ФОКУСИРУЮЩАЯ СОЛНЕЧНАЯ ПАНЕЛЬ

 

  Вся электронная библиотека >>>

 Солнечная энергия >>>

    

 

Солнечная энергия и другие альтернативные источники энергии


Раздел: Энергетика

 

ФОКУСИРУЮЩАЯ СОЛНЕЧНАЯ ПАНЕЛЬ

  

В фокусирующей солнечной панели энергия солнечного излучения фокусируется и концентрируется на небольшой поверхности, где достигаются очень высокие температуры.

принципиальная схема солнечной панели, состоящей из зеркала и закрепленного на подвижной перегородке коллектора. Зеркальная поверхность имеет изгиб, который зависит от того, где и как помещается солнечная панель. Изгиб зеркала должен быть таким, чтобы солнечная энергия всегда падала на поверхность панели. Эта подвижная перегородка автоматически следует за движением солнца таким образом, чтобы сконцентрированная солнечная энергия падала на коллектор, закрепленный на перегородке. В коллекторе циркулирует нагреваемая теплом жидность.

На схеме показан принцип устройства фокусирующей солнечной панели. Каждый элемент панели представляет собой стеклянную трубу около 1 м длиной и 7 см в диаметре. В эту стеклянную трубу вложены две трубки. В них циркулирует жидкость. Солнечная энергия отражается зеркальной внутренней стороной большой трубы и концентрируется на две черные трубки.

Если внутри коллектора циркулирует обычная вода, то в зависимости от содержания в ней кислорода и других элементов (солей железа, хлора и извести) возникает проблема коррозии. Когда вода соприкасается с металлами, возникает та же проблема. Поэтому необходимо добавлять в воду средства, затормаживающие коррозию, например гликол.

В период холодных ночей солнечная панель может легко переохладиться, а с образованием льда коллектор будет поврежден. Гликол и антикоррозийные средства ядовиты, поэтому ими можно пользоваться только в закрытых системах.

Масло—это та жидкость, которая в многих случаях предотвращает коррозию и обледенение. Например, хорошо применять масла, используемые в электротрансформаторах.

 Сегодня еще неизвестно, когда появятся солнечные панели в широком применении. Видимо, это будет не ранее чем через 15—20 лет.

 

РАЗМЕЩЕНИЕ

Каким образом следует располагать солнечную панель с тем, чтобы получить от нее максимальный эффект? Вполне естественно, что панели в Северном полушарии должны быть повернуты в южную сторону. Время, в течение которого Солнце светит на панель, должно быть максимально продолжительным.

Наклон панели должен быть 10—15° плюс географическая широта места. Для Стокгольма, который лежит на 59-м градусе, наклон панели должен быть 70—75°. Во всяком случае весьма близко к вертикальному положению.

Поверхность панели принимает наибольшее количество солнечной энергии в том случае, когда она расположена перпендикулярно по отношению к падающим солнечным лучам.

Для школы в окрестностях Вашингтона было построено специальное здание. На южной стороне его размещались солнечные панели. В специальном отделении помещено все остальное оборудование, необходимое для этого: насос, теплообменник и накопитель тепла. Это здание построено несколько лет назад. Необходимы лестницы для того, чтобы время от времени протирать поверхность панели от грязи.

 Первоначально все сооружение предназначалось только для нагревания, но позднее стало возможным использовать оборудование и для охлаждения воздуха в теплые дни. По северной стороне солнечных панелей закреплены зеркала таким образом, чтобы солнечная энергия могла эффективно восприниматься солнечными панелями. На этой фотографии изображенакрыша расположенной на открытой местности виллы а Флагстаффе, штат Аризона, США.

В конструкцию крыши уложено 70 м2 солнечных панелей для нагревания воздуха. Накопленное тепло поднимает температуру в каменном резервуаре объемом 30 м3 до 55—65°С. Резервуар органически составляет северную сторону дома.

