нергії падаючих сонячних променів, а при нагріванні випромінювало якомога меншу частину поглиненої енергії в інфрачервоному спектрі.
. 2 Застосування фокусирующих колекторів
Найпростіший спосіб перетворення сонячної енергії в теплову полягає у використанні лінзи, подібної до тієї, якої кожен з нас користувався в дитинстві. Якщо шматок газетного паперу містився у фокусі лінзи, то через деякий час він обов'язково спалахував. Принцип дії колекторів з концентраторами сонячної енергії приблизно такий же: теплосприймаючої панель монтується у фокусі лінзи великого розміру або дзеркального відбивача, а вся установка регулюється так, що на теплосприймаючої поверхню постійно надходить сонячне випромінювання. Щоб точно сконцентрувати прямий потік паралельних променів, відбиває поверхня в перетині повинна мати форму правильної параболи. В якості концентраторів, що стежить за переміщенням Сонця по небосхилу, в основному використовуються Параболоциліндричні, що мають форму водостічної труби, розрізаної навпіл, або параболоїдні, схожі на круглу чашу. У фокусі параболоїда досягається значна ступінь концентрації випромінювання; в сонячних печах отримують температуру понад 2000 ° С, а на теплових електростанціях - більше 300 ° С. У разі параболи-циліндра ступінь концентрації сонячних променів відносно невелика, тому одержувана температура становить 100 - 200 ° С.
Рис. 2.1 Фокусують сонячні колектори.
Якщо використовувати як концентраторів сонячного випромінювання більші лінзи, виконані з товстого шару скла, то вони будуть важкими і дуже дорогими, тому зазвичай для цієї мети застосовують лінзи Френеля, у яких профіль канавок, як у пластинок, отримують тисненням.
Рис.2.2 Колектор з сонячним концентратором у вигляді лінзи Френеля: а - загальний вигляд; б - лінза Френеля у збільшенні; 1 - лінза Френеля; 2 - сонячне випромінювання (прямий потік); 3 - власне лінза Френеля (акрилова смола); 4 - фокус (теплосприймаючої панель)
Виникає питання - чому ж такі високоефективні фокусирующие колектори не застосовують під сонячних будинках. Справа в тому, що істотним недоліком таких колектора є необхідність використання стежить устрою яке слід було б за рухом Сонця і орієнтувало колектор таким чином, щоб сконцентроване сонячне випромінювання постійно надходило на сонячну панель. До того ж фокусирующие колектори набагато дорожче плоских. Крім того, для систем теплохолодопостачання, а також гарячого водопостачання житлових будинків не потрібна така висока температура, отже, ці переваги в даному випадку не реалізуються. Далі, колектори з концентраторами збирають тільки пряме сонячне випромінювання, оскільки концентрувати таким чином вдається тільки паралельні промені; розсіяне випромінювання ці колектори НЕ фокусують. У такій країні, як Японія, клімат якої відрізняється вологістю, розсіяне випромінювання становить 30-50%, тому в установках з концентраторами ця частка випромінювання не використовується.
Однак у фокусуючих колекторів є і позитивні сторони, тому деякі вчені думають про способи їх використання без систем стеження за Сонцем.
Перший спосіб полягає в установці осі параболи-циліндрового дзеркала по осі схід-захід raquo ;. Якщо зафіксувати кут нахилу відповідно до рухом Сонця по сезонах, то відпаде необхідність погодинного стеження за Сонцем і потрібно буде ручним способом міняти лише кут нахилу відповідно до пори року.
Другий спосіб передбачає зробити внутрішню частину дзеркального відображення більш глибокої, ніж у параболоїда, і Збільшити площу теплосприймаючої поверхні для того, щоб сонячні промені, відхилилися від головної осі, все одно потрапляє на цю поверхню.
Такий спосіб зазвичай застосовують в колекторах зі складовими параболічними концентраторами (СРС) 1. У США він вже частково використовується навіть в системах теплохолодопостачання. Щоб знизити вартість вакуумованих трубчастих колекторів, в них нерідко застосовують дзеркальні відбивачі. Вже давно висловлюються різні думки про можливість максимального концентрування сонячного випромінювання без допомоги параболоїда. Однак ця проблема не вирішена. Тільки при використанні параболоїда можна домогтися, щоб з фокусу випромінювання назад йшло паралельними променями і навпаки - паралельні промені збирає у фокусну лінію тільки параболоїд [8].
Для оцінки ефективності поглинаючих покриттів застосовуються такі показники:
· коефіцієнт поглинання (абсорбації), а - зазвичай знаходиться в межах 0,8-0,98. Даний коефіцієнт представляє собою відношення поглиненої енергії до падаючою;
· коефіцієнт випромінювання (емісії), e - зазвичай в межах 0,95 - 0,02 для різних типів покриттів. ...
