МенюРубрики

Сонячний концентратор

Сонячні концентратори та їх види

Если развести столовую ложку сахара в литровой банке воды, то сладость будет ощущаться, однако практического применения такой раствор не получит. Его надо сделать более насыщенным. Солнечное излучение падающее на поверхность Земли, как раз напоминает такой же раствор – теплота и свет ощущаются, но практического применения они не находят. Сонячний концентратор именно такое устройство, которое помогает получить «сироп солнечной энергии».

Концентратори сонячного світла

Підвищити щільність сонячного випромінювання можна двома способами:

  1. Фокусування, або заломлення.
  2. Відображення.

У кожного з них є свої індивідуальні особливості, які роблять схему більш зручною для інтеграції в проектах різної специфікації і масштабу.

При професійному створенні проекту сонячного концентратора, в розрахунок, насамперед, приймається умови його реалізації:

  • Рельєф місцевості;
  • Рівень інсоляції;
  • Масштаб розв'язуваних завдань;
  • Обсяг фінансування та ін.

Наприклад, оснащення геліоконцентратора для Північно-Західного регіону Росії, буде надлишковим в горах Алтаю. А надмірність системи, значно підвищує вартість обладнання, але енергоефективність пристрою збільшиться незначно, тобто «шкурка вичинки не варта».

Фокусують геліоконцентратора

Є кілька рішень для таких сонячних колекторів:

  • Параболічне дзеркало;
  • Параболоцилиндрическая конструкція;
  • Плоскі лінзи Френеля.

У всіх подібних пристроїв одна загальна властивість, вони збирають сонячне світло в точку/лінію, що знаходиться на близькій відстані від поверхні, що відбиває. У точці сходження променів (в фокусі), встановлюється приймач енергії з циркулюючим теплоносієм.

Такі геліоконцентратора найзручніше використовувати у проектах малого масштабу, наприклад для нагріву води в котеджі або на дачі. Але вони чудово масштабуються, що дозволило в Ізраїлі на основі таких параболоциліндричні концентратори створити електростанцію потужністю 5 мегават!

Найбільш зручними вважаються параболоциліндричні моделі. В них сонячне випромінювання збирається в тонку лінію, у фокусі якої розміщується трубка з теплоносієм.

Параболоциліндричні моделі найлегше виготовити своїми руками. Але для підвищення ефективності, потрібно досконально вивчити анидолическую оптику.

Неизображающая оптика

Практична частина науки «Оптика», оперує такими системами, які на приймачі сигналу формують зображення від джерела. Але ця умова передбачає використання складних оптичних поверхонь, які роблять систему більш дорогою і складною.

При цьому вони не покращують передачу самого електромагнітного випромінювання! Адже весь світ і так вже передали на приймач.

З цієї причини анидолическая (неизобразительная) оптика, набагато простіше і ефективніше звичайної. Неизображающие пристрою значно перевершують звичайні лінзи і дзеркала в сонячній середовищі, наближаючись до теоретичного (термодинамічному) межі.

Порівняння параболічні концентратори без формування зображення і параболічні концентратори

 

На практиці, використання неизображающей оптики дозволяє створювати такі геліоконцентратора, які не потребують сонячному трекері. Для середньотемпературних застосувань ці колектори не повинні стежити за сонцем, оскільки відстеження ефективно здійснюється за допомогою ширококутної оптики.

Використання неизображающей оптики дає більш високу ефективність, ослаблені фізичні допуски, поліпшену оптичну однорідність і зниження виробничих витрат.

Відображають сонячні колектори

Ці системи відносяться до класу високотемпературних пристроїв. Вперше відображає колектор використовував легендарний Архімед. Коли його рідні Сіракузи облягали римські галери, він збудував на кріпосній стіні сотню воїнів з блискучими мідними щитами, і по команді вони направили сонячні зайчики на один з кораблів. Через кілька секунд він спалахнув, а ще через кілька хвилин, таким же чином був спалений весь римський флот.

В сонячних концентраторах такої системи, відбите світло з декількох дзеркал спрямовується на одну точку. Таку схему можна реалізовувати для масштабних проектів, як наприклад Crescent Dunes. На цьому об'єкті понад 10 тисяч дзеркал загальною площею 1,19 км2, відбивають світло на центральну вежу. Теплоносій в приймальному пристрої розігрівається до 600-700C.

Але і на малих площах відображають сонячні концентратори можуть бути зібрані за такою схемою. У ній кілька дзеркал, розташованих під кутом. Не заважають один одному, вони відправляють світло на протилежні теплоприемники.

Практичне використання сонячного концентратора

Існують два варіант використання сонячного концентратора в приватному секторі:

  • Виробництво електроенергії;
  • Обігрів.

Якщо теплоносій буде використовуватися безпосередньо, без генерації електроенергії, то схема дуже проста у реалізації та не потребує великих фінансових вкладень. У розрахунок приймається і той факт, що крім обігріву будинку, можна отримувати гарячу воду, а з невеликою модернізацією, сонячним теплом охолоджують житло в спекотні літні дні. Для цього в систему вбудовують абсорбційний холодильник (чиллер).

Генерувати електрику можна з допомогою двигуна зовнішнього згоряння (Стірлінга).

Але отриману теплову енергію потрібно ще і зберігати протягом тривалого часу. Ефективність у цьому випадку буде залежати від правильного вибору теплового акумулятора.

 

Спасибі, що дочитали до кінця! Не забувайте підписатися на наш канал, Еслі стаття Вам сподобалася!

Діліться з друзями, залишайте ваші коментарі

Добавляйтесь в нашу групу в ВК:

ALTER220 Портал про альтернативну енергію

і пропонуйте теми для обговорень, разом буде цікавіше!!!

 

 

 

Коментарі

Додати коментар

Вашу адресу email не буде опубліковано. Обов'язкові поля позначені *

\n\n<\/ins>\n","html_block":"\n\n<\/ins>\n","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});\n\n<\/ins>\n","html_block":"\n\n<\/ins>\n","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});","html_block":"","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});\n<\/ins>\n\n<\/center>","html_block":"