Солнечный концентратор

bashny.net

Специально для тех, кто пока не решился перевести свой дом на альтернативные источников энергии, или для кого это очень дорого, проектная группа EnergyTorrent разработала и недавно представила в открытом доступе чертежи и техническую документация для сбора эффективного солнечного концентратора.

Как известно, традиционный солнечный концентратор позволяет получать высокотемпературное тепло для обогрева и горячего водоснабжения дома. Кроме того, с некоторыми изменениями в конструкции устройство может вырабатывать и электричество. Теперь собрать свой собственный солнечный концентратор может любой желающий, скачав довольно подробные инструкции с EnergyTorrent Wiki, а также закупив необходимые материалы и инструменты.

Концентратор Diversity, построенный на основе использования линзы Френеля, способен нагревать центральную область до 260 градусов по Цельсию. Его технические характеристики таковы:

— диаметр: 1,5 метра;

— общая площадь: 1,76 кв. метров;

— эффективная площадь сбора солнечного излучения: 1,39 кв. см;

— общая площадь отражения: 1,64 кв. см;

— фокусное расстояние: 1 метр.

Проектная группа EnergyTorrent опубликовала все необходимые CAD-файлы, которые, кстати, могут быть изменены под конкретные требования. Например, пользователь самостоятельно может изменить размер концентратора или фокусное расстояние солнечного концентратора Diversity, для этого ему, правда, нужно овладеть основами работы в программе Rhinoceros CAD и установить некоторые дополнительные плагины. Однако, все внесенные изменения никак не отразятся на работоспособности устройства.

Стоит отметить, что как сам проект солнечного концентратора, так и инструкции по его изготовлению были разработаны в 2014 году во время солнечного хакатона SunnyDay, организованного EnergyTorrent среди молодых программистов и полностью посвященного солнечным концентраторам. Ну а в настоящее время проектная группа занята организацией нового хакатона, который станет продолжением прошлогоднего мероприятия, но уже на международном уровне, с привлечением заинтересованных команд программистов с разных стран для разработки более мощного солнечного коллектора. Проведение SunnyDay-2015 запланировано на 15 – 20 августа 2015 года.опубликовано

Компания Solartron Energy Systems Inc    разработала универсальный, мощный, эффективный и один из самых экономичных солнечных параболических концентраторов  диаметром 7 метров, как для обычных домовладельцев, так и для промышленного использования. Компания специализируется на производстве механических устройств, оптики и электронной техники, что помогло ей создать конкурентный продукт.

По оценке самого производителя, солнечный концентратор SolarBeam 7M превосходит другие типы солнечных устройств: плоских солнечных коллекторов, вакуумных коллекторов, солнечных концентраторов типа "желоб".

Как это работает?

Автоматика солнечного концентратора отслеживает движение солнца в 2-ух плоскостях и направляет зеркало точно на солнце, позволяя системе собирать максимальную солнечную энергию с рассвета до позднего заката. Независимо от сезона или места использования, SolarBeam поддерживает точность наведения на солнце до 0,1 градуса.

Самодельный солнечный концентратор из зеркальный пленки

Огромное количество свободной энергии солнца, воды и ветра и многого другого из того, что может дать природа, люди используют давно. Для кого-то это хобби, а кто-то не может выжить без приспособлений, которые могут извлекать энергию из воздуха. Например в африканских странах солнечные батареи давно стали спасительным спутником для людей, в засушливых деревнях внедряются системы орошения на солнечных батареях, устанавливаются солнечные насосы на колодцы и др.

Концентратор солнечной энергии

bashny.netКрупнейшие месторождения полезных топливных ископаемых, такие как нефтяные на Аравийском полуострове, угольные в Донбассе, Кузбассе, Руре и другие месторождения многие годы, если не дольше, обеспечивают человечество энергией. Кроме уже разведанных запасов таких ископаемых существуют и не разведанные, которые оцениваются на основе тех или иных научных данных. А солнечная энергия согревающая Землю всего за три недели оказывается равной всем запасам топливных ископаемых на нашей планете. Поэтому все чаще люди задумываются об альтернативных источниках энергии.

