Zrcalni koncentratori koji povećavaju učinkovitost solarnih kolektora. Solarni koncentratori: nedostaci, prednosti, problemi Kako sami napraviti solarni koncentrator
napisano nakon čitanja članka u Photon Internationalu 12/2012. Sve fotografije i podaci iz ovog izvora.
Kratko:
1) Kapacitet CSP (Concentrated Solar Power) stanica diljem svijeta povećao se za 1 GW u 2012. Svake godine ovo tržište raste za >100% (nije greška!).
2) Instalirani kapaciteti: 2,8 GW, 2,9 su u izgradnji, 7 GW je planirano.
3) Najpopularnija tehnologija su parabolični reflektori, ali tower koncentratori i koncentratori Fresnelove leće dobivaju na popularnosti.
Sada više detalja. Tržište raste ovako: 
(u svijetlo smeđoj i smeđoj boji: instalirani i godišnji instalirani kapacitet (GW) CSP-a. Izvor: Photon International 12/2012.)
Kako će se razvijati CSP tehnologije? Pogledajmo ovu sliku: 
(objašnjenje “legende” s lijeva na desno: općenito, parabolični reflektori, tornjevi, parabolične antene, linearni Fresnel reflektori. Prvi dijagram je za kraj 2012., drugi: u izradi, zadnji: u planu)
Očito, parabolični reflektori su "danas", ali će koncentratorski stupovi biti popularni "sutra". Najveći projekt koji se danas gradi na ovom području je 392 MW Ivanpah Solar Electric Generating Station u južnoj Kaliforniji. 170.000 zrcala usmjerit će svjetlost na tornjeve.
CLFR postupno osvaja tržište: dolazi do povećanja od 1 do 7%. Najveći projekt na ovom području je Avera Solar od 100 MW u Rajasthanu.
Što su parabolični reflektori?
Ovo je sustav u kojem parabolična zrcala, okrećući se duž svoje osi, usmjeravaju sunčeve zrake na cijev koja apsorbira toplinu. Ovaj sustav vam omogućuje da se koncentrirate 100 puta i zagrijete rashladnu tekućinu (specijalno ulje) do 400 stupnjeva. Kroz izmjenjivač topline, vruće ulje oslobađa energiju pari, koja zauzvrat okreće turbinu. Noviji sustavi u ovom području mogu uključivati bateriju u obliku spremnika rastaljene soli (do 8 sati). Sustav je već dobro poznat (još od 80-ih). 
Nedostaci i prednosti:
- dokazana tehnologija.
- No, visoki troškovi u odnosu na druge, “zelene” izvore (primjerice PV).
- Ali, niske temperature rashladna tekućina.
- No, u nekim slučajevima takvi sustavi zahtijevaju opskrbu vodom, što u pustinjskim uvjetima nije lako.
- No, mjesto postavljanja ne smije imati nagib veći od 1%.
Ovo je sustav u kojem često tisuće rotirajućih zrcala prate sunce i fokusiraju energiju na energetski prijemnik. Možete koncentrirati energiju 1000 puta. Visina tornja od 5 do 165 m. Ogledala od 1,1 do 120 m2. Temperatura od 440 do 550 stupnjeva Celzijusa. Za prijenos topline koristi se voda ili rastaljena sol.
Nedostaci i prednosti:
- Omogućuje postizanje viših temperatura, više visoka efikasnost, niži trošak energije od paraboličkih reflektora.
- Ne zahtijevaju ultra ravne krajolike (može se instalirati na nagibu od 5%).
- Rezerva energije u spremniku s rastopljenom soli je do 15 sati.
- No, povijest korištenja takvih sustava je kraća pa je samim time i rizik kreditiranja veći.
- No, cijena je i dalje visoka.
Što su koncentratorski sustavi s linearnim Fresnelovim reflektorima?
To su jednostavniji sustavi u usporedbi s paraboličnim kanalima. Koncentriraju svjetlost 30 puta, a za prijenos topline koriste vodu umjesto ulja.
Nedostaci i prednosti:
Jednostavan dizajn, niski troškovi energije.
Ali, visoki tehnološki rizik: tehnologija još nije testirana kao parabolični reflektori.
Danas se koncentratori bore za egzistenciju: solarni paneli, koji postaju sve jeftiniji i već su uobičajeni, pritiskaju ovo tržište.
- 1 instalirani vat iz koncentratora danas košta oko 5 USD (parabolični koncentratori),
- 1 instalirani vat za koncentrirajuće tornjeve iznosi oko 7 USD (cijena ostaje ista ako se energija skladišti u taline pijeska 6-7 sati, 10 USD ako je opskrba 12-15 sati).
- 1 instalirani vat za obične ploče oko 1$.
