De foarte multă vreme mi-am dorit să fac un concentrator solar parabolic. După ce am citit multă literatură despre realizarea unei matrițe pentru o oglindă parabolică, m-am hotărât pe cea mai simplă opțiune - o antenă satelit. Antena parabolica are o forma parabolica care colecteaza razele reflectate la un moment dat.
M-am uitat la plăcile „Variante” de la Harkov ca bază. La un preț care mi-a fost acceptabil, am putut achiziționa doar un produs de 90 cm. Dar scopul experimentului meu este temperatura ridicată la punctul focal. Pentru a obține rezultate bune, aveți nevoie de o zonă de oglindă - cu cât mai multe, cu atât mai bine. Prin urmare, placa ar trebui să aibă 1,5 m, sau mai bine 2 m. Producătorul Harkov are aceste dimensiuni în sortimentul său, dar sunt fabricate din aluminiu și, în consecință, prețurile sunt vertiginoase. A trebuit să merg pe internet în căutarea unui produs folosit. Și la Odesa, constructorii, în timp ce demontau un obiect, mi-au oferit o antenă parabolica de 1,36 m x 1,2 m, din plastic. Era puțin mai puțin decât îmi doream, dar prețul a fost bun și am comandat o farfurie.
După ce am primit placa câteva zile mai târziu, am descoperit că este fabricată în SUA, avea nervuri puternice de rigidizare (eram îngrijorat dacă corpul este suficient de puternic și dacă se va mișca după lipirea oglinzilor) și o orientare puternică. mecanism cu multe setări.
Am achizitionat si oglinzi de 3mm grosime. Comandat 2 mp. - putin cu rezerva. Oglinzile se vând în principal la 4 mm grosime, dar am găsit un trei pentru a fi mai ușor de tăiat. Am decis sa fac dimensiunea oglinzilor pentru concentrator 2 x 2 cm.
După ce am colectat componentele principale, am început să fac un suport pentru concentrator. Erau mai multe colțuri, bucăți de țevi și profile. L-am tăiat la dimensiune, l-am sudat, l-am curățat și l-am vopsit. Iată ce s-a întâmplat:
Așa că, după ce am făcut standul, am început să tai oglinzile. Oglinzile aveau dimensiunea de 500 x 500 mm. În primul rând, l-am tăiat în jumătate, iar apoi cu o plasă de 2 x 2 cm am încercat o grămadă de tăietoare de sticlă, dar acum nu se poate găsi nimic sensibil în magazine. Un nou tăietor de sticlă taie perfect de 5-10 ori și gata... După aceea, îl poți arunca imediat. Poate că există unele profesionale, dar nu ar trebui să le cumpărați în magazinele de hardware. Prin urmare, dacă cineva are de gând să facă un concentrator din oglinzi, întrebarea tăierii oglinzilor este cea mai dificilă!
Oglinzile sunt tăiate, trepiedul este gata, încep să lipesc oglinzile! Procesul este lung și obositor. Numărul meu de oglinzi de pe butucul finit a fost de 2480 de bucăți. Am ales greșit adeziv. Am cumpărat un lipici special pentru oglinzi - se ține bine, dar este gros. Când lipiți, stoarceți o picătură pe oglindă și apoi apăsați-o pe peretele plăcii, există posibilitatea de a apăsa oglinda în mod neuniform (undeva mai puternic, undeva mai slab). Ca urmare, oglinda poate să nu fie lipită strâns, de exemplu. își va îndrepta raza de soare nu spre focar, ci în apropierea acestuia. Iar dacă focalizarea este încețoșată, nu este nimic de așteptat la rezultate bune. Privind în perspectivă, voi spune că focalizarea mea s-a dovedit a fi neclară (din care trag concluzia că a fost necesar să folosesc un alt lipici). Deși rezultatele experimentului au fost plăcute, focalizarea a avut o dimensiune de aproximativ 10 cm, iar în jur era încă o pată neclară de încă 3-5 cm Cu cât focalizarea era mai mică, cu atât focalizarea razelor era mai precisă, cu atât mai mare temperatura. Mi-a luat aproape 3 ani să lipesc oglinzile zile pline. Suprafața oglinzilor tăiate a fost de aproximativ 1,5 mp. A existat o căsătorie, la început, până s-a adaptat - mult, mai târziu semnificativ mai puțin. Probabil că oglinzile defecte nu depășeau 5%.
Concentratorul parabolic solar este gata.
În timpul măsurătorilor, temperatura maximă la focalizarea concentratorului a fost de nu mai puțin de 616,5 grade. Razele soarelui au ajutat la aprinderea focului scândură de lemn, tablă topită, greutate de plumb și cutie de bere din aluminiu. Am efectuat experimentul pe 25 august 2015 în regiunea Harkov, satul Novaya Vodolaga.
Planurile pentru anul viitor (și poate se va întâmpla în perioada de iarna) adapta concentratorul la nevoile practice. Poate pentru încălzirea apei, poate pentru generarea de energie electrică.
