175328. lajstromszámú szabadalom • Készülék fényenergia, előnyösen napenergia átalakítására és eljárás a készülék előállítására
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS Bejelentés napja: 1976. VII. 27. (KI—740) Elsőbbsége: Amerikai Egyesült Államok: 1975. VII. 28. (599,473) Közzététel napja: 1979. XII. 28. Megjelent: 1981. II. 28. 175328 Nemzetközi osztályozás : F 03 G 7/02 Feltalálók: Lathrop Jay W. mérnök, Clemson, Dél-Karolina, Porter Wilbur A. mérnök, College Station, Texas, Amerikai Egyesült Államok Szabadalmas: Jack St. Clair Kilby, Dallas, Texas, Texas Instruments Incorporated Dallas, Texas, Amerikai Egyesült Államok Készülék fényenergia, előnyösen napenergia átalakítására és eljárás a készülék előállítására 1 A találmány tárgya fényenergia, előnyösen napenergia átalakítására és eljárás a készülék előállítására. A fosszilis tüzelőanyagnak, mint energiaforrásnak helyettesítésére szolgáló törekvések ismertek. Igen sok rendszert és módszert javasoltak már a 5 Nap energiájának átalakítására és hasznosítására. Annak ellenére, hogy számottevő napenergia éri a Földet, viszonylag nagy felületeket kell használni arra, hogy számottevő teljesítményt lehessen kelteni. A Föld felületét a 35. szélességi foknál havonta kb. 10 100 kW óra/m1 2 energia éri. Mivel a kapott energiasugárzás nem folyamatos, biztosítani kell olyan eszközöket, melyekkel a nyert energiát tárolni lehet. E célra javasolták, hogy a nagy felületen elhelyezett napelemeket tároló akkumuláto- 15 rok rendszeréhez kössék, de a gyakorlati megvalósításkor négy nagyobb nehézség merült fel: 1. A hatásos napelemek gyártásának ismert módszerei nagy mennyiségű félvezető anyagot igényelnek hordozóként, a viszonylag kicsiny aktív anyag köbtar- 20 talmához képest. 2. A félvezető cellák alapvetően kisfeszültségű eszközök, és olyan összeköttetéseket igényelnek, melyek kW-os kapacitásoknál ezer amper nagyságrendű áramok vezetésére alkalmasak. 25 3. Mivel igen sok napelem cellát kell párhuzamosan kapcsolni nagyobb felületeknél használható kimenet érdekében, ezért egyetlen cellában kialakuló rövidzárlat, vagy átvezetés az egész nagy felület jellemzőit komoly mértékben elronthatja. Ez a tény járulékos 30 175328 2 gyártási költségeket eredményez, és problémák merülnek fel az elkészült elrendezés megbízhatóságával kapcsolatban. 4. Mivel a Nap energiáját tárolni kell azért, hogy a szükségletnek megfelelően lehessen felhasználni, ezért a szokásos napelem rendszereket tároló akkumulátorok töltésére használják. Az akkumulátorok költségesek, nagyok és nehezen karbantarthatok. A közelmúltban olyan napelem elrendezést javasoltak, amelyik víz elektromos bontását végző cellát működtetett. A cellában keletkezett hidrogént tárolták későbbi felhasználásra. Jóllehet, ez az eljárás javítja a fent említett nehézségeket, nem érinti az első három probléma megoldását. Más törekvések az összekapcsolási nehézséget kívánták egyszerűsíteni egyetlen nagyfelületű szilíciumkristály használatával. A találmány elé célul tűztük ki a fény energiájának, elsősorban a Nap energiájának hatásos átalakítását és tárolását, erre a célra szolgáló készülék kidolgozását, valamint a készülék előállítására szolgáló eljárás kidolgozását, amelynek révén a fenti ismert megoldások hátrányait ki lehet küszöbölni. A találmány tárgya tehát egyrészről készülék fényenergia átalakítására, amely legalább egy fényelektromos eszközt és elektrolitot tartalmaz. A találmány szerint a fényelektromos eszköz olyan fényelektromos cella, amely elektromos áram hatására kémiai változást szenvedő elektrolittal van nedvesítve. A találmány szerinti készüléken belül előnyösen több fényelektromos cella van egy tartályban elhelyezve, és