Как применить энергию Солнца?

Как уже используемых органических ископаемых сейчас и в прошлом, так и предполагаемых неразведанных. Но солнечное излучение неравномерно распределяется на поверхности Земли, поскольку зависит от времени дня. Также оно рассеяно в пределах контура нашей планеты. Однако, несмотря на упомянутое даже совсем небольшой солнечный концентратор, которым может стать увеличительное стекло, позволяет достигать температуру в сотни градусов по Цельсию.

Эффективность использования излучения Солнца зависит только от погоды и конструкции концентратора. Чем больше его поверхность, освещаемая солнечными лучами, и чем меньше размеры солнечного пятна от них при отражении или преломлении, тем более высокая температура получается в этом пятне. При этом потери энергии происходят в воздухе и в материале концентратора.

На основе эффекта отражения площадь освещаемая Солнцем получается намного больше, по сравнению с тем, что можно сделать с использованием линз. Поэтому современные солнечные концентраторы это зеркала разнообразной конструкции. Чтобы собрать много солнечной энергии зеркал требуется большое число. По этой причине сложно использовать фокусирующие вогнутые зеркала. Получится слишком дорогая конструкция. Проще изготовить много небольших плоских зеркал.

Башня с зеркалами

Каждое из них будет создавать пятно света размерами с зеркало. Они будут примерно одинаковыми в широком диапазоне расстояний от отражателя. Система управления положением зеркала в зависимости от движения светила по небу будет удерживать световое пятно на одном и том же месте. Такое зеркало называется как «гелиостат». Высокая температура, получаемая от совмещения отражений от огромного числа зеркал, используется для получения пара из воды. То есть, схема точно такая же, как на тепловых электростанциях.

Но при этом никакое топливо не расходуется. А наиболее мощная из подобных электростанций называется «Айванпа». Она расположена в США неподалёку от города Лас – Вегас и вырабатывает почти 400 мегаватт в час электроэнергии солнечным калифорнийским днём. В её составе 350 тысяч гелиостатов. Размеры каждого из них подобны воротам стандартного гаража. Они разделены на три группы по числу парогенераторов, установленных на вершинах башен.

Солнечную энергию уже давно научились собирать при помощи специальных устройств. Однако одна из главных проблем данной процедуры – не слишком привлекательный вид этого оборудования.

Команда инженеров из Мичиганского университета решила исправить существующий недостаток и создала уникальный солнечный концентратор с полностью прозрачным корпусом. Такая установка сможет использоваться не только на окнах, но и на экранах смартфонов, не нарушая эстетику устройств. Исследование проводилось во главе с Ричардом Лантом. Его результаты были опубликованы в журнале Advanced Optical Materials.

Поглощение солнечного света

Солнечные концентраторы используют линзы для фокусировки света на небольшой площади. Это позволяет максимизировать выработку электроэнергии. Сам процесс чем-то похож на всем нам знакомую хитрость, когда с помощью увеличительного стекла прожигают какую-либо поверхность.

Научная дилемма

Отсюда сразу выплывает вопрос: но почему же тогда ученые сразу не создали прозрачную линзу для концентратора? Ведь это бы сделало устройство для сбора тепловой энергии более совершенным. Но, к сожалению, задание оказалось не таким простым, как кажется. Инженеры тщетно пытались соблюсти баланс, при котором при повышении прозрачности линзы не уменьшалась бы эффективность устройства. До настоящего момента для изготовления концентраторов считалось приемлемым использование только окрашенных стекол.

«Никто не хочет находиться в окружении цветных линз, - сказал Лант в своем пресс-релизе. - Это делает обстановку слишком красочной, как будто бы вы находитесь на дискотеке. Но мы применили новый подход к разработке концентраторов, при котором активный люминесцентный слой сохраняет прозрачность».