În orice caz, natura ne-a oferit tuturor o sursă puternică de energie, trebuie doar să învățăm cum să o folosim. Energia soarelui acoperă toate nevoile omenirii de mii de ori. Și dacă o persoană poate prelua cel puțin o mică parte din această energie, atunci aceasta va fi cea mai mare realizare a civilizației noastre, datorită căreia ne vom salva planeta.
Mai jos este un videoclip în care veți vedea procesul de fabricație a unui concentrator solar bazat pe o antenă satelit și experimentele care au fost făcute folosind concentratorul.
Oamenii folosesc o cantitate imensă de energie gratuită de la soare, apă și vânt și multe altele pe care natura le poate oferi de mult timp. Pentru unii, acesta este un hobby, în timp ce alții nu pot supraviețui fără dispozitive care pot extrage energia „din aer”. De exemplu, în țările africane, panourile solare au devenit de mult un însoțitor salvator pentru oameni, sisteme de irigare cu energie solară sunt introduse în satele aride, pompe „solare” sunt instalate pe puțuri etc.
În țările europene soarele nu strălucește atât de puternic, dar vara este destul de fierbinte și este păcat când energia liberă a naturii este irosită. Există dezvoltări de succes ale cuptoarelor bazate pe energie solară, dar folosesc oglinzi dintr-o bucată sau asamblate. În primul rând, acest lucru este costisitor și, în al doilea rând, face structura mai grea și, prin urmare, nu întotdeauna convenabil de utilizat, de exemplu, atunci când este necesară o greutate redusă a concentratorului finit.
Un model interesant de concentrator solar parabolic de casă a fost creat de un inventator talentat.
Nu necesită oglinzi, deci este foarte ușor și nu va fi o sarcină grea pe o drumeție.
Pentru a crea un concentrator solar de casă pe bază de peliculă, sunt necesare foarte puține lucruri. Toate sunt vândute la orice piață de îmbrăcăminte.
1. Film de oglindă autoadeziv. Are o suprafață netedă, strălucitoare și, prin urmare, este un material excelent pentru partea oglindă a unui cuptor solar.
2. O foaie de PAL și o foaie de PAL de aceeași dimensiune.
3. Furtun subțire și etanșant.
Cum se face un cuptor solar?
Mai întâi, două inele sunt tăiate dintr-un PAL de dimensiunea de care aveți nevoie, folosind un ferăstrău, care trebuie lipit unul de celălalt. Există un inel în fotografie și videoclip, dar autorul indică faptul că a adăugat ulterior un al doilea inel. Potrivit acestuia, ar fi fost posibil să ne limităm la unul, dar spațiul trebuia mărit pentru a forma o concavitate suficientă a oglinzii parabolice. În caz contrar, focalizarea fasciculului va fi prea departe. Un cerc de placă dură este tăiat pentru a se potrivi cu dimensiunea inelului de format peretele din spate concentrator solar.
Inelul trebuie lipit de placa dur. Asigurați-vă că acoperiți totul bine cu material de etanșare. Structura trebuie să fie complet etanșată.
Faceți cu grijă o mică gaură pe lateral, astfel încât să existe margini uniforme, în care introduceți strâns un furtun subțire. Pentru a asigura o etanșare etanșă, legătura dintre furtun și inel poate fi de asemenea tratată cu etanșant.
Întindeți o peliculă de oglindă peste inel.
Pompați aerul din corpul de instalare și astfel formați o oglindă sferică. Îndoiți furtunul și prindeți-l cu o agrafă de rufe.
Faceți un suport convenabil pentru concentratorul finit. Energia acestei instalații este suficientă pentru a topi o cutie de aluminiu.
Atenţie! Reflectoarele solare parabolice pot fi periculoase și pot provoca arsuri și leziuni oculare dacă nu sunt manipulate cu grijă!
Urmărește procesul de fabricație a cuptorului solar în videoclip.
Material folosit de pe site-ul zabatsay.ru. Cum se face o baterie solară - .
(Canada) a dezvoltat un concentrator solar parabolic versatil, puternic, eficient și unul dintre cele mai economice (CSP - Concentrated Solar Power) cu un diametru de 7 metri, atât pentru proprietarii obișnuiți, cât și pentru uz industrial. Compania este specializata in productie dispozitive mecanice, optică și electronică, ceea ce a ajutat-o să creeze un produs competitiv.
Potrivit producătorului însuși, concentratorul solar SolarBeam 7M este superior altor tipuri de dispozitive solare: colectoare solare cu plată, colectoare în vid și concentratoare solare de tip jgheab.
Vedere exterioară a concentratorului solar Solarbeam
Cum funcţionează asta?
Automatizarea concentratorului solar urmărește mișcarea soarelui în două planuri și direcționează oglinda exact către soare, permițând sistemului să colecteze energie solară maximă din zori până la apus târziu. Indiferent de anotimp sau locație de utilizare, SolarBeam menține precizia îndreptării soarelui de până la 0,1 grade.
