Home Начало
Wind farm development Вятърни паркове
Solar PV park engineering Фотоволтаични паркове
Water stream power Хидроенергетика
Distributed power generation Разпределена енергетика
Hydrogen car patents  Патенти за водородни  автомобили
Fiber-optic cables over wires Интегрирани ел-ком линии
SEE ALL VIDEOS ВСИЧКИ  КЛИПОВЕ
New Books Нови книги

 

 

Вижте представянето по bTV на новоизобретената реактивна пропелерна турбина тук 

Bидеоклипове на реактивни хидрокинетични турбини вижте тук !!!  

Видеоклипове на реактивни вятърни турбини вижте тук !!!! 

Видеоклипове на eлектроцентрали на морски/океански вълнв вижте тук !!!! 

 

Нова ват АД

Евро субсидии за електроцентрали, произвеждащи електричество от слънцето, биомасата и вятъра.

Изготвяне на специализирани вариантни проекти за кандидатстване по европрограмите за 70-100% безвъзмездна помощ.

 

Нова книга : Хидрокинетични турбини - д-р инж. Георги Тончев

През изминалия 20-ти век се смяташе, че ВЕЦ са много природосъобразни електроцентрали. Наистина те не ползват замърсяващи природата горива. Съответно – въглеродните окиси и други замърсявания от горенето на въглища и природен газ се избягват напълно. Но  с прогресиращото глобално затопляне, все повече внимание се обръща на парниковите газове. Известно е, че метанът е основен причинител за разрушаване на озоновия слой, което директно води до увеличена слънчева радиация на планетата, а от това и затоплянето й. А метанът е около 20 пъти по-вреден за атмосферата от въглеродния диоксид, който се изхвърля в атмосферата от всички ТЕЦ, независимо какво гориво изгарят.

Всеки ВЕЦ има водохващане или язовир, което нарушава естествения отток на водите, което води до осушаване на речните корита със съответните необратими последици за речните и околоречните екосистеми и до опустиняване на терените около заливните тераси на реките. Но се оказва, че не е само този проблем. Много сериозен проблем следва от заблатяването и неизменното затлачване на водохващанията, в които кислородът е крайно недостатъчен за естествена речна флора и фауна. Тя загива и на нейно място се развиват мащабни гнилостни процеси, които водят до отделяне на големи количества метан. Някои изследвания в тропически язовири на ВЕЦ, показват, че отделяните метан и други парникови газове са до 4-пъти повече от тези на ТЕЦ със съизмеримо електропроизводство. В нашите климатични условия отделяният метан от язовирите на ВЕЦ не е толкова много, но във всички случаи атмосферното замърсяване е значително. Поради посочените и други причини, още в края на миналия век Световната банка спря финансирано на ВЕЦ. Но така или иначе, реките носят много енергия и тя следва да се използва, но  по природосъобразен начин. Затова започна бързо развитие на нова област в хидроенергетиката, която използва кинетичната енергия на водата, за разлика от ВЕЦ, които разчитат на потенциалната енергия. Оползотворяването на кинетичната енергия на водата става с хидрокинетични и водовъртежни турбини. На тази тема е посветена книгата „Хидрокинетични турбини”, която е второ допълнено издание.

Финансовата криза вече засегна и реалната икономика. Инвеститорите се отказват от вложенията в недвижимости, които традиционно бяха с минимален риск. Те се въздържат и от инвестициите в ценни книжа. Сега техният интерес е към реалната икономика. Но не към продуктовите отрасли, а към фундамента на стопанската дейност – енергетиката.

С представените в тази книга правно защитени иновативни технически решения се постига висока степен на оползотворяване на кинетичната енергия на речните и каналните течения, на водовъртежите, на морските вълни и на приливите и отливите. Включително и за генерирането на екологично чисто електричество. Неговата цена се получава напълно конкурентноспособна на цените на тока от познатите у нас ТЕЦ и АЕЦ. Представените патенти и ноу-хау имат широкообхватни глобални приложения и затова последната 14-та глава от книгата е на английски език. В нея са резюмирани техническите новости от останалите 13 глави, които са на български език. Но освен глобално значение, хидрокинетичната енергетика може да намери важно място и у нас. Известно е, е че енергетиката в България е силно зависима от внос на суровини. Затова е добре да се обърнем към местните възобновяеми енергийни ресурси. Например, енергията, която носи река Дунав е огромен ресурс, който за съжаление изобщо не ползваме. В тази книга се предлагат редица нови български технологии и технически средства за екологично усвояване на кинетичната енергия на реките, без строителството на бентове и язовири.

Ако разгледаме само едно изобретение от книгата – например водовъртежната ВЕЦ, може да открием многопосочни ползи от него:

Ниска себестойност на енергията, защото се използва естественото, поддържано от земното въртене, стабилно въртене на водата във водовъртежа. А енергията на въртящата се вода се усвоява в много висока степен от чрез изобретената нескъпа реактивна водовъртежна турбина.