No, ne treba zaboraviti da se radi o puno mlađoj industriji koja ide putem tradicionalnih fotonapona napravljenih prije 10 godina. Na tom području ima potencijala za sniženje cijena i uvjeren sam da će za sve tehnologije biti dovoljno “mjesta pod suncem”.
Ali sjećam se i optimizma s kojim je Siemens prihvatio koncentratore (Siemens je nedavno najavio prestanak rada na ovom području) i sjećam se entuzijazma u području tankoslojnih silicijskih fotonapona. U oba slučaja, prozor mogućnosti zatvorio se s treskom za mnoge džepove.
Razgovarajmo o nedostacima. Ogledala je potrebno očistiti. Štoviše, njihova površina mora biti idealna i takva mora i ostati. cijelo vrijeme rad stanice. 
(čišćenje
Glavni zadatak solarnog kolektora je pretvaranje energije primljene od sunca u električnu energiju. Princip rada i dizajn opreme su jednostavni, stoga je tehnički lako napraviti. Obično se dobivena energija koristi za grijanje zgrada. Izrada solarnog kolektora za grijanje kuće vlastitim rukama mora započeti odabirom svih komponenti.
- korištenje raznih tekućina;
- zračne strukture.
- održavanje tlaka u sustavu;
- zamjena prednje kamere;
- distribucija zagrijane vode.
Pokaži sve
Dizajn i princip rada
Grijanje Vašeg doma pomoću konverzije solarna energija u električni se koristi, u pravilu, kao dodatni izvor topline, a ne glavni. S druge strane, ako postavite strukturu velike snage i pretvorite sve uređaje u kući na struju, tada možete proći samo sa solarnim kolektorom.
Ali vrijedi zapamtiti da je grijanje solarnim kolektorima bez dodatnih izvora topline moguće samo u južnim regijama. U ovom slučaju, trebalo bi biti dosta ploča. Moraju biti postavljeni tako da na njih ne padaju sjene (na primjer, s drveća). Paneli trebaju biti postavljeni prednjom stranom u smjeru maksimalne izloženosti suncu tijekom dana.
Koncentratori sunčeve energije
Iako danas postoje mnoge vrste takvih uređaja, princip rada je isti za sve. Svaki krug uzima sunčevu energiju i prenosi je potrošaču, predstavljajući krug sa sekvencijalnim rasporedom uređaja. Komponente koje proizvode električnu energiju su solarni paneli ili kolektori.
Kolektor se sastoji od cijevi koje su serijski spojene na ulaz i izlaz. Također se mogu rasporediti u obliku zavojnice. Unutar cijevi nalazi se procesna voda ili mješavina vode i antifriza. Ponekad su jednostavno ispunjeni protokom zraka. Cirkulacija se provodi zahvaljujući fizičke pojave kao što su isparavanje, promjena agregatnog stanja, tlaka i gustoće.
Apsorberi imaju funkciju prikupljanja sunčeve energije. Izgledaju kao čvrsta crna metalna ploča ili struktura sastavljena od mnogo ploča koje su međusobno povezane cijevima.
Za izradu poklopca kućišta koriste se materijali visoke propusnosti svjetla. Često je to ili pleksiglas ili kaljeno obično staklo. Ponekad se koristi polimerni materijali, ali izrada kolektora od plastike nije preporučljiva. To je zbog njegovog velikog širenja uslijed zagrijavanja na suncu. Kao rezultat toga, može doći do pada tlaka u kućištu.
Ako će sustav raditi samo u jesen i proljeće, tada se voda može koristiti kao rashladno sredstvo. Ali u zimsko vrijeme nju mora se zamijeniti mješavinom antifriza i vode. U klasičnim izvedbama ulogu rashladne tekućine igra zrak koji se kreće kroz kanale. Mogu se izraditi od običnih valovitih ploča.
Iskustvo rada samostalno izrađene solarne baterije (solarna baterija dio 3).
Ako je kolektor potrebno instalirati za grijanje male zgrade koja nije spojena na autonomni sustav grijanja privatne kuće ili centralizirane mreže, onda će poslužiti jednostavan sustav s jednim strujnim krugom i grijaće tijelo na svom početku. Shema je jednostavna, ali izvedivost njegove instalacije je sporna, jer će raditi samo u sunčanim ljetima. Međutim, to ne zahtijeva cirkulacijske pumpe i dodatni grijači.
S dva kruga sve je mnogo kompliciranije, ali broj dana kada će se električna energija aktivno generirati povećava se nekoliko puta. U ovom slučaju, kolektor će obraditi samo jedan krug. Najveći dio opterećenja stavlja se na jedan uređaj koji radi na struju ili drugu vrstu goriva.