Razele incidente asupra concentratorului solar sunt focalizate într-un punct.
Calcule și proiectare SolarBeam 7M
Testarea de stres
Pentru proiectarea sistemului s-au folosit metode de modelare 3D și de testare a stresului software. Testele sunt efectuate folosind metoda FEM (Analiza Elementelor Finite) pentru a calcula tensiunile și deplasările pieselor și ansamblurilor sub influența interioară și sarcini externe pentru optimizarea și verificarea designului. Această testare precisă asigură că SolarBeam poate funcționa în condiții extreme de vânt și condiții climatice. SolarBeam a simulat cu succes sarcini ale vântului de până la 160 km/h (44 m/s).
Testarea la stres a conexiunii dintre cadrul reflectorului parabolic și suport
Fotografie a ansamblului de montare a concentratorului Solarbeam
Testarea la stres a unui rack concentrator solar
Nivel de producție
Adesea, costul ridicat de fabricație a concentratoarelor parabolice împiedică utilizarea lor în masă în construcția individuală. Utilizarea ștampilelor și a segmentelor mari de material reflectorizant a redus costurile de producție. Solartron a folosit multe inovații utilizate în industria auto pentru a reduce costurile și a crește producția.
Fiabilitate
SolarBeam a fost testat în medii nordice dure pentru a oferi performanță și durabilitate ridicate. SolarBeam este proiectat pentru toate condițiile meteorologice, inclusiv pentru temperaturi ridicate și scăzute mediu, încărcare de zăpadă, gheață și vânturi puternice. Sistemul este proiectat pentru 20 sau mai mulți ani de funcționare cu întreținere minimă.
Oglinda parabolică SolarBeam 7M este capabilă să rețină până la 475 kg de gheață. Aceasta este aproximativ egală cu 12,2 mm de grosime a gheții pe întreaga suprafață de 38,5 m2.
Instalarea funcționează în mod normal în zăpadă datorită designului curbat al sectoarelor oglinzii și a capacității de a efectua automat „deszăpezirea automată”.
Performanță (comparație cu colectoarele cu vid și cu plăci plate)
Q / A = F’(τα)en Kθb(θ) Gb + F’(τα)en Kθd Gd -c6 u G* - c1 (tm-ta) - c2 (tm-ta)2 – c5 dtm/dt
Eficiența colectoarelor solare neconcentrante a fost calculată folosind următoarea formulă:
Eficiență = F Eficiența colectorului – (Panta*Delta T)/G Radiația solară
Curba de performanță a concentratorului SolarBeam arată o eficiență generală ridicată pe întregul interval de temperatură. Captatoarele solare plane și evacuate prezintă o eficiență mai scăzută atunci când sunt necesare temperaturi mai ridicate.
Diagrame de comparație pentru Solartron și colectoarele solare cu placă plană/vid
Eficiența (COP) Solartron în funcție de diferența de temperatură dT
Este important de reținut că diagrama de mai sus nu ia în considerare pierderile de căldură din cauza vântului. În plus, datele de mai sus indică eficacitatea maximă (la prânz) și nu reflectă eficacitatea în timpul zilei. Datele se bazează pe una dintre cele mai bune plăci plate și colectoare de vid. Pe lângă eficiența ridicată, SolarBeamTM produce cu 30% mai multă energie datorită urmăririi solare pe două axe. În regiunile geografice în care predomină temperaturile scăzute, eficiența colectoarelor plat și evacuate este redusă semnificativ datorită suprafeței mari de absorbție. SolarBeamTM are o suprafață de absorbție de numai 0,0625 m2 față de zona de colectare a energiei de 15,8 m2, obținând astfel pierderi de căldură reduse.
De asemenea, vă rugăm să rețineți că, datorită sistemului de urmărire cu două axe, concentratorul SolarBeamTM va funcționa întotdeauna la eficiență maximă. Suprafața efectivă a colectorului SolarBeam este întotdeauna egală cu suprafața reală a oglinzii. Colectoarele plate (staționare) pierd energie potențială conform ecuației de mai jos:
PL = 1 – COS i
unde pierderea de energie PL în %, de la maximul la deplasare în grade)
Sistem de control
Comenzile SolarBeam folosesc tehnologia EZ-SunLock. Cu această tehnologie, sistemul poate fi instalat și configurat rapid oriunde în lume. Sistemul de urmărire urmărește soarele până la 0,1 grade și folosește un algoritm astronomic. Sistemul are capacitatea de a dispecera general prin rețele de la distanță.
Situații de urgență în care „placa” va fi parcata automat într-o poziție sigură.
- Dacă presiunea lichidului de răcire din circuit scade sub 7 PSI
- Când viteza vântului este mai mare de 75 km/h
- În cazul unei întreruperi de curent, UPS-ul (sursa de alimentare neîntreruptibilă) mută placa într-o poziție sigură. Când alimentarea este restabilită, urmărirea automată a soarelui continuă.