Избягване на водоеми и тръбопроводи, които са неизбежни при добре познатите ни ВЕЦ, с всичките неприродосъобразни последици от тях 

Стимулиране на аеробния живот в реките, чрез обогатяването на водата с кислорода от въздуха във водовъртежа и турбината в него.

Обогатяването на реките кислород има не само жизнено важно значение за речната фауна, но и съществено възпира гниенето, при което се отделя опасния парников газ метан. Затова използването на водовъртежни електроцентрали може да има много широко приложение у нас, не само на реки и канали, но и в пречиствателните станции на отпадни води, където, така или иначе, следва да  се прави кислородно обогатяване на пречистваните води. С това иновативно решение не само се произвежда евтина електроенергия, но и водата се аерира.

Вижте повече на www.b2b.bg/hydrobook.html

 

70 + 20 % евросубсидии за изграждане на електроцентрали на ВЕИ

Започна изготвянето на проекти по Наредба 16-27 от 2008 г. (вижте на www.tonchev.org/naredba16.htm ) за финансиране на ВЕИ проекти по мярка 312 по Програмата за развитие на селските райони

Изграждането на фотоволтаични, вятърни, водни и комбинирани електроцентрали и други, ползващи възобновяеми енергийни източници (ВЕИ) се финансира по мярка 312 по програмата за развитие на селските райони, по която се приемат проекти в началото на 2009 година. Може да се кандидатства с проекти на стойност до 1 млн. евро, но за да се вземе максимално допустимият процент на гранта (70%), проектът трябва да е за не повече от 300 хил. евро.

Преди да решите дали да инвестирате в изграждането на фотоволтаична централа, може да видите информацията на www.solextra.eu

Съгласно действащото законодателство преференциалните цени за изкупуване на произведената електрическа енергия са:

- за фотоволтаични системи с мощност до 5 kWp: 0.782 лв. без ДДС за kWh (киловат час)

- за системи по-големи от 5 kWp: 0.718 без ДДС за kWh

- срокът за изкупуване на електроенергията по преференциалните цени по Закон e 25 години за ток от слънчеви електроцентрали, а за ток от вятърни  е 15 години при цена 9 евроцента за  киловатчас, през който период горепосочените цени могат само да бъдат увеличавани. За законовите преференции при инвестициите във ВEИ вижте повече тук

Вижте преференциалните изкупни цени на тока от ВЕИ в Решението на Държавната комисия по енергийно и водно регулиране

 

ПО-ДОЛУ СА ОПИСАНИ ОСНОВНИТЕ СТЪПКИ, КОИТО СЛЕДВА ДА  ПРЕДПРИЕМАТ ЖЕЛАЕЩИТЕ ДА КАНДИДАТСТВАТ ЗА ФИНАНСИРАНЕ ПО МЯРКА 312:

1.  Изготвяне на задължителния проект по Наредба 16-27 от 2008  с избор на подходящ терен (ако не е избран вече)

-  Проучване на терена и на слънчевата радиация там, върху който се предвижда да бъде реализиран проектът- наклон, изложение, засенчване, слънчева радиация (бруто, нето)  и др;

-  Прогнозно годишно производство на електроенергия

-  Предложения за конкретни технологии и проектиране на подходящи варианти,

-  Избор на технология и технически средства, които да бъдат използвани за реализация на системата.

-  Оценка за инвестиционна, икономическа и екологическа целесъобразност на избрания вариант

2.  Покупка на терена или учредяване на вещно право (право на строеж).

3.  Внасяне на искане за проучване на условията за присъединяване към ел. разпределителната мрежа в съответното електроразпределително предприятие (ЕРП) - ЕОН, ЕВН или ЧЕЗ.

4. Изготвяне на бизнес план, на основание оценката за инвестиционната и икономическата целесъобразност от проекта по Наредба 16-27 - вижте по-нататък раздел IV в Наредбата за кандидатстване за финансиране по мярка 312.

 

 

Наредбата за кандидатстване за финансиране на частни  проекти със 70% субсидия вижте тук

 

 

Плаващи понтонни и подводни ВЕЦ на свободно водно течение

Неприродосъбразността на познатите ни ВЕЦ е позната. Освен, че те заблатяват реките и унищожават аеробния живот в тях, осушават речните корита и опустиняват обширни площи с плодородни земи с всички неблагоприятни последствия за речните и околоречните екосистеми. Далеч по-природосъобразни са плаващите ВЕЦ, които избягват всички гореизброени недостатъци и са по-евтини в крайна сметка. Те използват така наречените хидрокинетични турбини.