Невидимые волны

Секрет успеха идеи заключается в создании системы, которая способна функционировать на волнах, находящихся за пределами видимого спектра. Это было достигнуто с помощью органических люминофоров – соединений, отвечающих за свечение. Концентратор поглощает лучи на определенных длинах волн, а затем он может передать их в другое устройство. Отсутствие участия видимого спектра в процессе позволило исследователям получить прозрачный, как стекло, готовый продукт.

«Мы можем настроить этот материал таким образом, чтобы он поглощал только ультрафиолет и инфракрасные лучи», - объяснил Лант.

Вместо того, чтобы концентрировать свет непосредственно над нужным элементом, устройство распределяет его по всему периметру своей поверхности, преобразовывая солнечные лучи в электроэнергию.

Оригинальный миниатюрный солнечный концентратор

bashny.netСпециалисты компании SolenSphere на международном конкурсе представили уникальную модель солнечного концентратора, получившего незамысловатое название SolarConcentrator. Уникальность проекта заключается в том, что при использовании концентраторов станет возможным сокращение площади фотоэлектрических элементов для достижения аналогичной мощности в сотни раз. Кроме того, такой концентратор наполовину состоит из вторичного полимерного сырья и способен собирать тепловую энергию.

В соответствии с патентом, новый концентратор SolarConcentrator представляет собой подобие рефлектора Кассегрена и выполнен из поликарбоната. Вместе с тем, имеются и существенные отличия. Так в концентраторе применяется большое вогнутое зеркало, в то время как в рефлекторе Кассегрена оно было параболическим.  Зеркало малого размера, основная функция которого финальная фокусировка солнечного пучка на фотоэлектрическом элементе,  выпуклое, в отличие от оригинального гиперболического. Помимо прочего, фокусное расстояние в новой концепции значительно отличается от ранних патентов. Согласно данным релиза, эффективность нового солнечного концентратора на сорок процентов выше, чем у отдельных солнечных панелей. А благодаря способности системы к накоплению тепловой энергии, суммарная эффективность установки достигает семидесяти двух процентов.

Источники: bashny.net, www.joule-watt.com, izobreteniya.net, dic.academic.ru, podvi.ru, fb.ru, energycraft.org

“May May”

Аристотель Фиораванти – последнее слово итальянского зодчего

Климатическое оружие - оружие массового поражения

Мистические места в Москве

Человек и гипноз – вторжение в подсознание. Часть1

Необычная bluetooth-гарнитура

Необычная bluetooth-гарнитура появится в американских магазинах уже в январе будущего года. В неактивном состоянии гарнитура ORB выглядит и ведет себя ...


Как выбрать смартфон

К вопросу «как выбрать смартфон» нужно подходить не спеша, ведь смартфон – недешёвое удовольствие. И конечно, прежде чем пускаться ...


Краткое путешествие по Солнечной системе

Солнечная система является домом каждого из нас, а потому очень желательно иметь хотя бы общее представление об этом доме. Центральное тело ...


Где отдохнуть летом в Украине

Лето скоро сменит весну. Люди начнут активно путешествовать в прибрежные страны, чтобы отдохнуть на море. И, несмотря на политическую ситуацию ...


Космический робот fedor

Андроид способен повторять движения оператора, передавать видео- и аудиосигналы, перетаскивать грузы, а кроме этого владеет рядом остальных функций. «Его отправка на ...


Необычные люди

Его считают самым страшным человеком на планете. В родной Уганде его прозвали Ссебаби, Ужаснейший. Впервые в жизни Годфри Багума выехал ...


О чем говорят окаменелости древних животных?

Многие не знают о том, что существуют десятки тысяч живущих сегодня видов, которые практически не отличаются от своих окаменелых ...


Запретная археология

Ученые и археологии настойчиво уверяют нас в том, что им известно все о нашем происхождении и истории. По правде говоря, ...


Темные пятна на Солнце

Периодически, Солнце покрывается темными пятнами по всему периметру. Впервые они были обнаружены невооруженным взглядом древнекитайскими астрономами, тогда как официальное открытие ...