Monitorizare
În orice caz, și mai ales pentru aplicațiile industriale, este foarte important să cunoașteți starea de sănătate a sistemului dumneavoastră pentru a vă asigura fiabilitatea. Trebuie să fiți avertizat înainte să apară o problemă.
SolarBeam are capacitatea de a monitoriza prin intermediul SolarBeam Remote Dashboard. Acest panou este ușor de utilizat și oferă informații importante despre starea SolarBeam, diagnosticare și producție de energie.
Configurare și management de la distanță
SolarBeam poate fi configurat de la distanță și poate schimba rapid setările. „Placa” poate fi controlată de la distanță folosind un browser mobil sau un computer, simplificând sau făcând inutile sistemele de control la fața locului.
Alerte
În cazul unei alarme sau al necesității de întreținere, dispozitivul trimite un mesaj prin e-mail personalului de service desemnat. Toate avertismentele pot fi personalizate în funcție de preferințele utilizatorului.
Diagnosticare
SolarBeam are capabilități de diagnosticare la distanță: temperatura și presiunea sistemului, producția de energie etc. Dintr-o privire puteți vedea starea de funcționare a sistemului.
Raportare și diagrame
Dacă sunt necesare rapoarte de producție de energie, acestea pot fi obținute cu ușurință pentru fiecare placă. Raportul poate fi sub forma unui grafic sau tabel.
Instalare
SolarBeam 7M a fost conceput inițial pentru instalații CSP la scară largă, așa că instalarea a fost făcută cât mai simplă posibil. Designul permite asamblarea rapidă a componentelor principale și nu necesită aliniere optică, făcând instalarea și punerea în funcțiune a sistemului ieftine.
Timp de instalare
O echipă de 3 persoane poate instala un SolarBeam 7M de la început până la sfârșit în 8 ore.
Cerințe de cazare
Lățimea SolarBeam 7M este de 7 metri cu o repriză de 3,5 metri. La instalarea mai multor SolarBeam 7M, fiecare sistem necesită o suprafață de aproximativ 10 x 20 de metri pentru a asigura un câștig solar maxim cu cea mai mică cantitate de umbrire.
Asamblare
Butucul Parabolic este proiectat pentru a fi asamblat pe sol folosind un sistem mecanic de ridicare, permițând instalarea rapidă și ușoară a fermelor, sectoarelor oglinzilor și suporturilor.
Aplicații
Generarea de energie electrică folosind instalații ORC (Organic Rankine Cycle).
Instalatii industriale de desalinizare
Energia termică pentru o instalație de desalinizare a apei poate fi furnizată de SolarBeam
În orice industrie în care este necesară multă energie termică pentru ciclul procesului, cum ar fi:
- Alimente (gătit, sterilizare, producție de alcool, spălare)
- Industria chimică
- Plastic (Încălzire, evacuare, separare, ...)
- Textile (albire, spalare, presare, tratament cu abur)
- Petrol (sublimarea, clarificarea produselor petroliere)
- Și multe altele
Locul de instalare
Locațiile de instalare adecvate sunt regiunile care primesc cel puțin 2000 kWh de lumină solară pe m2 pe an (kWh/m2/an). Consider că următoarele regiuni ale lumii sunt cele mai promițătoare producători:
- Regiunile din fosta Uniune Sovietică
- Sud-vestul SUA
- America Centrală și de Sud
- Africa de Nord și de Sud
- Australia
- Țările mediteraneene ale Europei
- Orientul Mijlociu
- Câmpiile deșertice din India și Pakistan
- Regiunile Chinei
Specificația modelului Solarbeam-7M
- Putere de vârf - 31,5 kW (la o putere de 1000 W/m2)
- Gradul de concentrare a energiei este de peste 1200 de ori (spot 18cm)
- Temperatura maxima la focalizare - 800°C
- Temperatura maximă a lichidului de răcire - 270°C
- Eficiență operațională - 82%
- Diametru reflector - 7m
- Suprafața oglinzii parabolice este de 38,5 m2
- Distanța focală - 3,8 m
- Consum de energie electrică la servomotoare - 48W+48W / 24V
- Viteza vântului în timpul funcționării - până la 75 km/h (20 m/s)
- Viteza vântului (în modul sigur) - până la 160 km/h
- Urmărirea soarelui azimutal - 360°
- Urmărirea verticală a soarelui - 0 - 115°
- Înălțimea suportului - 3,5 m
- Greutate reflector - 476 kg
- Greutate totală -1083 kg
- Dimensiune absorbant - 25,4 x 25,4 cm
- Suprafata absorbant -645 cm2
- Volumul lichidului de răcire în absorbant - 0,55 litri
Dimensiunile totale ale reflectorului
scris după citirea unui articol în Photon International 12/2012. Toate fotografiile și datele din această sursă.