Аналогията на хидрокинетичните с вятърните турбини

Хидрокинетичните турбини са аналогични на вятърните, само че под водата при нейното свободно течение в реки, канали, морски и океански течения, приливи и отливи. Цялото развитие на модерните пропелерни вятърни турбини е основано на теорията и практиката на самолетните витла. Тяхното широко приложение при самолетите бе през първата половина на миналия век. Главна причина за отказ от използване на пропелери за самолетни двигатели, през втората половина на миналия век и досега е, че те са крайно неефективни при скорости на самолетите от порядъка на 400-500 км. в час и по-високи, особено на по-големи височини. Това се дължи на факта, че при много високи обороти самолетните витла се въртят с надзвукови скорости, при което се променят рязко аеродинамичните условия, за които те са проектирани и замяната на витловата тяга при самолетите с реактивна стана неизбежна.

Пропелерите (витлата, лопатите) на модерните вятърни турбини още в края на миналия век достигнаха до същия нерешим проблем, поради надзвуковата скорост на въртене на периферните краища на лопатите им. На практика всички съвременни ветротурбини от мегаватовия клас имат този проблем, поради което около една четвърт от дължината на лопатите им е неефективна. Роторните лопати се въртят поради разликата в налягането от двете им страни. Но при това въртене непрекъснато преминава въздух (през страничните ръбове и края на лопатата) от страната на повишеното налягане към обратната страна с понижено налягане, което причинява големи загуби на енергия (индуктивни загуби), особено в периферията на лопатите. Освен това - протичането на въздуха е основната причина за неприемливо високия шум, който издават лопатите при въртенето си.

Ефективност на вятърните и хидрокинетичните турбини

Поради изложените по-горе причини ефективността на вятърните и аналогичните им хидрокинетични турбини е силно ограничена. Изначално използването на самолетните пропелери е да създават двигателна тяга, а вятърните лопати имат за цел не да създават тяга, а да се въртят с по-високи обороти. И ако за самолетните витла един начин частично да се намалят енергийните загуби е като се намалят оборотите и увеличи въртящият им момент, то намаляването на оборотите на вятърните турбини не е подходящо  по-принцип. Очевидно е, че аналогията между самолетните витла и вятърните турбини, поради общите аеродинамичните принципи и практики, на които те се подчиняват, е изчерпала своите възможности за увеличаване производителността на турбините, аналогично на изчерпването на възможностите на витлата като теглителни машини за самолетите. Неизбежно е търсеното на нови радикални технически решения, които да са специфични сили за вятърните турбини, защото е контрапродуктивно те да продължават да експлоатират само аеродинамичните сили, както при самолетните витла. Новите решения водят до намирането на други сили и механизми, при които кинетичната енергия на флуидите (независимо вятър или водно течение) да въртят лопатите с цел именно въртене, а не създаване на тяга. С оглед на ефективното използване на реактивна въртяща сила е необходима цялостна промяна на лопатите. те се разширяват в периферията, където се формират един или повече реактивни канали, ускоряващи флуида в и пренасочващи го зад лопатата. Получаваната ускорена реактивна струя, предизвиква реактивна сила в обратна посока, която значително подпомага въртенето на лопатата.

Радикално увеличена ефективност на реактивните турбини

В поредица изобретения за вятърни и хидрокинетични турбини, представени на това видео,  на тези страници и в тази книга използваме неексплоатирана досега сила, а именно реактивната. По подобие на отказа от самолетните витла и замяната им с реактивна тяга. Само, че при новоизобретените пропелерни машини реактивната тяга се използва за създаване на реактивен въртящ момент, за което е необходима радикална промяна на формата и конструкцията на пропелерните лопати. Или с други думи - реактивната тяга се "впряга" да върти турбините, а не да ги тегли.

Една хидрокинетична реактивна турбина с два ротора е показана на това видео. Първият ротор е с обикновени лопати. Той е с по-малък диаметър от втория, който е с по-дълги реактивни лопати. Късите лопати на първия ротор насочват допълнителна вода към реактивните лопати на втория ротор, които са подходящо конструирани така, че да се предотвратят индуктивните загуби и да  насочват реактивна струя зад лопатите така, че тя да създаде реактивен въртящ момент, значително подпомагащ въртенето на турбината, която се върти и на аеродинамичен принцип, както от по-късите лопати, така и от реактивните. Имено поради включването на нова въртяща сила и намаляването на индуктивните загуби, производителността на новоизобретените турбини, с различни видове реактивни лопати, е около два пъти по-висока от тази на най-добрите лопати, експлоатиращи само аеродинамични сили.