Iako učinak uređaja izravno ovisi o broju sunčanih dana u godini, a cijena mu je previsoka, ipak je vrlo popularan među stanovništvom. Ništa manje uobičajena je proizvodnja solarnih izmjenjivača topline vlastitim rukama.
Klasifikacija prema temperaturnim pokazateljima
Solarni sustavi se klasificiraju prema različitim kriterijima. Ali u uređajima koje možete sami napraviti, obratite pozornost na vrstu rashladne tekućine. Takvi sustavi mogu se podijeliti u dvije vrste:
Prvi se najčešće koriste. Oni su produktivniji i omogućuju vam izravno spajanje kolektora na sustav grijanja. Klasifikacija po temperaturi je također uobičajena, unutar kojih uređaj može raditi:
DIY solarna baterija Part11
Posljednji tip solarnog sustava funkcionira zahvaljujući vrlo složenom principu prijenosa sunčeve energije. Oprema zahtijeva puno prostora. Ako ga postavite na zemlja dacha, tada će zauzeti pretežni dio stranice. Za proizvodnju energije trebat će vam posebna oprema, pa će sama izrada takvog solarnog sustava biti gotovo nemoguća.
DIY izrada
Proces izrade solarnog grijača vlastitim rukama prilično je uzbudljiv i gotov dizajn donijet će puno koristi vlasniku. Zahvaljujući ovom uređaju možete riješiti problem grijanja prostorija, grijanja vode i drugih važnih kućanskih zadataka.
Materijali za vlastitu proizvodnju
Primjer je proces stvaranja uređaja za grijanje koji će opskrbljivati grijanu vodu u sustav. Najjeftinija opcija za proizvodnju solarnog kolektora je korištenje osnovnih materijala drveni blok i šperploča, također iverice. Kao alternativu možete koristiti aluminijski profili I metalni limovi, ali koštat će više.
Svi materijali moraju biti otporni na vlagu, odnosno ispunjavati uvjete za upotrebu na na otvorenom. Kvalitetno napravljen i montiran solarni kolektor može trajati od 20 do 30 godina. S tim u vezi, materijali moraju imati potrebne radne karakteristike za korištenje tijekom cijelog životnog vijeka. Ako je tijelo izrađeno od drva ili iverice, tada je za produljenje vijeka trajanja impregnirano vodeno-polimernim emulzijama i lakom.
Recenzija: Domaće solarni panel(baterija).
Potreban materijal za izradu može se kupiti u slobodnoj prodaji ili se može napraviti konstrukcija od otpadnog materijala koji se može naći u svakom kućanstvu. Stoga je glavna stvar na koju morate obratiti pozornost cijena materijala i komponenti.
Uređenje toplinske izolacije
Kako bi se smanjio gubitak topline, na dnu kutije postavljen je izolacijski materijal. Za to možete koristiti polistirensku pjenu, mineralna vuna itd. Suvremena industrija pruža veliki izbor razni izolacijski materijali. Na primjer, dobra opcija koristit će foliju. Ne samo da će spriječiti gubitak topline, već će također odražavati sunčeve zrake, što znači da će povećati zagrijavanje rashladne tekućine.
Ako za izolaciju koristite polistiren ili polistiren, možete izrezati utore za cijevi i tako ih ugraditi. Apsorber se u pravilu učvršćuje na dno kućišta i polaže preko izolacijskog materijala.
Hladnjak kolektora
Odvod topline solarnog kolektora je upijajući element. To je sustav koji se sastoji od cijevi kroz koje se kreće rashladna tekućina i drugih dijelova, obično izrađenih od bakrenih limova.
Najbolji materijal za cijevni dio je bakar. Ali domaći majstori su izmislili jeftiniju opciju - polipropilenska crijeva, koji su uvijeni u spiralni oblik. Priključci se koriste za spajanje na sustav na ulazu i izlazu.
Dopušteno je koristiti razne materijale i sredstva pri ruci, odnosno gotovo sve koji su na farmi. Termalni kolektor "uradi sam" može se napraviti od starog hladnjaka, polipropilena i polietilenske cijevi, panelni radijatori od čelika i drugih dostupnih materijala. Važan faktor Prilikom odabira izmjenjivača topline uzima se u obzir toplinska vodljivost materijala od kojeg je izrađen.
Idealna opcija za stvaranje domaćeg kolektora vode je bakar. Ima najveću toplinsku vodljivost. No korištenje bakrenih cijevi umjesto polipropilena ne znači da će uređaj proizvoditi puno više Topla voda. Pod jednakim uvjetima, bakrene cijevi će biti 15-25% učinkovitije od ugradnje polipropilenskih analoga. Stoga je također preporučljivo koristiti plastiku, koja je mnogo jeftinija od bakra.