Scurt:
1) Capacitatea stațiilor CSP (Concentrated Solar Power) din întreaga lume a crescut cu 1 GW în 2012. În fiecare an, această piață crește cu >100% (nu o greșeală de scriere!).
2) Capacități instalate: 2,8 GW, 2,9 sunt în construcție, 7 GW sunt planificați.
3) Cea mai populară tehnologie este reflectoarele parabolice, dar concentratoarele turn și concentratoarele de lentile Fresnel câștigă amploare.
Acum mai multe detalii. Piața crește astfel: 
(în maro deschis și maro: capacitatea instalată și anuală instalată (GW) a CSP. Sursa: Photon International 12/2012)
Cum se vor dezvolta tehnologiile CSP? Să ne uităm la această imagine: 
(explicația „legendei” de la stânga la dreapta: reflectoare generale, parabolice, turnuri, antene parabolice, reflectoare Fresnel liniare. Prima diagramă este pentru sfârșitul anului 2012, a doua: în construcție, ultima: planificată)
Evident, reflectoarele parabolice sunt „azi”, dar turnurile de concentrare vor fi populare „mâine”. Cel mai mare proiect aflat în construcție în această zonă astăzi este stația de generare electrică solară Ivanpah de 392 MW din sudul Californiei. 170.000 de oglinzi vor concentra lumina asupra turnurilor.
CLFR recâștigă treptat piața: există o creștere de la 1 la 7%. Cel mai mare proiect din această zonă este de 100 MW în Rajasthan de către Avera Solar.
Ce sunt reflectoarele parabolice?
Acesta este un sistem în care oglinzile parabolice, rotindu-se de-a lungul axei lor, concentrează razele soarelui pe un tub care absorb căldura. Acest sistem vă permite să vă concentrați de 100 de ori și să încălziți lichidul de răcire (ulei special) până la 400 de grade. Printr-un schimbător de căldură, uleiul fierbinte eliberează energie aburului, care, la rândul său, rotește turbina. Sistemele mai noi din această zonă pot include o baterie sub forma unui rezervor de sare topită (până la 8 ore). Sistemul este deja bine cunoscut (din anii '80). 
Dezavantaje și avantaje:
- tehnologie dovedită.
- Dar, costuri ridicate față de alte surse „verzi” (de exemplu, PV).
- Dar, temperatură scăzută lichid de răcire.
- Dar, în unele cazuri, astfel de sisteme necesită furnizarea de apă, ceea ce nu este ușor în condiții de deșert.
- Dar, locul de instalare nu trebuie să aibă o pantă mai mare de 1%.
Acesta este un sistem în care adesea mii de oglinzi rotative urmăresc soarele și concentrează energia pe un receptor de energie. Puteți concentra energia de 1000 de ori. Înălțimea turnului de la 5 la 165 m. Oglinzi de la 1,1 la 120 mp. Temperatura de la 440 la 550 de grade Celsius. Apa sau sare topită sunt folosite pentru a transfera căldura.
Dezavantaje și avantaje:
- Vă permite să obțineți mai mult temperaturi ridicate, eficiență mai mare, cost energetic mai mic decât reflectoarele parabolice.
- Nu necesită peisaje ultra plate (poate fi instalat la un gradient de 5%).
- Rezerva de energie din rezervorul cu sare topită este de până la 15 ore.
- Dar, istoricul utilizării unor astfel de sisteme este mai scurt și, prin urmare, riscul de a împrumuta este mai mare.
- Dar, prețul este încă mare.
Ce sunt sistemele concentratoare cu reflectoare Fresnel liniare?
Este mai mult sisteme simple comparativ cu canalele parabolice. Ei concentrează lumina de 30 de ori și folosesc apă în loc de ulei pentru transferul de căldură.
Dezavantaje și avantaje:
Design simplu, cost redus de energie.
Dar, există un risc tehnologic ridicat: tehnologia nu a fost încă testată ca reflectoarele parabolice.
astăzi concentratorii se luptă pentru existența lor: devin din ce în ce mai ieftini și s-au familiarizat deja panouri solare pun presiune pe această piață.
- 1 watt instalat de la concentratoare astăzi costă aproximativ 5 USD (concentratoare parabolice),
- 1 watt instalat pentru turnurile de concentrare este de aproximativ 7 USD (prețul rămâne același dacă energia este stocată în nisip topit timp de 6-7 ore, 10 USD dacă alimentarea este pentru 12-15 ore).
- 1 watt instalat pentru panouri obișnuite este de aproximativ 1 USD.
Totuși, nu trebuie să uităm că aceasta este o industrie mult mai tânără care urmează calea fotovoltaicului tradițional realizat acum 10 ani. Există un potențial pentru reduceri de preț în acest domeniu și sunt încrezător că va exista suficient „loc la soare” pentru toate tehnologiile.
Îmi amintesc însă și optimismul cu care Siemens a preluat concentratoarele (Siemens a anunțat recent încetarea lucrărilor în acest domeniu) și îmi amintesc entuziasmul din domeniul fotovoltaicului cu siliciu subțire. În ambele cazuri, fereastra de oportunitate s-a închis cu un bang pentru multe buzunare.