Вижте представянето по bTV на новоизобретената реактивна пропелерна турбина тук 

Повече за реактивните турбини вижте тук

Видеоклипове на най-новите патенти вижте тук

 

 

Първият в България соларен фотоволтаичен парк с капацитет 1 MW

Фондация "Ековат технологии"

Слънцето е най-големият и неизчерпаем енергиен екологичен източник на планетата. Територията на България е много подходяща за неговото енергийно използване, което гарантира дългосрочно устойчиво развитие. Изграждането и експлоатацията на фотоволтаични паркове у нас е нов бизнес.   Този бизнес има редица преимущества, което го прави перспективен:

Най-важното за фотоволтаичните електроцентрали, както и за другите електроцентрали на възобновяеми енергийни източници, е фактът, че инвестициите са начално направени за тях, а впоследствие няма текущи разходи за горива и скъпа поддръжка. Инфлацията и нарастващият глобален енергиен дефицит увеличават пряко и косвено приходната част (продажните цени на тока и на зелените сертификати), което прави този бизнес много изгоден, поради което финансовите институции предпочитат да кредитират такива електроцентрали.

На 25 юни 2008 г. се състоя посещение на първия едномегаватов фотоволтаичен парк в страната ни, организирано от фондация „Ековат технологии”. През 2006 / 2007 година, екип от фондацията районира България на слънчево-енергийни зони, според производството на електричество от фотоволтаици, съобразно техните видове и в зависимост от технологиите на изграждане на инсталациите.

На горната снимка е показана част от парка, разположен в землището на село Пауново, община Ихтиман върху земеделска площ от 43 дка. Теренът, върху който е развит соларният парк, е избран през 2007 г. по преценка на екип от фондацията с ръководител Георги Тончев. В последствие същият екип изготви задължителния слънчево-енергиен одит за обекта. Всеки един екоенергиен обект стартира с изготвянето на предварителен вариантен проект съгласно Наредба № 16 - 27 от 22.01.2008 г. за условията и реда за извършване на оценка за наличния и прогнозния потенциал на ресурса за производство на енергия от възобновяеми и/или алтернативни енергийни източници, издадена от Министъра на икономиката и енергетиката. Времето за  изготвяне на проекта е около 3 месеца, а за монтажа на терена е в рамките на 6 месеца.

През 2008 г фотоволтаичната електроцентрала бе включена към енергийната система.  Общият размер на инвестицията е близо 4 млн.евро. За финансирането са използвани собствени и привлечени средства. Очакваната възвръщаемост на инвестицията е в рамките на 7-9 години. Оперативните разходи по експлоатацията на фотоволтаичния парк са около 15 000 евро годишно.

Законово гарантирано е 100% изкупуване на електроенергията от парка от електроразпределителното дружество ЧЕЗ България по преференциална цена от 718 лв/MWh, съгласно Решение на Държавната комисия по енергийно и водно регулиране. Производството на електроенергия от фотоволтаичния парк ще спести годишно парникови газове с еквивалент около 700 000 тона въглероден диоксид и в същото време ще захрани с електричество приблизително 800 домакинства. 

Инвеститор е дъщерно дружество на „Адванс Икуити Холдинг" - „Енерджи Инвест" ЕАД, което притежава мажоритарен дял от дружеството „ИнтерСол" АД, което бе създадено в края на 2007 година за реализиране на проекта.

За обекта е използвана екологична технология за монтаж на стойките на фотоволтаиците към терена без бетон. Така не се нарушава целостта на почвата и не се провокира почвената ерозия. Безбетонната технология дава възможност за облекчаване и ускоряване на процедурите по одобрението на инвестицията. Мокрите строителни процеси отпадат,  значително се опростява изграждането на обекта и се съкращава периодът за строителството на фотоволтаичните паркове.

На обекта са монтирани тънкослойни фотоволтаични модули на японската компания Kaneka,  произведени в Чехия с фабрична гаранция 5 години.  До момента са монтирани 11 760 броя фотоволтаични модула по 75 W (Kaneka K75), което прави инсталираната мощност на парка 882 kW. Сервизната гаранция на модулите е 25 години, с гарантирана мощност, не по-малко от 80% от номиналната. Модулите са монтирани стационарно, наклонени и обърнати на юг. За такива, и подобни, случаи е разработена патентована отражателна система (вижте позиция 52 на началната страница) за увеличаване електропроизводителността на фотоволтаиците, която подробно е описана по-долу:

Видеоклипове, показващи най-новите патенти,  вижте тук.

 

Отражателна система за фотоволтаични модули

Съкратено  описание на изобретение под патентна закрила

Целта на техническото решение е да се увеличи годишното електропроизводство на фотоволтаични инсталации чрез иновативна отражателна система, насочваща допълнително светлина към фотоволтаиците, в случаите, когато те не работят на пределната си мощност. По-специално, чрез нея се увеличава електропроизводството от стационарни фотоволтаици във фотоволтаични инсталации, наклонено монтирани на покривите на сгради и на терените в соларни фотоволтаични паркове, какъвто е описан по-горе.

