг.1 состоит из корпуса 9, катодов 7, собирающих линз 10, собирающей пластины 8, кольца для сбора потерянных электронов 11, электролитической среды Б с пластинами 6, разделяющей пластины из диэлектрика 5, наружной электроцепи 3, состоящей из клеммы выключателя, амперметра, вольтметра, сопротивления 4, катодов 7, фотоумножителя 1 и слоя полупроводника n-типа наверху и по обеим сторонам фотоумножителя, например селенид кадмия, селенид серебра, менисковой светоантенны 15, светопровода 14, тумбы для крепления светопроводов 13(а), меняющихся светофильтров и светозаслонки 13. Солнечный свет 2 проникает в корпус 9 через собирающие линзы 10, через менисковую светоантенну 15, которая состоит из отражателя 16, гибкого светопровода 14, тумбы 13(а), светофильтров 13. В корпус 9 впаяно кварцевое окно 12, через которое попадает свет на фотоумножитель, см. описание выше, попадает на катоды 7, вырывает электроны, которые направляются к собирающей пластине 8 через фотоумножитель 1, где увеличивается поток электронов в 30 раз, а собирающая пластина 8 принимает этот поток и выводит в цепь 3, через электролитическую среду Б из наполнителей современных батареек – сотовых телефонов и т.д., наиболее хорошо зарекомендовавших себя в использовании или щелочного раствора сульфид ионов, или полисульфид ионов, где часть энергии накапливается, часть выводится в цепь, поэтому аккумулятор работает и в присутствии солнца, энергия идет из электролитической среды, таким образом, устройство работает круглосуточно, в результате благотворно влияет на экологию. По описанию в журнале «Наука и жизнь», 1984 г., 12, стр.41-45 есть возможность получения в предполагаемом автоклаве следующего: аминокислот, связанного азота, потребности в котором очень велики, обогащение руд и извлечение металлов, особенно редких и драгоценных, и другие важные и редкие вещества. Для получения вышеперечисленного требуются кварцевое стекло, боросиликаты, стекла твердых сортов (Шотт Т., Филипс, Фотос и др.), которые спаиваются одинаково хорошо с вольфрамом, молибденом и феррохромом – платинитом. В некоторых случаях рекомендуется вольфрам покрывать слоем кобальта, хорош в этих случаях платинит в сочетании с тюрингенским стеклом, кварцевым стеклом в виде окошка. Катоды из никеля, серебра, сормяноцезилевые (Na, К, Rb, Cs). Форма фотоэлемента – катода делается различной: свирическая, цилиндрическая, трубкообразная, треугольная и т.д. Свирическая наиболее распространена. Благодаря этой форме получается ряд повторных отражений от поверхности катода, не выходящих наружу и увеличивающих фототок в тех случаях, когда катод состоит из пленок щелочного металла, нанесенного на магний, влияние повторных отражений может быть значительным. Сочетание впаянного кварцевого окошка с простыми и дешевыми катодами натриевыми и кадмиевыми чувствительными к ультрафиолету. Стекла Сибор, пирекс при толщине 0,25 мл будучи применены в тех же условиях дали вполне аналогичные результаты. В корпус может быть помещен инертный газ, аргон под давлением порядка 10 мм рт.ст., для понижения чувствительности в красной части спектра можно вводить водород. Очень удобно ставить внутри корпуса осморегулятор из палладия, Cs – Mg. Катод имеет большую чувствительность в широком пределе длин волн.

Для тонких слоев щелочных металлов на магниевом подслое чувствительность непрерывно растет в сторону коротких волн на всем протяжении видимого спектра. Катоды К – Mg обладают одинаковой чувствительностью в области более коротких волн, чем видимый спектр. Тонкие пленки щелочных металлов (Na, К, Rb, Cs), осажденные на металлическую поверхность Ag, Cu и т.д. Фотоэлектрическая чувствительность этих пленок не имеет никакого максимума видимой части света (см. «Техника изготовления фотоэлементов», Жорж Дежарден. Доклад на публичном собрании оптического института в Париже, 13 июля 1930 года).

Материалы: фосфид галлия, щелочной раствор из сульфид или полисульфид ионов, минерал рутил, электролит сернокислых солей галлия и натрия, растворы соединений меди, триоксид вольфрама, оксид цинка, калий, натрий, цезий, платинит, платиновая пластина, электрокатализатор. Помещаем приведенные на фиг.2, 3 системы (см. ниже) в корпус 9. На фиг.2 показана электрохимическа ячейка. В 1839 году французский физик А.Беккерель заменив сосуд U-образной трубкой, облучал одно из ее колен солнечным светом и обнаружил в цепи электрический ток. На фиг.3 показана принципиальная схема электрохимического преобразователя солнечной энергии в электрическую.

Предложенные в описании журнала «Наука и жизнь», 1984 г., 12, стр.41-43 аккумуляторы – дешевые и простые в изготовлении, с широким полем использования.

Например, для питания устройства для получения водорода из анаэробно разлагаемого органического материала по патенту RU 2295502.

Имя изобретателя и патентообладателя: Ройчоудхури Сукомал.

Дата начала действия патента: 2000.02.01.

Применение менисковой светоантенны в сочетании с собирающими линзами может быть оправдано во многих патентах, изобретениях, где используется солнечный свет. Например, устройство для преобразования солнечной энергии (варианты) по патенту RU 2109228.

Имя изобретателей: Ашурлы З.М., Молохина Л.А., Филин С.А.

Имя патентообладателя: Акционерное общество закрытого типа «АстроСолар»; Молохина Л.А.

Дата начала действия патента: 1995.07.21.

Таким образом, предлагаемый объект позволяет достичь положительного эффекта вследствие применения вышеописанных менисковой светоантенны, собирающей линзы и корпуса аккумулятора с его внутренним наполнением, т.е. фотоумножительной системы и электролитической среды. Выше перечисленное является преимуществом по отношению к прототипам (см. описание).

Формула изобретения

1. Солнечный аккумулятор, содержащий менисковую светоантенну для сбора и направления солнечных лучей через отражатель по гибкому световоду через собирающие линзы и меняющиеся светофильтры к катоду, корпус, анод и фотоумножитель, пластины для сбора и вывода электронов в наружную цепь, отличающийся тем, что на поверхности фотоумножителя, обращенной к концентратору, выполнен слой полупроводника, в корпус впаян концентратор, через который солнечные лучи попадают на катод, при этом электроны с катода через фотоумножитель, собирающую пластину и электролитическую среду попадают в наружную цепь.

2. Солнечный аккумулятор по п.1, отличающийся тем, что устройство содержит в качестве концентратора солнечной энергии кварцевое окно.

3. Солнечный аккумулятор по п.1, отличающийся тем, что устройство содержит в качестве концентратора солнечной энергии кварцевое окно и сдублированную с ним дополнительную собирающую линзу.

РИСУНКИ