Să vorbim despre deficiențe. Oglinzile trebuie curățate. Mai mult, suprafața lor trebuie să fie ideală și așa trebuie să rămână. tot timpul funcţionarea staţiei. 
(curățare
De la începutul mileniului nostru, posibilitatea și modalitățile de utilizare a energiei razele solareținea de cele mai remarcabile minți ale omenirii. Chiar și atunci, oamenii au înțeles perfect că corpul ceresc numit Soare era o sursă de radiație de energie inepuizabilă. Cu toate acestea, la acel moment îndepărtat nimeni nu și-a dat seama cum să-l „îmblânzească” și să-l folosească în avantajul lor. Potrivit unor surse care au supraviețuit până în zilele noastre, scriitorii antici Plutarh și Polybius au indicat că persoana care a scris prima dată desenele cu propria sa mână și a asamblat o invenție funcțională a fost Arhimede.
Era un dispozitiv care, prin intermediul unor dispozitive bazate pe optică, concentra radiația solară într-un singur flux puternic. Ulterior, invenția a fost folosită pentru a distruge flota imperială romană, care a sosit cu scopuri agresive.
În esență, invenția unui inginer grec înțelept, pe care l-a asamblat cu propriile mâini, este primul concentrator parabolic bazat pe energia solară creat pe planeta Pământ, al cărui principiu de funcționare era concentrarea radiațiilor într-un singur fascicul mic.
În zona afectată de un astfel de fascicul, nivelul temperaturii ar putea ajunge de la 300 la 400 de grade Celsius. O astfel de energie, concentrată pe corpul oricăreia dintre navele marinei romane (care la acea vreme era compusă în întregime din lemn), ar fi suficientă pentru a aprinde un vas maritim. Astăzi putem face doar presupuneri despre ce invenție specifică a dat lumii Arhimede, dar pe baza cunoștințe moderneși idei despre tehnologii și realizări în acest domeniu al energiei, existau doar două opțiuni posibile.
Să începem cu faptul că chiar numele pe care l-a primit invenția este un concentrator solar, acest nume vorbește de la sine.
O lentilă convexă pe ambele părți este un exemplu de concentrator simplu
Acesta este un dispozitiv care, captând radiația solară printr-o anumită curbură a suprafeței, concentrează razele într-un punct, realizând creșteri multiple de energie. Cu toții ne amintim din trecutul nostru tânăr o lentilă obișnuită, convexă pe ambele părți - acesta este un exemplu de concentrator simplu. Pe vreme însorită, prin ajustarea unghiului de incidență a radiației solare cu propriile mâini, puteți arde suprafata de lemn sau pe hârtie tot ce-i venea în minte, orice figură sau inscripție.
Această lentilă aparține grupului de concentratoare de refracție. Pe lângă lentilele convexe, lentilele Fresnel, care sunt o prismă, aparțin și ele aceleiași grupe de concentratoare. Concentratoarele cu focalizare lungă sunt asamblate folosind așa-numitele lentile liniare. Astfel de concentratoare sunt foarte ieftine și pot fi asamblate cu ușurință cu propriile mâini, fără ajutorul unui inginer calificat (dacă decideți să faceți acest lucru, există un număr suficient de videoclipuri încărcate pe Internet, cerere - reflector solar de casă). Cu toate acestea, în practică, ele sunt folosite foarte rar, unul dintre motivele pentru aceasta este dimensiunile lor destul de mari. Astfel de concentratoare, inclusiv cele de casă, sunt folosite în acele locuri în care zona și spațiul pe care îl ocupă permit acest lucru, dar nu sunt critice pentru proprietarul său.
Acest dezavantaj este absent într-un concentrator de radiație solară cu prismă. În plus, acest echipament poate concentra parțial o parte din radiația de difuzie, crescând astfel semnificativ puterea fluxului fasciculului de energie generat. Prisma triunghiulară, cu ajutorul căreia este construit acest mecanism, îndeplinește simultan funcțiile atât de inițiator al radiației din punctul de concentrare al fasciculului, cât și de recepție a acestei radiații. În plus față de aceasta, fața din spate a poliedrului reflectă fluxul de energie al radiației solare primite de fața frontală și marginea laterală este responsabil de emisia de radiații. Principiul de funcționare al acestui echipament se bazează pe mecanismul efectului reflectorizant maxim asupra razelor solare până când acestea lovesc fața laterală.
Un concentrator solar reflectorizant, în comparație cu concentratoarele solare refractoare, funcționează prin combinarea energiei unui fascicul de radiație solară reflectată. Pe baza formei structurii, astfel de concentratoare sunt împărțite în subtipuri și se numesc parabolic-cilindric și parabolic. Dacă înțelegeți indicatorii de eficiență ai acestor dispozitive, atunci cea mai puternică sursă de energie va fi un concentrator parabolic care produce până la 10 mii de unități de concentrare.