Kod korištenja bakra ili polipropilena, svi spojevi (navojni i zavareni) moraju biti zabrtvljeni. Mogući raspored cijevi je paralelan ili u obliku zavojnice. Vrh glavne strukture s cijevima prekriven je staklom. Kada se oblikuje u obliku zavojnice, smanjuje se broj priključaka i, sukladno tome, moguće stvaranje curenja, a također se osigurava ravnomjerno kretanje rashladne tekućine kroz cijevi.
Za pokrivanje kutije možete koristiti više od stakla. U ove svrhe koriste se prozirni, mat ili valoviti materijali. Možete koristiti moderne akrilne analoge ili monolitne polikarbonate.
Tijekom proizvodnje klasična verzija Možete koristiti kaljeno staklo ili pleksiglas, polikarbonatne materijale itd. Dobra alternativa bila bi uporaba polietilena.
Važno je uzeti u obzir da je upotreba analoga (valovita i mat površine) pomaže smanjiti propusnost Sveta. U tvorničkim modelima za to se koristi posebno solarno staklo. U svom sastavu ima malo željeza, što osigurava male gubitke topline.
Instalacijski spremnik za skladištenje
Za izradu spremnika možete koristiti bilo koji spremnik volumena od 20 do 40 litara. Također se koristi shema s nekoliko spremnika koji su međusobno povezani u jedan sustav. Preporučljivo je izolirati spremnik, inače će se zagrijana voda brzo ohladiti.
Ako pogledate, u ovom sustavu nema nakupljanja, a zagrijana rashladna tekućina mora se odmah koristiti. Zato spremnik koristi se za:
Naravno, solarni kolektor koji sami napravite kod kuće neće pružiti kvalitetu i učinkovitost karakterističnu za tvorničke modele. Korištenje samo dostupnih materijala, visok koeficijent korisna radnja Suvišno je reći. U industrijskim uzorcima takvi su pokazatelji nekoliko puta veći. Međutim, ovdje će financijski troškovi biti mnogo niži jer se koriste improvizirana sredstva. Solarna instalacija napravljena vlastitim rukama značajno će povećati razinu udobnosti u seoskoj kući, kao i smanjiti troškove za druge izvore energije.
Kako napraviti solarni bojler. Ispravnije bi bilo nazvati ga paraboličnim solarnim koncentratorom. Njegova glavna prednost je što ogledalo reflektira 90% sunčeve energije, a njegov parabolični oblik tu energiju koncentrira u jednoj točki. Ova instalacija će učinkovito raditi u većini regija Rusije, do 65 stupnjeva sjeverne geografske širine.
Za sastavljanje kolektora potrebno nam je nekoliko osnovnih stvari: sama antena, sustav za praćenje sunca i izmjenjivač topline-kolektor.
Parabolična antena.
Možete koristiti bilo koju antenu - željezo, plastiku ili fiberglas. Antena bi trebala biti panelna, a ne rešetkasta. Ovdje je važno područje i oblik antene. Moramo zapamtiti da je snaga grijanja = površina antene. I da će snaga koju prikupi antena promjera 1,5 m biti 4 puta manja od snage koju prikupi antena s površinom zrcala od 3 m.
Također ćete trebati rotirajući mehanizam za sklop antene. Može se naručiti na Ebayu ili Aliexpressu.
Trebat će vam rola aluminijske folije ili Mylar zrcalne folije koja se koristi za staklenike. Ljepilo koje će zalijepiti film za parabolu.
Bakrena cijev promjera 6 mm. Armature, za spajanje Vruća voda u spremnik, u bazen ili gdje god ćete koristiti ovaj dizajn. Okretni mehanizam Autor je kupio praćenje na EBAY-u za 30 dolara.
Korak 1 Promijenite antenu da fokusira sunčevo zračenje umjesto radio valova.
Samo trebate pričvrstiti Mylar zrcalni film ili aluminijska folija do zrcala antene.
Takav film možete naručiti na Aliexpressu, ako ga iznenada ne pronađete u trgovinama
To je gotovo jednako lako učiniti kao što zvuči. Samo trebate uzeti u obzir da ako antena, na primjer, ima promjer od 2,5 m, a film je širok 1 m, tada nema potrebe prekrivati antenu filmom u dva prolaza i stvorit će se neravnine, što će pogoršati fokusiranje sunčeve energije. Izrežite ga na male trake i pričvrstite na antenu ljepilom. Provjerite je li antena čista prije nanošenja filma. Ako postoje mjesta na kojima je boja natekla, očistite ih šmirgl papir. Morate izravnati sve neravnine. Imajte na umu da se LNB pretvarač uklanja sa svog mjesta jer bi se inače mogao otopiti. Nakon što zalijepite film i postavite antenu na mjesto, ne približavajte ruke ili lice mjestu gdje je pričvršćena glava; riskirate ozbiljne opekline od sunca.