Подсчитано, что 75—80% общей потребности дома в тепле покрывается за счет солнечной энергии, остальная— сжиганием топлива. Переход ^от использования солнечной энергии к газу осуществляется автоматически. Такая же вилла расположена к югу от Вашингтона. В конструкции крыши уложено около 75 м2 солнечных панелей для нагревания жидкости. Нагретая до 90— 150"С жидкость накапливается в резервуаре объемом 15 м3, расположенном в погребе здания. От резервуара тепло нагревает воздух в комнате, нагреватель расположен под полом.

Осенью 1975 г. в Швеции был построен так называемый Терморк-хюсет в Люмхамне, к югу от Мальме. Это кирпичный дом с жилой площадью 150 м2, оборудованный системой, нагревающей пол за счет использования энергии Солнца. С южной стороны дома— открытый фасад с поверхностью крыши 42 м2, покрытой солнечными панелями. Наклон крыши — 70°. Перед солнечными панелями на крыше помещена жесткая выступающая часть, верх ее покрыт полированной пластиной из нержавеющей стали. Нагретая до 85° С вода накапливается в двух резервуарах, каждый объемом 1,5 м3. Резервуары снабжены электрическими элементами для подогрева воды, когда солнечной энергии недостаточно. В течение летних месяцев солнечное тепло используется для нагревания воды, а в отопительный сезон — также и для отопления дома.

Опишем отопительное оборудование лаборатории в Вексшессе, имеющей поверхность пола соответственно от 70 до 180 м2. Потолок, пол и обе стены дома хорошо изолированы. Все окна имеют тройные рамы, небольшие по размерам и снабженные изолированными оконными задвижками, которые закрываются в холодное время, и нормальная деятельность в доме не нарушается.

На крыше лаборатории установлено шесть фокусирующих солнечных панелей, с помощью которых в солнечный день получают более 1000 л воды, нагретой до температуры 60° С. На передней стенке дома расположено пять окон, которые также действуют в качестве экспериментальных улавливателей энергии. В лаборатории проводят опыты с металлическими поверхностями различных сортов, стеклом, изоляцией и т. д., с тем, чтобы впоследствии можно было производить солнечные панели.

В США в настоящее время изготавливается и продается большое количество солнечных панелей, некоторый разнобой во внешнем виде панелей объясняется тем, что каждый производитель имеет свои собственные взгляды по этому вопросу и соответственно стремится к воплощению панелей на практике по своему вкусу.

Простейшие и соответственно дешевые панели сделаны из пластмассы без покрытия стеклом, предназначены они для подогревания плавательных бассейнов или душевых. Как правило, солнечная панель выполнена из меди и алюминия с одним или двумя покрывающими стеклами. Определенные сорта пластмассы, возможно, могут иметь те же свойства, что и стекло, но они еще мало проверены на практике. Стоимость солнечной панели с коллектором из алюминия ниже, чем при использовании меди.

Применение алюминия связано с проблемой коррозии, медь же гораздо дороже. Так как солнечные панели в большинстве случаев состоят из стекла, это создает трудности с транспортировкой на большие расстояния. Некоторые фирмы, исходя из этого, производят и рассылают узлы панели по частям и монтируют панель полностью на месте ее применения.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Солнечная энергия и альтернативные источники энергии

 

Смотрите также:

 

...Низкотемпературные гелиоустановки. Солнечные элементы

Одна из наиболее распространенных конструкций фокусирующей солнечной панели состоит из отд. стекл, трубок длиной около 1 м и диаметром 7 см...

 

Зеркала Шолохова. Гелиоэнергетика

Не требуется никакого топлива, а для увеличения мощности надо только нарастить площадь панелей, похожих
Солнечные лучи хорошо фокусирует вогнутое зеркало.

 

АКТИВНАЯ СИСТЕМА СОЛНЕЧНОГО ОТОПЛЕНИЯ. В жидкостной...

Солнечные коллекторы фокусируют лучистую энергию с помощью вогнутого зеркала, ... который наполняется при включении системы центрального отопления. ...

 

Усовершенствование плоского коллектора. Солнечный коллектор

...который фокусирует солнечные лучи так, как это показано на 21.
Основным элементом солнечного коллектора является плоская поглощающая панель, по...