Солнечный концентратор: что это такое и как он работает?

Советы электрика
Нет комментариев
701 просмотров
Солнечный концентратор

Солнечный концентратор

Что же такое солнечный концентратор и для чего он может быть нужен? Это такой прибор, который позволяет фокусировать лучи солнца таким образом, чтобы они максимально попадали на теплоноситель. Это прибор, производящий  альтернативную  энергии, равно как и ветровой генератор.В роли теплоносителя чаще всего выступает емкость с водой или маслом, которые поглощают энергию солнца.

Солнечные концентраторы бывают разного типа: выделяют параболоцилиндрический тип, солнечные параболические концентраторы тарельчатого типа, использующие зеркала, или гелиоцентрические сооружения по принципу башни.

В зависимости от конструкции энергия солнца может концентрироваться в одной конкретной точке или вдоль линии.

Стоит отметить, что подобные концентраторы эффективны только в солнечную погоду, что сильно снижает их полезность в условиях российского климата. В силу специфики и переменчивости нашего климата затруднен и расчет солнечного концентратора. В связи с этим установка концентраторов осуществляется в районах, где большая доля прямого солнечного света: это пустыни, степи. Когда подобные системы используются в промышленных масштабах (а их себестоимость достаточно высока, кроме того, требуется обслуживание системы), их оснащают дополнительно специальными системами слежения, которые помогают обеспечить более точную ориентацию приборов в направлении солнечного света.

Принцип работы концентратора таков, что излучение солнца отражается на поверхность приемника. За счет образуется высокая температура и тепло передается через приемник.

Поскольку стоимость солнечных концентраторов высока, а следящие системы требуют периодического обслуживания, их применение в основном ограничено промышленными системами генерации электроэнергии.
Для большей эффективности концентраторы часто используются в так называемых гибридных системах, когда помимо солнечной энергии используется топливо. В этом случае энергия получается бесперебойно, практически круглые сутки, вне зависимости от солнечного цикла.

Давайте поговорим об особенностях каждого вида концентратора более подробно.
Первый вид – это параболоцилиндрический. Уже из названия очевидно, что в этом случае концентратор имеет вид параболы. Длина его может достигать 50 метров. Делают такой концентратор из зеркал вогнутого типа. Каждое зеркало аккумулирует лучи солнца, фокусируя их в конкретной точке. При этом точкой фокуса для каждого из зеркал является отдельный участок трубы с теплоносителем, которая расположена на протяжении всей зеркальной конструкции. Труба заключается в стеклянный кожух, что позволяет снизить теплопотери. В некоторых случаях вместо трубы используется специальный фотоэлемент, что позволяет снизить уменьшить площадь концентратора для получения аналогичных результатов. Но при этом очень велик риск перегрева фотоэлемента. В этом случае очень важно оснащение его системой для своевременного охлаждения.
Чаще всего расположение подобного концентратора определяется сторонами света (обычно их протяженность с севера на юг). Именно для них очень важно наличие системы слежения за положением солнца. Солнечное тепло в этом случае позволяет нагревать трубу до температуры 400 градусов, при этом вырабатывается пар, при помощи которого происходит вращение турбин генератора.

Надо сказать, что современные исследования доказали, что эффективность параболоцилиндрических концентраторов ниже, чем у конструкций тарельчатого или башенного типа.

Концентраторы-тарелки внешне похожи на тарелки для спутниковой связи. Они собраны из зеркал параболической формы, что позволяет концентрировать лучи солнца на поверхности каждого из них. Температура теплоносителя при этом может достигать значения в тысячу градусов.Концентраторы тарельчатого типа

Теплоноситель сразу же начинает воздействовать на генератор или двигатель (чаще всего применяются двигатели Брайтона и Стирлинга, которые позволяют добиться максимальной производительности системы).
Тарельчатые концентраторы считаются очень перспективным направлением, которое активно разрабатывается и усовершенствуется крупными энергическими компаниями.

Стоит отметить, что такая конструкция считается полезной и для частного использования, например, если ваша дача находится в солнечной полосе, вы можете собрать солнечный концентратор своими руками и использовать его для снижения затрат на электроэнергию.

Третий вид концентраторов – это башенная конструкция с приемником. В этом случае вся солнечная энергия собирается при помощи приемника, расположенного на верху башенной конструкции. Башню окружают специальные отражатели (гелиостаты), которые могут следить за положением солнца и поворачиваться таким образом, чтобы лучи максимально концентрировались на приемнике.

Приемник поглощает тепловую энергию, которая потом вращает турбину генератора.
В качестве теплоносителя может выступать пар или газ (температутра которого может достигать тысячи градусов), жидкость или жидкий металл (с температурой до восьмисот градусов).

При этом теплоноситель может не только воздействовать на турбину для получения электричества, но и участвовать в процессе производства.

Этот вид централизатора считается очень эффективным, хотя достаточно трудоемким и дорогостоящим. Кроме того, для получения максимального эффекта от использования конструкции требуются очень большие площади (не менее 50 гектаров). Поэтому для получения небольших мощностей все-таки эффективней и востребованней централизаторы параболоцилиндрического типа.

централизаторы параболоцилиндрического типа

А концентраторы-тарелки лучше всего подходят в том случае, когда требуется снабжать электроэнергией небольшую автономную станцию.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Наверх