Korak 2 sustav praćenja.
Kao što je gore napisano, autor je kupio sustav za praćenje na Ebayu. Također možete potražiti rotirajuće sustave za praćenje sunca. Ali pronašao sam jednostavan sklop za priličnu cijenu koji prilično točno prati položaj sunca.
Popis dijelova:
(preuzimanja: 450)
* U1/U2 - LM339
*Q1 - SAVJET42C
*Q2 - SAVJET41C
* Q3 - 2N3906
* Q4 - 2N3904
* R1 - 1 meg
* R2 - 1k
* R3 - 10k
* R4 - 10k
* R5 - 10k
* R6 - 4,7k
* R7 - 2,7k
* C1 - 10n keramika
* M - DC motor do 1A
*LED diode - 5mm 563nm
Video solarnog trackera koji radi prema shemi iz arhive
Možete ga sami izraditi na temelju prednje glavčine automobila VAZ.
Za one koje zanima, fotografija je preuzeta odavde:
Korak 3 Stvaranje izmjenjivača topline-kolektora
Za izradu izmjenjivača topline trebat će vam bakrena cijev smotana u prsten i postavljena u žarište našeg koncentratora. Ali prvo moramo znati veličinu žarišne točke antene. Da biste to učinili, trebate ukloniti LNB pretvarač s ploče, ostavljajući stupove za montažu pretvarača. Sada trebate okrenuti ploču na suncu, prethodno pričvrstivši komad daske na mjesto gdje je pretvarač pričvršćen. Držite ploču u ovom položaju neko vrijeme dok se ne pojavi dim. To će trajati otprilike 10-15 sekundi. Nakon toga okrenite antenu dalje od sunca i uklonite ploču s nosača. Sve manipulacije s antenom, njezino preokretanje, provode se tako da slučajno ne stavite ruku u fokus zrcala - to je opasno, možete se ozbiljno opeći. Neka se ohladi. Izmjerite veličinu spaljenog komada drva - to će biti veličina vašeg izmjenjivača topline.
Veličina točke fokusa odredit će koliko bakrena cijev trebat će vam. Autoru je bilo potrebno 6 metara cijevi s veličinom točke od 13 cm.
Mislim da umjesto smotane cijevi možete staviti radijator od grijača automobila; postoje prilično mali radijatori. Radijator treba pocrniti radi boljeg upijanja topline. Ako odlučite koristiti cijev, morate je pokušati saviti bez kinks ili kinks. Obično se u tu svrhu cijev napuni pijeskom, zatvori s obje strane i savije na nekom trnu odgovarajućeg promjera. Autor je natočio vodu u cijev i stavio je zamrzivač, s otvorenim krajevima okrenutim prema gore kako bi se spriječilo curenje vode. Led u cijevi će stvoriti pritisak iznutra, što će izbjeći pregibe. To će omogućiti savijanje cijevi s manjim radijusom savijanja. Mora se smotati u konus; svaki zavoj treba biti nešto veći u promjeru od prethodnog. Zavoje kolektora možete zalemiti zajedno za čvršću strukturu. I ne zaboravite ispustiti vodu nakon što završite s razdjelnikom kako se ne biste opekli od pare ili Vruća voda
Korak 4. Sastavljanje svega i isprobavanje.
Sada imate zrcalnu parabolu, modul za praćenje sunca smješten u vodonepropusnu posudu ili plastičnu posudu, kompletan kolektor. Sve što treba učiniti je instalirati kolektor na mjesto i testirati ga u radu. Možete ići dalje i poboljšati dizajn tako što ćete napraviti nešto poput posude s izolacijom i staviti je na sebe leđa kolektor Mehanizam za praćenje mora pratiti kretanje od istoka prema zapadu, tj. okrenuti prema suncu tijekom dana. I sezonski položaj svjetiljke (gore/dolje) može se podesiti ručno jednom tjedno. Možete, naravno, okomito dodati mehanizam za praćenje - tada ćete dobiti gotovo automatski rad instalacije. Ukoliko vodu planirate koristiti za grijanje bazena ili kao toplu vodu u vodovodu, trebat će vam pumpa koja će pumpati vodu kroz kolektor. Ako zagrijavate posudu s vodom, morate poduzeti mjere da spriječite ključanje vode i eksploziju spremnika. To se može učiniti pomoću
Od početka našeg tisućljeća, najistaknutiji umovi čovječanstva bili su zabrinuti zbog mogućnosti i načina korištenja energije sunčevih zraka. Već tada su ljudi savršeno dobro razumjeli da je nebesko tijelo zvano Sunce izvor zračenja neiscrpne energije. Međutim, u to daleko vrijeme nitko se nije dosjetio kako ga “ukrotiti” i iskoristiti u svoju korist. Prema izvorima koji su preživjeli do danas, antički pisci Plutarh i Polibije naznačili su da je osoba koja je prva vlastitom rukom napisala crteže i sklopila radni izum bio Arhimed.