За да се увеличи електродобивът от фотоволтаиците се използват механични системи (тракери), които целодневно ги насочват (въртят), следвайки движението на слънцето. Използването на тракери има ограничени възможности, защото не се насочва допълнителна светлина към фотоволтаиците.
Познати са технически решения, които използват различни видове рефлектори (отражатели) на слънчева светлина, които насочват допълнителна светлина към фотоволтаиците. Едно такова решение е известно от патент на Япония № JP2007150220. В него е описана двойка „отражател (огледална клапа) и фотоволтаичен модул». Клапата е свързана подвижно  към едната страна на фотоволтаичен модул. Тя, чрез направляващ механизъм, целодневно се движи над плоскостта на фотоволтаичния модул, въртейки се възвратно постъпателно около едната му страна. При движението си тя се движи така, че да насочва допълнителна светлина към фотоволтаика, но същевременно хвърля дълги сенки зад себе си, особено сутрин и вечер, когато слънчевите лъчи са най-полегати към хоризонта.
Описаното техническо решение има поне три важни недостатъка:
Първият е, че то е неподходящо за соларни фотоволтаични паркове, защото избягването на взаимното засенчване на отделните двойки „отражател -фотоволтаик” изисква големи разстояния между тях, което ангажира повече терен и се удължават свързващите електрически линии в парка, с което не само се оскъпява инсталацията като цяло, но се увеличават и електрическите загуби.
Гореказаното за фотоволтаичните паркове е недостатък и за инсталации върху покриви на сгради, както и в урбанизирани територии, където площта е още по-дефицитна и уплътняването на инсталираната електрическа мощност е единственият начин за увеличаване на електропроизводството на инсталациите, както в дневен, така и за годишен цикъл.
Третият недостатък е, че отражателната клапа не се управлява автоматизирано, с оглед максимизация на електропроизводството на фотоволтаика.

Техническа същност на изобретението
Цел на настоящото изобретение е да се създаде отражателна система за фотоволтаични модули, която да не засенчва съседните й системи и да се управлява автоматизирано, с оглед максимизация на електропроизводството на фотоволтаика.
Основната цел е постигната чрез отражателна система за фотоволтаични модули, състояща се от двойка „отражател и фотоволтаичен модул", при което отражателят е подвижно свързан към едната страна на фотоволтаичния модул и направляващ механизъм върти отражателя, характеризираща се с това, че фотоволтаичният модул е монтиран неподвижно към опорна конструкция, под наклон спрямо хоризонта, а отражателят е подвижно свързан към ниската страна на фотоволтаичния модул.

Допълнителната цел е постигната като направляващият механизъм, чрез изпълнителен механизъм, е свързан към изхода на управленски компютърен блок, към чиито входове са присъединени изводите, съответно от датчик за положението на слънцето, от комбиниран датчик за температурата на повърхността на фотоволтаика и влажността на въздуха, от друг комбиниран датчик за силата и посоката на вятъра и от датчик за параметрите на моментната електрическа генерация от фотоволтаичния модул.

В едно предпочитано изпълнение на отражателната система за фотоволтаични модули отражателят и фотоволтаичният модул са плоски и сключват тъп ъгъл помежду си.

В друго предпочитано изпълнение на отражателната система за фотоволтаични модули имат възможност да променят наклона си периодично, както и едновременно да се променят наклоните на отражателите и модулите.

Предимствата на отражателната система за фотоволтаични модули са, че чрез нея се постига висока степен на използване на инсталираната мощност на модулите, без да е необходима допълнителна площ за това и възможността да се надграждат съществуващи стационарни инсталации с допълнителни отражатели, съгласно изобретението. И това става без никаква промяна на конфигурацията на съществуващата инсталация. Допълнителните отражатели не понасят ветрово натоварване, защото те са почти хоризонтални и са в заслона между редовете на фотоволтаичните модули.

Съществено предимство на инсталацията е следствие от факта, че управленската й система не допуска прегряване на модулите, респективно спад на електропроизводството, поради повишаване на електрическото съпротивление на фотоволтаиците.

В определени случаи, отражателите могат да се монтират стационарно така, че в пиковите часове на максимално огряване на модулите, съответно при работа на фотоволтаиците на пределна мощност, те да не насочват допълнителна светлина към тях. А да правят това в случаите, когато фотоволтаиците работят ненатоварени. Така не се налага рефлекторите да са подвижни и отпада необходимостта от механичната система, която ги върти, както и от управленската им система. Като друго предимство ще отбележим и факта, че отражателите могат да бъдат подвижни, но да се преместват ръчно периодично, а не автоматично и непрекъснато. Това също води до поевтиняване им, както и в гореописания случай със стационарни отражатели.

