Обычно выбирают

г = D´·θ, (6.20)

ёмник, рагде D´ - расстояние от концентратора до трубки.

Все тепловые потери, кроме радиационных, можно исключить, поэтому

Р_рад = Р_абс.

Максимальная температура составит 1160К.

Температура Т = 1160К намного выше той, которую можно получить с помощью плоского пластинчатого приёмника. При благоприятных условиях жидкость можно нагреть до 700⁰С. Если использовать объёмный параболический концентратор, который имеет форму параболоида вращения, то возможно достижение температуры до 3000К, но конструирование представляет большие трудности.

6.8. Солнечные системы для получения электроэнергии.

Концентрация солнечной энергии позволяет получать высокие темпратуры для работы теплового двигателя с хорошим КПД. Мощность одного параболического концентратора с диаметром 30м составляет

π(15м)² *(1кВт/м²) = 700кВт,

что позволяет получить до 200кВт электроэнергии. Солнечная энергия преобразуется в электрическую на солнечных электростанциях (СЭС), имеющих оборудование, предназначенное для улавливания солнечной энергии и её преобразования в теплоту и энергию. Для эффективной работы СЭС требуется аккумулятор теплоты и система автоматического управления. Улавливание и преобразование солнечной энергии в теплоту осуществляется с помощью оптической системы отражателей и приёмника сконцентрированной солнечной энергии, используемой для получения водяного пара или нагрева газообразного или жидкометаллического теплоносителя (рабочего тела). Для размещения СЭС лучше всего подходят засушливые и пустынные зоны. В настоящее время СЭС строятся 2 типов: СЭС башенного типа и СЭС распределённого (модульного типа). В башенных СЭС используется центральный приёмник с полем гелиостатов, обеспечивающих степень концентрации в несколько тысяч. Система слежения за Солнцем сложная, так как требуется вращение вокруг двух осей. Управление системой осуществляется с помощью ЭВМ. В качестве рабочего тела в тепловом двигателе обычно используется водяной пар с температурой до 550⁰С, воздух и другие газы – до 1000⁰С, низкокипящие органические жидкости (в т. ч. фреоны) – до 100⁰С, жидкометаллические теплоносители – до 800⁰С. Главным недостатком башенных СЭС является их высокая стоимость и большая занимаемая площадь. Так для размещения СЭС мощностью 100МВт, требуется площадь в 220га, а для АЭС мощностью 1000МВт – всего 50га. Башенные СЭС до 10МВт нерентабельны, их оптимальная мощность должна быть не менее 100МВт, высота башни 250м.

В СЭС модульного типа используется большое число модулей, каждый из ного излучения и приспкоторых включает параболический цилиндрический концентратор солнечоложенный в фокусе концентратора и используемый для нагрева рабочей жидкости, подаваемой в тепловой двигатель, который соединён с электрогенератором. При небольшой мощности СЭС модульного типа более экономичны чем башенные. В СЭС модульного типа используются линейные концентраторы солнечной энергии с максимальной степенью концентрации около 100.

7. Фотоэлектрическая генерация.

Поглощение электромагнитных излучений (фотонов) в полупроводниках приводит к разделению носителей зарядов и образованию электронно-дырочных пар и внутреннего электростатического поля. Устройство для получения электрического поля за счёт солнечного излучения называется фотоэлементом. Фотоэлементы способны при плотности солнечного излучения 1кВт/м² создавать разность потенциалов 0,5 В и ток плотностью 300А/м², т. е. имеют КПД 15%. В типичном солнечном элементе только половина солнечного излучения трансформируется в электрическую. Отдельные фотоэлементы размером 10*10см собираются в модули по 30 штук. В каждом модуле 30 колонок из последовательно соединённых элементов. Такое устройство создаёт ЭДС порядка 15В, что достаточно для зарядки 12- ти вольтовой батареи. Конструкция фотоэлемента должна быть герметичной и водонепроницаемой. Наибольшее промышленное применение получили фотоэлементы на основе кремния, арсенида галлия и сульфата кадмия. Для получения электрической энергии могут быть использованы генераторы, работающие на принципах фотоэмиссии и термоэмиссии электронов.