Concentratorul parabolic produce până la 10 mii de unități de concentrare
Cu toate acestea, pentru a crea energie sisteme solare furnizarea de căldură (în special pentru încălzire pe timp de iarnă) recurg într-o măsură mai mare la instalarea parabolic-cilindrice sau dispozitive plateÎn plus, un astfel de sistem este ușor de instalat cu propriile mâini.
Concentratoare solare utilizare practicăși aplicare
În principiu, functia principala concentratoarele solare de orice design sunt colecția de radiații provenite de la soare și concentrația acesteia la un punct. Determinarea domeniului de aplicare a acestei energii este alegerea proprietarului acestui echipament. Folosind energie complet gratuită și regenerabilă, puteți încălzi apa pentru nevoile casnice și de igienă. Cantitatea de apă încălzită va depinde doar de dimensiunea plăcii și design general hub. Concentratoare parabolice dimensiuni mici poate fi folosit ca cuptor de gatit care va functiona exclusiv pe radiatia solara concentrata.
În timpul iernii, concentratoarele pot fi folosite ca sursă suplimentară de lumină solară pentru fotovoltaic panouri solare, crescând astfel puterea lor de ieșire în condiții de radiație solară insuficientă.
Concentratoarele parabolice pot fi folosite ca cuptor pentru gătirea alimentelor
De fapt, folosirea bateriilor cristaline pentru a îmbunătăți eficiența este o idee destul de bună, având în vedere costul scăzut al concentratoarelor. Mai mult, nu veți avea nevoie de un brevet pentru un astfel de design. Rezultatul este un fel de sistem de alimentare cu energie solară de casă.
De asemenea, este posibil să se utilizeze dispozitivul ca sursă de energie autonomă pentru un motor Stirling (inventatorul său a primit un brevet pentru un astfel de motor cu foarte mult timp în urmă). Concentratoarele grupului parabolic creează o temperatură în intervalul de la 300 la 400 °C în punctul de colectare a razelor solare.
Dacă plasați în zona de concentrare a razelor care provin dintr-o placă relativ mică suport metalic pentru vase și puneți un fierbător pe el, puteți fierbe ușor apa fără a folosi electricitate. Amplasând încălzitorul într-un punct în care energia este concentrată, vă veți încălzi rapid și apă curgătoareîn cantităţi suficient de mari pentru utilizare ulterioară pentru nevoi economice. Puteți uda grădina, spăla vasele, faceți un duș.
Prin plasarea unui motor Stirling selectat corect pentru putere în centrul fasciculului, veți obține o mică stație termică și electrică.
Motoarele Stirling sunt proiectate să funcționeze în tandem cu un concentrator solar
De exemplu, o companie numită Qnergy a dezvoltat și înregistrat un brevet, lansând producția de masă a motoarelor QB-3500 Stirling, care sunt concepute special pentru a funcționa în tandem cu un concentrator solar cu reflector solar. În esență, un astfel de dispozitiv poate fi considerat un generator curent electric, unde funcția principală este îndeplinită de motorul Stirling. Rețineți că un astfel de sistem necesită și baterii pentru a stoca energia primită. O astfel de centrală produce curent electric cu o putere de 3500 W. Invertorul de ieșire produce o tensiune standard de 220 volți, cu o frecvență de 50 Hz. Această putere a curentului electric vă va fi suficientă pentru a satisface pe deplin nevoile unei case în care locuiește o familie de patru persoane. Utilizarea unor astfel de baterii este, de asemenea, eficientă pentru casă de țară. Concentratorul instalat pe site-ul dvs. va avea aspect antena parabolica fara a deranja estetica externa.
Apropo, unul dintre producători a înregistrat un brevet pentru un dispozitiv în care, folosind principiul de funcționare al motorului Stirling, este posibil să se creeze un sistem care va funcționa practic mișcare reciprocă sau rotativă (nu necesită instalarea bateriilor) . Un exemplu de astfel de sistem este o pompă de apă pentru un puț sau alte scopuri.
Concentratorul parabolic trebuie rotit sistematic pentru a urma razele soarelui pe măsură ce pământul se rotește pe parcursul zilei.
Principalul dezavantaj al unui concentrator parabolic este că acesta trebuie monitorizat sistematic, rotindu-l pentru a urmări razele soarelui pe măsură ce pământul se rotește pe parcursul zilei. În cazul în care concentratoarele sunt utilizate la centrale termice mari la scară industrială, acestea sunt montate suplimentar pe un grup de baterii sisteme speciale urmărind mișcarea soarelui. Astfel de sisteme rotesc oglinzile în urma mișcării acesteia. Aceasta garantează constantă și tehnică eficientă radiația solară primită la cel mai eficient unghi. Dar utilizarea privată a unor astfel de echipamente nu va fi, cel mai probabil, foarte practică, din cauza faptului că costurile de achiziție vor fi semnificativ mai mari decât costul unui reflector standard montat pe trepied.