Използваните отражатели, не само уплътняват инсталираната мощност на фотоволтаиците, но и на свързаните с тях инвертори, както и на всички свързващи силови и комуникационни кабели и други структури и съоръжения на фотоволтаичните инсталации и соларните паркове.

Ниско монтираните подвижни рефлектори, вместо подвижни модули, имат преимущество, че увеличават осветеността на модулите, без да засенчват нито тях, нито на другите двойки „отражател - модул” в съседство. Двойките „отражател - модул”, съгласно изобретението, се монтират редово, плътно една до друга, поради което могат да се използват общи механични задвижки за въртенето на отражателите и централно компютърно управление.

Инвестиционните преимущества на отражателната система за фотоволтаични модули, съгласно изобретението са, че чрез нея инвестициите се възвръщат бързо, защото допълнителните разходи за отражателите са малки, в сравнение с допълнително генерираното електричество. А ползите от допълнителното електричество са двупосочни, защото приходи се получават не само от продажбата на електричество, но и от продажбата на зелените сертификати, заради екологичната електрогенерация.

Разработена е специална компютърна програма, която предварително да изчислява, оптималните наклони на отражателите, например, помесечно и те ръчно да се преместват. Със същата програма се изчисляват и оптималните размери на рефлекторите, в зависимост от габаритите и стационарния наклон на модулите. Фотоволтаиците също могат да променят наклоните си, едновременно или не, с наклоните на отражателите. Тази програма служи и за проектиране на фотоволтаични инсталации с отражатели, съгласно изобретението.
И накрая, същата програма се ползва за определяне стационарната позиция и размерите на рефлекторите при неподвижното им монтиране. Изчисленията показаха, че с неголеми по размер отражатели може да се постигне висока отражателна ефективност.

Повече за фотоволтаичните паркове вижте на www.solextra.eu  и на  www.b2b.bg/newenergy.html

Гореописаната отражателна система за фотоволтаични модули има най-различни приложения. Едно от тях е за автономно електрозахранваното улично осветление от фотоволтаични модули. Съкратеното му патентно описание следва:

Видеоклипове, показващи най-новите патенти,  вижте тук.

 

ИНТЕЛИГЕНТНА УЛИЧНА ОСВЕТИТЕЛНА СИСТЕМА СЪС СВЕТОДИОДИ
Изобретение под патентна защита

Настоящето изобретение се отнася до интелигентна улична осветителна система със светодиоди, предназначена за намаляване на електроконсумацията на уличното осветление. По-специално, тя е предназначена за индивидуално автономно електрозахранване от електрогенератори, работещи за сметка слънчева, вятърна енергия или с хибридно ветро-фотоволтаично електрозахранване.

Предшестващо състояние на техниката
За да се намали електроконсумацията на уличното осветление все по-масово се използват светодиоди, комплектовани с различни видове увеличителни лещи и/или отражателни (рефлекторни) системи
Китай е водеща страна в света, където се произвеждат светодиодни улични осветители, захранвани от фотоволтаици. Най-активни изобретатели на такива осветители са китайските изобретатели.
Едно такова решение е известно от патент на Китай № CN101101096. В него е описан отражател с овални отражателни стени, формиращи бедрата на равнобедрено криволинейно трапецовидно сечение на отражателя, като в късата му права страна има отвори за светодиоди, подредени в една права линия, а дългата му права страна е отворена. Такива еднакви отражатели са монтирани неподвижно, успоредно един на друг в обща кутия, и формират едно осветително тяло.
Описаното техническо решение има поне четири важни недостатъка:
Първият е, че то е с неподвижни отражатели, които не могат да се местят и осветителното тяло с тях винаги осветява една и съща площ.
Вторият е, че не е предвидено, нито ръчно, нито автоматично, да се регулират (завъртат) отражателите, в зависимост от местоположението на трасетата на минаващите обекти по осветяваните пътни ленти.
Третият е, че не е предвидено автоматично да се регулира силата на светеното на диодите, или да светят отделни групи от тях, в зависимост от интензивността на движението по осветяваните трасета.
Четвъртият недостатък е, че в резултат на изброените недостатъци се преразходва електроенергия за осветяване на невинаги нужни места с невинаги подходяща сила на светлината. А това е особено важно, когато енергийните първоизточниците са вятър и слънце, които невинаги гарантират достатъчно електроенергия, особено след няколко дни слаб вятър и облачно време.

