У першій частині ми вам розповіли, що таке сонячна енергія, як її добувають, і що для цього роблять вчені, щоб вона була доступна для нас, простих користувачів. Параболічний концентратор, назва говорить про те, що це чаша, що представляє собою параболоїд. Якщо цю чашу направити на сонце, то всі промені, які відіб'ються від її дзеркальної поверхні, зберуться в маленькій області недалеко від фокусу параболоїда.
У такого пристрою дуже великий коефіцієнт концентрації. Це, звичайно ж, добре. Але призводить до сильного нагрівання фотоелемента. Для цього необхідна система охолодження. Також потрібна автоматична система стеження за сонцем. Якщо сонце трохи відійде від осі симетрії параболоїда, то відразу починає відбуватися більша втрата фотоелектричної потужності.
Фокліни і фокони працюють також як і параболічні концентратори. Єдине, що огинають їх чаш не є параболи, а гіперболи. У цій заміни є свій сенс. Гіперболоїд збирає сонячні промені в так званій фокальній області в разі, якщо нахил чаші до осі симетрії дорівнює 6 о. Немає необхідності постійно крутити концентратор слідом за переміщенням сонця. Для цього достатньо іноді (можна навіть і вручну) просто-напросто міняти кут нахилу, і буде собіратьсясолнечная енергія.
Як це не парадоксально, недолік фоклінов і Фоконье вельми тісно пов'язаний з їх гідністю, дуже низький коефіцієнт концентрації випромінювання дає можливість відмовитися від дуже дорогої системи охолодження фотоелементів.
Перейдемо до іншого виду концентраторів, який відносяться до переломлюються. Це так звані лінзи Френеля. Вона зроблена з великої кількості призм, які складені вершинами разом, таким чином, що поверхня лінзи, звернена в сторону сонця, схожа на розтягнуту гармошку.
Промені сонця заломлюються в призмах, а сам концентратор завжди розташований до сонця під необхідним кутом. Все переломив в призмах промені збираються в одному місці, на фотоелементі, який встановлений за вершиною лінзи. Саме тому лінзу Френеля не треба крутити в вертикальній площині, вона прекрасно працює при будь-якому розташуванні сонця.
У наш час, щоб накапліваласьсолнечная енергія, почали з'являтися плоскі лінзи Френеля. На вигляд це прості призми. Але, все ж, деякі частини в ній оброблені так званим жорстким випромінюванням і відповідно в них змінився показник заломлення.
Найцікавішою розробкою нашого часу вважається прізмакон. Це також призма. Але кут на її вершині має строго визначеною величиною. У цій призмі все залежить від показника заломлення знаходиться в ній речовини, з якого вона виготовлена (це оптичне або органічне скло), кут в ній вибирається так, щоб абсолютно будь-який промінь, який потрапив в призму, вже не зміг пройти крізь поверхню, що відбиває, і потрапляв в пастку. Йому залишається тільки один шлях - в збирає грань призми.
Як ви вже помітили, принцип роботи такого апарата заснований на повному внутрішньому відбитті. Луч, який входить в оптично щільну середу, відхиляється саме настільки, що далі йому подолати межу розділу вже набагато важче, а при певному куті падіння це неможливо.
Перші прізмакони були виготовлені в НВО «Квант», в науковій лабораторії кандидата наук Е. Тверьяновіча. Але, на превеликий жаль, через бюрократію наша країна втратила свій пріоритет. Поки не поспішаючи йшов процес (півроку) з оформлення документів на заявку в Державній комісії винаходів, таку заявку, випередивши росіян учених на 2 тижні, подав австралійський вчений А. Жітронч.
Розповімо ще про одне концентраторе, люмінесцентному. Принцип роботи його не так складний. У його оптичну пластину зроблені вкраплення люмінофорних речовин. Світло, що проникає в пластину, оживляє атоми люмінофора, вони роблять переизлучение поглинених фотонів, які в свою чергу через повного внутрішнього відбиття не можуть прорватися крізь поверхню і завершують дорогу на фотособірающей межі.
У майбутньому такі пристрої хочуть використовувати як підсилювачі в оптичних ЕОМ. Але поки знаходяться на стадії випробувань.
Чи треба нам ламати голову, як і в якому вигляді нам потрібна сонячна енергія. Фотони добре поглинаються атомами і в підсумку підвищують теплову енергію будь-якої речовини. Потрібно тільки зуміти правильно скористатися безкоштовним теплом, і тоді не треба буде витрачати рясну електроенергію (а ми знаємо, що ісолнечная енергіянедешевая), наприклад, на обігрів будівель.
Вловлюють, а також в наслідок переносять сонячне тепло до пункту використання, колектори. Найпростіші являють собою теплообмінники, в яких рухається рідина. Зверху він пофарбований в чорний колір, для того щоб якомога краще поглощаласьсолнечнаяенергія, і закритий склом, яке не пропускає інфрачервоні теплові промені. Так як максимум випромінювання припадає на видиму частину спектра, такий пристрій поглинає більше енергії, ніж віддає. Воно збирає всі тепло, яке потім теплоносій передає нам, споживачам.
Колектори абсолютно ніхто не повертає на сонці. Їх жорстко закріплюють, орієнтують строго на південь і ставлять під кутом до горизонту, який дорівнює куту широти даної місцевості.
До одного з останніх винаходів відноситься трубчастий колектор з концентратором прізмакон. Він зроблений з скляних трубок, в яких на 1/2 радіусу налитий розплавлений органічний каучук (розплавлений кремній). Після того як він став твердим, вийшов в трубці вбудований призматичний концентратор. Вода, яка циркулює в такому колекторі, цілком може закипіти.
Це цікаво.
- Як зберегти сонячну енергію? Частина 1 розвіданих запасів енерготопліва при сучасному темпі зростання споживання енергії повинно вистачити приблизно від 70 до 130 років. Але є варіант
- Сонячний острів - електрична станція на воді Раніше сонячний острів вважався науковою фантастикою, проте наука не стоїть на місці, і зараз це вже цілком реальний проект електростанцій,
- Альтернативна енергетика в приватному секторі. Складна дорога до клієнтської бази Не так давно у віддалених від столиці районах про альтернативну енергетику практично нікому нічого не було відомо. Для продажу перших
- Кілька слів про органічну фотовольтаїки. Частина 2 У першій частині нашої статті ми переконалися в тому, що позиції кристалічного кремнію в фотовольтаїки дуже міцні, похитнути їх буде