Cum să faci singur un concentrator de radiație solară?
Pentru a studia această problemă, puteți apela la experiența inventatorului din Vladivostok, Yuri Rylov, care deține un brevet pentru ceea ce a creat. sistem de incalzire. De multă vreme marele lui casă de țară, suprafata totala care este mai mult de 400 metri patrati, este încălzit complet pe baza unui sistem de baterii, unde lichidul de răcire este încălzit de un concentrator solar.
Concentratorul lui Yuri Rylov este de peste două ori mai eficient decât panourile solare
Întregul sistem, pentru care a primit în cele din urmă un brevet, a fost dezvoltat chiar de meșter. Concentratorul său este de peste două ori mai eficient decât panourile solare.
Există o serie de motive pentru aceasta, unul dintre ele este sistemul de concentrare, pentru care inventatorul a primit un brevet, acumulează energia aproape a întregului spectru de radiație solară. Următorul motiv faptul că sistemul a fost completat cu un mecanism de urmărire a soarelui (având în vedere domeniul de aplicare al echipamentului în acest caz, acest lucru poate fi justificat).
Cu toate acestea, au apărut probleme cu introducerea sistemului în producția de masă. Inventatorul a primit un brevet pentru dispozitivul creat în urmă cu mai bine de cinci ani. Federația Rusă, dar până acum nu a primit o distribuție industrială largă. Acest lucru este destul de ciudat, deoarece, potrivit lui Rylov, concentratorul său face posibilă încălzirea intrării unei case de cinci etaje, oferind-o apă fierbinte. În opt ore de funcționare, echipamentul încălzește un metru cub de apă. În același timp, concentratorul va produce 80 kW de energie electrică. În plus, inventatorul s-a confruntat cu problema protecției proprietății intelectuale în Rusia. Trebuie să lucrați la asigurarea dreptului de proprietate asupra dispozitivului dvs. în acele țări în care este posibil să stabiliți o astfel de producție pe cont propriu, nu vă ajută să obțineți un brevet în străinătate.
Cele mai multe cale usoara să-ți construiești propriul hub de casă înseamnă să-l faci bazat pe o antenă satelit veche
Deci, cel mai simplu mod de a vă construi propriul hub de casă este să îl faceți bazat pe o antenă satelit veche. Înainte de a asambla mecanismul, decideți scopul utilizării acestuia și apoi selectați locația pentru instalarea concentratorului. Curățați bine antena și atașați film reflectorizant pe partea de lucru.
Pentru a așeza filmul în mod uniform și pentru a evita posibilele riduri, tăiați filmul în benzi nu mai mari de cincizeci de milimetri. Dacă decideți să utilizați concentratorul ca un cuptor care folosește radiația solară, va fi mai bine când faceți o gaură de aproximativ 70 de milimetri în diametru în partea centrală a plăcii. Treceți prin el prinderea recipientului pentru alimente. Aparatul garanteaza o pozitie fixa a recipientului cu obiectul incalzit atunci cand aparatul este intoarcat in spatele soarelui.
Dacă aveți doar o placă cu un diametru mic, aici merită să tăiați banda în fâșii de 100 de milimetri. Fiecare bandă trebuie lipită separat, aliniind cu grijă îmbinările.
Când terminați de lipit elementul reflectorizant, determinați unde este punctul de concentrare al razelor. Acest lucru trebuie făcut deoarece forma antenei de multe ori nu garantează coincidența punctului focal și a locației capului de recepție a semnalului.
Cuptor concentrator solar de casa
În primul rând, ar trebui să identificați locul de concentrare pentru a face acest lucru, puneți-vă ochelari de soare; Luați o scândură de lemn și mănuși groase. Îndreptați reflectorul spre soare și focalizați razele captate pe tablă, apoi reglați distanța până când obțineți cel mai eficient fascicul de energie, faceți acest lucru până când obțineți cea mai mică dimensiune. Mănușile pe care le purtați vor proteja pielea mâinilor de arsurile solare dacă vă plasați accidental mâinile în zona focală a razelor. Odată ce ați determinat punctul de concentrare, tot ce trebuie să faceți este să fixați structura și să finalizați instalarea acesteia în locația optimă. După cum se spune în cercurile inventatorilor: „Tot ce rămâne este să obții un brevet”. Folosește rezultatele muncii tale primind o sursă inepuizabilă și gratuită de energie.
Motorul Stirling poate fi asamblat folosind materiale disponibile, comune
Există multe opțiuni pentru realizarea concentratoarelor solare. În același mod, puteți asambla singur un motor Stirling, folosind materiale disponibile, obișnuite (acest lucru este cu adevărat posibil, deși, la prima vedere, pare de neatins), și puteți utiliza capacitățile acestui motor într-o varietate de scopuri pentru mult timp. Toate restricțiile depind doar de răbdarea și imaginația ta.