Цел на настоящото изобретение е да се създаде енергоикономична интелигентна улична осветителна система със светодиоди, която да може автоматично да насочва излъчваната светлина в нужното направление и автоматично да регулира силата на светеното й.
Основната цел е постигната чрез интелигентна улична осветителна система със светодиоди, включваща няколко еднакви успоредни помежду си отражатели, всеки със сечение като на равнобедрен криволинеен трапец с еднакви бедра и къса страна, в която има линейно разположени отвори за светодиоди, а дългата страна на трапеца е отворена. Системата се характеризира с това, че всеки отражател е свързан към надлъжен по оста му вал, монтиран на две лагерни опори, въртящ се от обща рейка, задвижвана от изпълнителен механизъм, получаващ сигнали от компютърен блок, към входовете, на който са свързани изходите от един датчик за местоположението на трасетата на движещите се обекти и друг датчик за интензивност на осветеността.
Допълнителната цел е постигната чрез интелигентна улична осветителна система със светодиоди, при която компютърният блок е свързан и към втори изпълнителен механизъм за управление на силата на светене на светодиодите.

Предимствата на интелигентна улична осветителна система със светодиоди са, че тя е много електроикономична, благодарение на интелигентното управление на направлението и силата на светеното на лампите.
Като следващо предимство ще отбележим, че отражателите могат ръчно да се преместват и насочват еднократно при монтажа на системата и изобщо да няма никаква необходимост от датчици, интелигентно управление, автоматизирана въртяща система и т.н., което значително опростява и поевтинява осветлението като цяло.
Важно предимство е универсалността на лампите, съгласно изобретението, защото те са напълно еднакви и винаги могат да се монтират пряко под фотоволтаичните панели. Само с подходящо насочване (включително ръчно и еднократно при монтажа) те осветяват необходимите места. А подпанелният им монтаж не изисква допълнителни конзоли, което олекотява и поевтинява като цяло стълба и фундамента му.
Инвестиционните преимущества на интелигентна улична осветителна система със светодиоди, съгласно изобретението са, че чрез нея инвестициите се възвръщат по-бързо, защото допълнителните разходи за отражателите са малки, в сравнение с допълнително генерираното електричество. Затова размерите на фотоволтаичните панели са малки и те не оказват голямо съпротивление на вятъра, а в най-критичния ветрорежим фотоволтаиците заслоняват и предпазват слънцеотражателите. В резултат върховото усилие върху стълбовете е малко и не се изискват усилени стълбови и фундаментни конструкции, което също води до поевтиняване на осветлението като цяло.
Важно предимство е универсалността на лампите, защото те са еднакви и винаги се монтират пряко под фотоволтаичните панели и могат ръчно и еднократно при монтажа да се насочват в подходящото направление, при което отпада необходимостта от допълнителни конзоли, което поевтинява като цяло стълба и фундамента му.

Видеоклипове, показващи най-новите патенти,  вижте тук.

 

Съобщение за медиите
от пресконференция в прес-клуб БТА на бул. „Цариградско шосе” 49
11.00 часа, 11 юни, сряда, 2008 г.

Георги Тончев

Новоизобретен български слънчев термо-фотоволтаичен (електрически) когенератор.
Ток и топлина от слънцето.


Петролът е в основата на съвременната индустриална цивилизация. Безпрецедентното нарастване на цената му, която по някои прогнози може да достигне и надхвърли 200 долара за барел през 2009 година, изправя света пред небивало тежка енергийна криза. А като се прибавят и екологичните замърсявания при изгарянето на изкопаемите енергийни ресурси и високите енергийни разходи за добиване на горивата за АЕЦ еднозначно се определя перспективата пред енергетиката. А тя, без никакво съмнение, все повече ще разчита на природосъобразните естествено самообновяващи се енергийни ресурси (ВЕИ). Ако този неизбежен преход, някои експерти очакваха да се интензифицира в близките години, то днешната енергийна ситуация е такава, че еволюционната замяна на конвенционалните енергийни горива с ВЕИ, вече се превръща в революционна.

В челото на зелената енергийна революция е слънчевата енергетика. До земята достига слънчева енергия с мощност около 1000 вата на всеки квадратен метър. Това е колосално количество енергия, което е в състояние да задоволи, след преобразуване, напълно световните нужди от електричество и топлина. А най-ефективните енергийно слънчеви системи едновременно произвеждат електричество и топлина. Те се наричат още и когенератори.

Главен проблем на фотоволтаиците е, че те генерират електрически ток, осветявани само от видимите слънчевите лъчи. А невидимите слънчеви инфрачервени лъчи, които доминират в слънчевия спектър, ги загряват и значително намаляват производителността им. Съществено предимство на когенератора е, че водата в него се затопля от поглъщаните (почти 100%) от нея инфрачервени (топлинни) слънчеви лъчи и така тя препятства попадането им върху фотоволтаика, с което не се допуска прегряването му, поради което той работи с висока ефективност. Водата в когенератора, или воднобазиран топлоносител, представлява същевременно и филтър за топлинните лъчи, като пропуска светлинните, а само те се преобразуват в електричество от фотоволтаика. В това се състои и енергийният „win-win” ефект в когенератора, заради което безплатното слънчево греене се преобразува в ток и топлина по много ефективен начин, с коефициент на полезно действие достигащ 90%.