Bio je to uređaj koji je preko nekih uređaja baziranih na optici koncentrirao zračenje solarno zračenje u jedan snažan tok. Kasnije je izum korišten za uništavanje rimske carske flote, koja je stigla s agresivnim ciljevima.
U svojoj srži, izum mudrog grčkog inženjera, koji je on sam sastavio, prvi je parabolički koncentrator temeljen na sunčevoj energiji stvoren na planeti Zemlji, čiji je princip rada koncentriranje zračenja u jednom malom snopu.
U području zahvaćenom takvim snopom temperatura bi mogla doseći od 300 do 400 stupnjeva Celzijusa. Takva energija, koncentrirana na trup bilo kojeg broda rimske mornarice (koji se u to vrijeme sastojao isključivo od drveta), bila bi dovoljna da zapali morsko plovilo. Danas možemo samo stvarati pretpostavke o tome koji je konkretan izum Arhimed dao svijetu, ali na temelju moderna znanja i ideja o tehnologijama i dostignućima u ovom području energetike, postojale su samo dvije moguće opcije.
Počnimo s činjenicom da je sam naziv koji je izum dobio solarni koncentrator; ovaj naziv govori sam za sebe.
Leća konveksna s obje strane primjer je jednostavnog koncentratora
Riječ je o uređaju koji hvatanjem sunčevog zračenja određenom zakrivljenošću površine koncentrira zrake u jednu točku, postižući višestruko povećanje energije. Svi se sjećamo iz naše mlade prošlosti obične leće, konveksne s obje strane - ovo je primjer jednostavnog koncentratora. Za sunčanog vremena, podešavanjem kuta upada sunčevog zračenja vlastitim rukama, mogli biste izgorjeti drvena površina ili na papiru sve što vam je palo na pamet, bilo koji lik ili natpis.
Ova leća spada u skupinu refrakcijskih koncentratora. Osim konveksnih leća, u istu skupinu koncentratora spadaju i Fresnelove leće koje su prizma. Koncentratori dugog fokusa sastavljaju se pomoću takozvanih linearnih leća. Takvi koncentratori su vrlo jeftini i lako se mogu sastaviti vlastitim rukama, bez pomoći kvalificiranog inženjera (ako se odlučite za to, postoji dovoljan broj videozapisa postavljenih na Internet, zahtjev - domaći solarni reflektor). Međutim, u praksi se koriste vrlo rijetko, jedan od razloga za to su njihove prilično velike dimenzije. Takvi koncentratori, uključujući i domaće, koriste se na onim mjestima gdje područje i prostor koji zauzimaju to dopuštaju, ali nisu kritični za vlasnika.
Ovaj nedostatak je odsutan u koncentratoru sunčevog zračenja s prizmom. Osim toga, ova oprema može djelomično koncentrirati dio difuzijskog zračenja, čime se značajno povećava snaga generiranog protoka energetske zrake. Trokutasta prizma, pomoću koje je konstruiran ovaj mehanizam, istovremeno obavlja funkcije inicijatora zračenja iz točke koncentracije snopa i primanja ovog zračenja. Osim toga, stražnja strana poliedra odražava protok energije sunčevog zračenja koju prima prednja strana, i bočni rub odgovoran je za izdavanje zračenja. Princip rada ove opreme temelji se na mehanizmu maksimalnog reflektirajućeg učinka na sunčeve zrake dok ne udare u bočnu stranu.
Reflektivni solarni koncentrator, u usporedbi s refraktorskim solarnim koncentratorima, radi kombiniranjem energije snopa reflektiranog sunčevog zračenja. Na temelju oblika strukture takvi koncentratori se dijele na podvrste i nazivaju se parabolično-cilindrični i parabolični. Ako razumijete pokazatelje učinkovitosti ovih uređaja, tada će najsnažniji izvor energije biti parabolički koncentrator, koji proizvodi do 10 tisuća koncentracijskih jedinica.
Parabolični koncentrator proizvodi do 10 tisuća koncentracijskih jedinica
Međutim, za stvaranje energije solarni sustavi opskrbu toplinom (osobito za grijanje zimi) pribjegavati u većoj mjeri ugradnji parabolično-cilindričnih ili ravni uređajiŠtoviše, takav sustav je lako instalirati vlastitim rukama.
