Солнечная энергия для человека

Раздел: Наука

В гл. 4 мы видели, что при фокусировке солнечных лучей с помощью параболического концентратора можно получить очень высокие температуры. Хотя при ощях и тех же размерах плоского и параболического отражателей принимаемая ими энергия солнечной радиации одинакова, но во втором случае' благодаря ее концентрации машина получает возможность работать при более высокой температуре и, следовательно, с более высоким к. п. д. Соответственно на выходе установки мы получаем большее количество механической энергии, и даже простейший концентратор позволяет значительно повысить выходную мощность системы.

Предположим, что фокусирующее солнечное излучение устройство, которое является источником энергии для тепловой машины, работает при такой температуре, когда тепловые потери в окружающую среду обусловлены теплоизлучением. Для начала будем считать также, что благодаря изоляции этот источник излучает энергию лишь через открытую поверхность. Поскольку излучающая поверхность практически

почти всегда оказывается несколько большей, то при определении эффективного значения коэффициента концентрации мы введем соответствующую поправку

Как и в случае системы, состоящей из плоского коллектора и тепловой машины, здесь существует некая температура источника, при которой мощность Р2 максимальна. Однако с помощью уравнения (6.15) можно показать, что в большинстве случаев эта оптимальная температура значительно превосходит npe-s дельные возможности металлов. Нельзя рассчитывать, чтобы такие системы, работали при температурах источника выше 1000 К (около 700° С). зависимость выхода системы от величины падающей солнечной энергии для этой предельной температуры источника. видно, что при наличии такого ограничения ни увеличение К до 1000, ни применение селективного поглотителя не обеспечивают существенного повышения выходной мощности системы. Но, сравнивая эти кривые, можно заметить значительное повышение выходной мощности при максимальном к. п. д., близком к 30%. Практически же выходная мощность значительно ниже, поскольку мы не учли некоторые виды потерь, а потери на излучение могут оказаться выше, чем мы полагали. Тем не менее в условиях тропического климата подобная система позволяет получить выходные мощности до 200 Вт на 1 м2 площади коллектора, что соответствует ежедневной производительности около 1 кВт*ч.

Для реализации такой системы параболические зеркала должны иметь соответствующие размеры, а их конструкция обеспечивать слежение за движением Солнца. К обсуждению всех этих проблем мы еще вернемся.