Когенераторът произвежда едновременно топла вода, топъл въздух и електричество (три в едно). Той има две камери.

Едната е огледална концентрираща слънчевите лъчи камера, във фокуса на която е фотоволтаикът. Другата камера е с черни стени, които се нагряват и въздухът в нея се загрява. В огледалната камера, между отражателните й стени и фотоволтаика циркулира прозрачен топлоносител (например вода), който изцяло поглъща топлоносещите инфрачервени лъчи (служи като инфрачервен филтър и се загрява) и пропуска само фокусираната видима светлина към фотоволтаика, която не го загрява и изцяло се преобразува в електричество. Така фотоволтаикът се предпазва от нагряване и работи с висока ефективност. Същевременно топлината от инфрачервените лъчи се усвоява най-пълно по два начина - чрез загряване на течния топлоносител в огледалната камера и загряване на въздуха в черната камера. Двете камери може да не са отделени, а в огледалната топлоносителят да е в прозрачна тръба. В такива случаи фотоволтаикът е извън камерата.

При двукамерна конструкция, всяка от двете камери може да бъдат разделена на две части, а във всяка от огледалните части може да има по един вертикален фотоволтаик. Големините и формите на камерите, както и местоположението и ориентацията на фотоволтаика/ците в тях, се определя според нуждите на консуматора в различните пропорции "ток : топла вода : топъл въздух". А цялостната конструкция на когенератора се проектира, според това дали е неподвижен или следва движението слънцето по азимутно, зенитно или и по двете направления едновременно.

Структурата на когенератора е такава, че максимално да усвоява слънчевата енергия. Например, ако по някаква причина огледалният слой потъмнее, то ще се намали отражателната му способност и съответно електропроизводството, но ще се увеличи топлопроизводството, защото слънчевите лъчи ще загряват отражателите, т.е. те ще поглъщат част от слънчевите лъчи (загряване), а останалите ще ги отразяват и пречупват към фотоволтаика за електропроизводство. Така се получава енергийна самокомпенсация и общата енергийна ефективност на когенератора остава почти непроменена. В случая енергийните «топлинни» загуби се преобразуват почти 1:1 в оползотворена топлинна енергия.

Обратното – ако черните стени на когенератора, по някаква причина намалят 100-процентовата си поглъщаемост на слънчевите лъчи, то непогълнатите лъчи ще се пречупят и отразят вътре в камерите, с което пак ще предизвикат загряване, и/или част от тях ще се насочат към фотоволтаика и ще увеличат електрогенерацията му. В случая намаляването на топлопроизводството може да се самокомпенсира (повече или по-малко) от увеличено електропроизводство.

Новоизобретеният слънчев термо-фотоволтаичен когенератор е подходящ за отопление (и електронужди) на сгради, болници, училища, детски градини, административни сгради, спортни центрове, хотели, къщи, оранжерии, гъбарници, промишлени сгради, промишлени инсталации за отопление и подгряване на вода, горещ въздух за изсушаване на плодове, зеленчуци, билки, тютюн, царевица, пшеница, както и за производствени технологични процеси, включително в енергетиката за отопление на така наречените "слънчеви градове". Така също и за нагряване, затопляне на басейни и битова вода, за охлаждане с топлинно захранвани климатици и т.н.. Когенераторът може да се ползва самостоятелно, както и в различни комбинации с термопомпи, за битово и промишлено отопление/охлаждане, при което необходимото електрозахранване за термопомпите се осигурява също от когенератора. Слънчевият когенератор, самостоятелно или в комбинация с реактивна вятърна турбина, може да осигурява енергийните нужди на несвързани към електрическата мрежа сгради и така наречените "zero energy homes" - къщи с нулев разход на енергия.

Концентрацията на слънчевите лъчи позволява значително поевтиняване на изобретените когенератори като цяло, защото вместо скъпи фотоволтаици се използват сравнително евтини слънчеви рефлекторни или лещови (френелови и други) концентратори или различни комбинации лещи/рефлектори-огледала.

Собствениците на такива когенератори стават производители на електричество, за което могат да се възползват от високите преференциални изкупни цени за ток, произведен от фотоволтаици, а също и от Евросубсидии, достигащи до 90% за частни фирми, а за държавни и общински обекти - 100%. Проекти с такива когенератори се субсидират приоритетно по всички оперативни европрограми.

Повече информация за когенератора вижте на: www.tonchev.org/pvtermocogeneratorvideo.html

За иновации в слънчевата когенерация повече може да прочетете тук 

Видеоклипове, показващи най-новите патенти,  вижте тук.

 

Георги Тончев

София - 1784, бул. Йерусалим 39А,  Тел.: 02 8760 431, 02 8770 481, 0897 872 857, 0888 40 39 13, Е-mail: George Tonchev

 

 

 

language="javascript">