Solarni koncentratori - njihova praktična upotreba i primjena
U principu, glavna funkcija solarnih koncentratora bilo kojeg dizajna je prikupljanje zračenja koje dolazi od sunca i njegovo koncentriranje u jednoj točki. Određivanje opsega primjene ove energije je izbor vlasnika ove opreme. Koristeći potpuno besplatnu i obnovljivu energiju, možete zagrijati vodu za kućanstvo i higijenske potrebe. Količina zagrijane vode ovisit će samo o veličini ploče i opći dizajn središte. Parabolični koncentratori male veličine može se koristiti kao pećnica za kuhanje koja će raditi isključivo na koncentrirano sunčevo zračenje.
Zimi se koncentratori mogu koristiti kao dodatni izvor sunčeva svjetlost za fotonaponski solarni paneli, čime se povećava njihova izlazna snaga u uvjetima nedostatka sunčevog zračenja.
Parabolični koncentratori mogu se koristiti kao peći za kuhanje hrane
Zapravo, korištenje kristalnih baterija za poboljšanje učinkovitosti prilično je dobra ideja, s obzirom na nisku cijenu koncentratora. Štoviše, za takav dizajn nećete trebati patent. Rezultat je svojevrsni domaći solarni sustav napajanja.
Također je moguće koristiti uređaj kao autonomni izvor energije za Stirlingov motor (njegov izumitelj je davno dobio patent za takav motor). Koncentratori parabolične skupine stvaraju temperaturu u rasponu od 300 do 400 °C na mjestu skupljanja sunčevih zraka.
Ako postavite u područje koncentracije zraka koje dolaze iz relativno male ploče metalni stalak za posuđe i na njega postavite kuhalo za vodu, lako možete prokuhati vodu bez upotrebe struje. Postavljanjem grijača na mjesto gdje je energija koncentrirana, brzo ćete se zagrijati i tekuća voda u dovoljno velikim količinama za daljnju upotrebu za gospodarske potrebe. Možete zaliti vrt, oprati suđe, istuširati se.
Postavljanjem ispravno odabranog Stirlingovog motora u fokus snopa, dobit ćete malu toplinsku i električnu stanicu.
Stirlingovi motori dizajnirani su za rad u tandemu sa solarnim koncentratorom
Na primjer, jedna tvrtka pod nazivom Qnergy razvila je i registrirala patent, lansirajući masovnu proizvodnju QB-3500 Stirling motora, koji su posebno dizajnirani za rad u tandemu sa solarnim koncentratorom sa solarnim reflektorom. U svojoj srži, takav se uređaj može smatrati generatorom električna struja, gdje glavnu funkciju obavlja Stirlingov motor. Imajte na umu da takav sustav također zahtijeva baterije za pohranu primljene energije. Takva elektrana proizvodi električnu struju snage 3500 W. Izlazni pretvarač proizvodi standardni napon od 220 volti, s frekvencijom od 50 Hz. Ova snaga električne struje bit će vam dovoljna da u potpunosti zadovoljite potrebe kuće u kojoj živi četveročlana obitelj. Korištenje takvih baterija također je učinkovito za seoska kuća. Koncentrator instaliran na vašem mjestu imat će izgled satelitsku antenu bez narušavanja vanjske estetike.
Inače, jedan od proizvođača prijavio je patent za uređaj gdje je na principu rada Stirlingovog motora moguće napraviti sustav koji će u osnovi raditi recipročno ili rotacijsko gibanje (ne zahtijeva ugradnju baterija) . Primjer takvog sustava je pumpa za vodu za bunar ili druge namjene.
Parabolični koncentrator mora se sustavno okretati kako bi pratio sunčeve zrake dok se Zemlja okreće tijekom dana.
Glavni nedostatak paraboličkog koncentratora je taj što ga se mora sustavno nadzirati, okrećući ga da prati sunčeve zrake dok se Zemlja okreće tijekom dana. Tamo gdje se koncentratori koriste u velikim termoelektranama u industrijskim razmjerima, posebni sustavi za praćenje kretanja sunca dodatno se ugrađuju u skupinu baterija. Takvi sustavi okreću zrcala prateći njegovo kretanje. To jamči stalnu i učinkovita tehnika dolazno sunčevo zračenje pod najučinkovitijim kutom. Ali privatna uporaba takve opreme najvjerojatnije neće biti vrlo praktična, zbog činjenice da će troškovi nabave biti znatno viši od cijene standardnog reflektora montiranog na tronožac.
Kako sami napraviti koncentrator sunčevog zračenja?
