Гелиоконцентратор

Гелиоконцентратор

Гелиоконцентратор (гелио от греч. helios – «солнце» и лат. con – «с, вместе, в», centrum – «центр», «средоточие») – устройство для повышения в сотни раз плотности энергии солнечной радиации. Самая основная конструкторская часть гелиоконцентратора – одно или несколько зеркал или линз, которые собирают (фокусируют) солнечные лучи. Подобные устройства для концентрации солнечных лучей известны давно (например, зажигательные устройства древнегреческого математика и механика Архимеда, французских ученых Т. П. Бюффона, А. Л. Лавуазье). В своем научном труде «Об оптике» М. В. Ломоносов описывает разработанную им оригинальную оптическую систему, составленную из плоских зеркал и собирательных линз. Первым исследователем, осуществившим превращение энергии солнечного излучения в механическую энергию, был Огюст Мушу. В 1861 г. исследователь получил патент на создание двигателя, функционирующего благодаря энергии солнечного излучения. Запуск первого такого двигателя пришелся на 1865 г. Работу по созданию аппарата, работающего на солнечной энергии, вели и другие испытатели. Стоит упомянуть конструкции Джона Эрикссона, Шарля Тейе, Вильяма Адамса. В СССР первый крупный гелиоконцентратор был выполнен в 1946 г. (в Ташкенте) в виде параболоида диаметром 10 м. В дальнейшем подобные параболоидные гелиоконцентраторы были сооружены в других странах: Франции, США и Японии. Так, во Франции в 1968 г. начала действовать наиболее крупная солнечная печь с параболоидным гелиоконцентратором диаметром 54 м. Самый крупный гелиоконцентратор составного типа с площадью зеркала 20 000 м² был спроектирован в СССР для солнечной теплосиловой станции СТС. Основные элементы гелиоконцентратора: жесткая несущая конструкция и зеркальная или линзовая часть. С 1960-х гг. развивается новое направление по изготовлению полужестких и надувных гелиоконцентраторов из различных полимерных, прозрачных и металлизированных тонких пленок. Геометрическая форма отражательной поверхности и схема гелиоконцентратора могут быть самыми различными:

  1) параболоидная (параболоцилиндрическая, цилиндрическая);

  2) коническая;

  3) тороидальная;

  4) составленная из отдельных плоских зеркал;

  5) зеркально-линзовая;

  6) в виде плоских зеркал, которые следят за солнцем, и неподвижного параболоидного концентратора (подвижные плоские зеркала обычно называют гелиостатами, или ориентаторами, они предназначены для направления солнечных лучей на неподвижный гелиоконцентратор).

По характеру поверхностей гелиоконцентраторы можно разделить на фацетные с прерывистой поверхностью зеркала и гладкие с непрерывной поверхностью зеркала. Сложные составные гелиоконцентраторы представляют собой систему подвижных или неподвижных, плоских или искривленных зеркал и линз. Максимальная плотность энергии, достигнутая на высокоточных параболоидных гелиоконцентраторах, равна 35—103 кВт/м², что составляет немного менее половины плотности лучистой энергии на поверхности Солнца (74—103 кВт/м²).

Используется в гелиоустановках.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.