3.4 Параболоцилиндрическое зеркало

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным фотоэлектрическим модулям с концентраторами для получения тепла и электроэнергии. В солнечной энергетической установке, содержащей скоммутированные фотопреобразователи и основной плоский зеркальный отражатель, на который падает излучение, установленный под некоторым углом к плоскости фотопреобразователей, со стороны излучения установлен дополнительный плоский зеркальный отражатель, образующий острый угол с плоскостью основного зеркального отражателя. Над плоскостью дополнительного зеркального отражателя, однонаправленно с острым двухгранным углом, установлены половинки параболоцилиндрических отражателей, таким образом, что ближайший к дополнительному плоскому зеркальному отражателю край каждой половинки параболоцилиндрического отражателя находится по ходу лучей под удаленным краем соседней половинки параболоцилиндрического отражателя. Фокальная область каждого параболоцилиндрического отражателя установлена в плоскости дополнительного плоского зеркального отражателя, причем в месте размещения каждой фокальной области дополнительный плоский зеркальный отражатель имеет окна, прозрачные для излучения, ширина которых соизмерима с размером фокальной области. Технический результат: в результате использования предлагаемого изобретения повышается коэффициент концентрации энергии, снижается масса установки и ее стоимость.

В данном дипломном проекте установлен концентрирующий солнечный коллектор, представляющий собой параболцилиндры (рис.2.9), выполнены параболоиды из полированного металла, в фокусе размещен теплопоглощающий элемент, через который циркулирует теплоноситель. В качестве теплоносителя используется вода.

Рис. 2.9. Концентрирующие гелиоприемники: а – параболический концентратор; б – параболоцилиндрический концентратор; 1 – солнечные лучи; 2 – тепловоспринимающий элемент (гелиоприемник); 3 – зеркало; 4 – система привода системы слежения; 5 – трубопроводы.

Преимуществом систем с концентрирующими гелиоприемниками является способность выработки теплоты с относительно высокой температурой (до 100 °С) и даже пара. К недостаткам следует отнести высокую стоимость конструкции; необходимость постоянной очистки отражающих поверхностей от пыли; работу только в светлое время суток, а следовательно, потребность в аккумуляторах большого объема; большие энергозатраты на привод системы слежения за ходом Солнца, соизмеримые с вырабатываемой энергией. Эти недостатки сдерживают широкое применение активных низкотемпературных систем солнечного отопления с концентрирующими гелиоприемниками. В последнее время наиболее часто для солнечных низкотемпературных систем отопления применяют плоские гелиоприемники.[8]

3.4.1 Расчет параболоцилиндрического зеркала концентратора

Рис. 3.1 Угол раскрытия.

Используя формулу (11) определим основные параметры параболоцилиндра:

Где угол раскрытия, фокусное расстояние,размер раскрытия зеркала концентратора. Из-за ограниченных размеров стенда, предпочтительно расположение фокуса концентратора в 0,1 метра от его поверхности= 0,1 м. В результате графического эксперимента угол раскрытия .

Находим половинную плоскость, раскрытия зеркала: