PL 218098 B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 218098 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 397353 (22) Data zgłoszenia: 13.12.2011 (51) Int.Cl. H02N 6/00 (2006.01) H02M 3/22 (2006.01) F03G 6/00 (2006.01) F03G 6/06 (2006.01) F03D 9/00 (2006.01) (54) Układ przetwarzania energii (43) Zgłoszenie ogłoszono: 24.06.2013 BUP 13/13 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.10.2014 WUP 10/14 (73) Uprawniony z patentu: ZAWADA HENRYK, Siemianowice Śląskie, PL (72) Twórca(y) wynalazku: HENRYK ZAWADA, Siemianowice Śląskie, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Magdalena Filipek-Marzec
2 PL 218 098 B1 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 PL 207540 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 (14) 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 (20) w celu napędzania wału wyjściowego (26) 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 gospodarstwa domowego. Układ według wynalazku posiada co najmniej trzy panele fotowoltaiczne umieszczone na zewnątrz budynku, wentylator promieniowy wyciągowo-nawiewny, turbinę powietrzną posiadającą co najmniej trzy łopatki, przekładnię multiplikator i prądnicę synchroniczną. Korzystnie panele fotowoltaiczne umieszczone są na dachu budynku. Korzystnie panele fotowoltaiczne umieszczone są na ścianie budynku. Panele fotowoltaiczne umieszczone na zewnątrz budynku, korzystnie na dachu lub na ścianie budynku, wytwarzają energię elektryczną, która jest magazynowana w akumulatorach żelowych. Wentylator promieniowy wyciągowo-nawiewny, umieszczony wewnątrz budynku, zasilany jest energią elektryczną wytworzoną przez panele fotowoltaiczne. Turbinka powietrzna zawiera wirnik posiadający co najmniej trzy łopatki. Korzystnie średnica wirnika zawiera się w przedziale od 0,5 do 1,5 m. Wentylator promieniowy wyciągowo-nawiewny, poprzez wygenerowanie strumienia powietrza o prędkości od 15 do 30 m/s napędza wirnik o średnicy od 0,5 do 1,5 m turbinki powietrznej, 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. Powietrze zassane od zewnątrz przez wentylator po przejściu przez turbinkę powietrzną jest wyrzucane na powrót na zewnątrz budynku. W okresie letnim powietrze odlotowe może zostać skierowane do wnętrza budynku jako powietrze wentylacyjne. 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 powietrzną. P R Z Y K Ł A D I Układ posiada trzy panele fotowoltaiczne 1 o mocy 240 W umieszczone na dachu budynku, wentylator promieniowy wyciągowo-nawiewny 2, turbinkę powietrzną 3, sprzęgła elastyczne 4, przekładnię multiplikator 5 i prądnicę synchroniczną 6. Turbinka powietrzna 3 składa się z wirnika 7 polipropylenowego posiadającego trzy łopatki 8. Średnica wirnika 7 wynosi 1 m.
PL 218 098 B1 3 Panele fotowoltaiczne 1, wytwarzają energię elektryczną, która jest magazynowana w akumulatorach żelowych. Wentylator 2, zasilany energią elektryczną wytworzoną przez panele fotowoltaiczne 1, wygenerowuje strumień powietrza o prędkości od 15 do 30 m/s na turbinę 3. Strumień powietrza wytworzony przez wentylator 2, napędza wirnik 7 turbiny 3, której wał przekazuje moc, moment obrotowy oraz obroty poprzez sprzęgła elastyczne 4, przekładnię multiplikator 5 na wał niskoobrotowej prądnicy 6 synchronicznej. Z prądnicy 6 synchronicznej pobierana jest energia elektryczna przez urządzenia zewnętrzne. Prądnica 6 synchroniczna wytwarza energię elektryczną w okresie nasłonecznienia i po zmroku do wyczerpania akumulatorów. Zastrzeżenia patentowe 1. Układ przetwarzania energii słonecznej na energię elektryczną posiadający co najmniej trzy panele fotowoltaiczne umieszczone na zewnątrz budynku i prądnicę synchroniczną, znamienny tym, że posiada wentylator promieniowy wyciągowo-nawiewny, turbinę powietrza posiadającą co najmniej trzy łopatki i przekładnię multiplikator. 2. Układ wg zastrz. 1, znamienny tym, że panele fotowoltaiczne umieszczone są na dachu budynku. 3. Układ wg zastrz. 1, znamienny tym, że panele fotowoltaiczne umieszczone są na ścianie budynku.
4 PL 218 098 B1 Rysunki
PL 218 098 B1 5
6 PL 218 098 B1 Departament Wydawnictw UPRP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)