Za studiranje ovo pitanje možete se obratiti iskustvu izumitelja iz Vladivostoka, Yurija Rylova, koji ima patent za ono što je stvorio sistem grijanja. Već dugo vremena njegov veliki Kuća za odmor, ukupna površinašto je više od 400 četvornih metara, u potpunosti se grije na temelju baterijskog sustava, gdje se rashladna tekućina zagrijava pomoću solarnog koncentratora.
Koncentrator Yurija Rylova više je nego dvostruko učinkovitiji od solarnih panela
Cijeli sustav, za koji je na kraju dobio i patent, razvio je sam majstor. Njegov koncentrator je više nego dvostruko učinkovitiji od solarnih panela.
Postoji više razloga za to, jedan od njih je sustav koncentratora, za koji je izumitelj dobio patent; akumulira energiju gotovo cijelog ulaznog spektra sunčevog zračenja. Sljedeći razlog je što je sustav dopunjen mehanizmom za praćenje sunca (s obzirom na područje primjene opreme u u ovom slučaju, to može biti opravdano).
Međutim, pojavili su se problemi s uvođenjem sustava u masovnu proizvodnju. Izumitelj je dobio patent za stvoreni uređaj prije više od pet godina Ruska Federacija, ali do sada nije dobio široku industrijsku distribuciju. To je prilično čudno, jer prema Rylovu, njegov koncentrator omogućuje grijanje ulaza peterokatnice, opskrbljujući ga toplom vodom. Za osam sati rada oprema zagrijava kubni metar vode. Za isto vrijeme koncentrator će proizvesti 80 kW električne energije. Osim toga, izumitelj se suočio s problemom zaštite intelektualnog vlasništva u Rusiji. Morate poraditi na osiguranju vlasništva nad svojim uređajem u onim zemljama u kojima je moguće samostalno postaviti takvu proizvodnju, službenici vam ne pomažu u dobivanju patenta u inozemstvu.
Najviše jednostavan način izgraditi vlastiti kućni čvor znači napraviti ga na temelju stare satelitske antene
Dakle, najlakši način za izgradnju vlastitog domaćeg čvorišta je da ga napravite na temelju stare satelitske antene. Prije sastavljanja mehanizma odlučite o svrsi njegove uporabe, a zatim odaberite mjesto za ugradnju koncentratora. Temeljito očistite antenu i pričvrstite reflektirajuću foliju na radnu stranu.
Kako biste ravnomjerno položili foliju i izbjegli moguće nabore, izrežite je na trake veličine najviše pedeset milimetara. Odlučite li se koncentrator koristiti kao peć na sunčevo zračenje, bit će bolje da u središnjem dijelu ploče napravite rupu promjera oko 70 milimetara. Provucite pričvršćivač posude za hranu kroz njega. Uređaj jamči fiksni položaj posude s grijanim predmetom kada je uređaj okrenut iza sunca.
Ako imate samo ploču malog promjera, ovdje je vrijedno rezati traku na trake od 100 milimetara. Svaka traka mora biti zalijepljena zasebno, pažljivo i pažljivo poravnavajući spojeve.
Kada završite s lijepljenjem reflektirajućeg elementa, odredite gdje je točka koncentracije zraka. To se mora učiniti jer oblik antene često ne jamči podudarnost žarišne točke i položaja glave za primanje signala.
Domaća solarna koncentratorska pećnica
Za početak, vrijedi identificirati mjesto koncentracije; Sunčane naočale. Uzeti drvena ploča i debele rukavice. Usmjerite reflektor prema suncu i fokusirajte uhvaćene zrake na ploču, zatim podešavajte udaljenost dok ne dobijete najučinkovitiji, koncentrirani snop energije, činite to dok ne dobijete njegovu najmanju veličinu. Rukavice koje nosite zaštitit će kožu vaših ruku od opekline od sunca, ako slučajno stavite ruke u žarište zraka. Nakon što odredite točku koncentracije, sve što trebate učiniti je popraviti strukturu i dovršiti njezinu ugradnju optimalno mjesto. Kako se kaže u krugovima izumitelja: "Ostaje samo dobiti patent." Iskoristite rezultate svoga rada primajući neiscrpan i besplatan izvor energije.
Stirlingov motor može se sastaviti korištenjem dostupnih uobičajenih materijala
Postoji mnogo mogućnosti za izradu solarnih koncentratora. Na isti način možete sami sastaviti Stirlingov motor, koristeći dostupne, uobičajene materijale (to je doista moguće, iako se na prvi pogled čini nedostižnim), a mogućnosti ovog motora možete koristiti u razne svrhe za dugo vremena. Sva ograničenja ovise samo o vašem strpljenju i mašti.