Зеркальные концентраторы, повышающие КПД, для солнечных коллекторов

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

1 ссылка не рабочая
2 ссылка на чей- то коммент
Мои ссылки на коэффициент отражения:
Источник1
Источник2
Пик солнечной энергии приходится на длину волны 550 нм.
Пользуйтесь достоверными источниками.

 

К круглой трубе не очень легко прекрепить абсорбер. Да и площа прикосновения будет не очень

 

Твоя моя - непонимание.
1 Что такое абсорбер?
2 Из вашего поста, как я понял, вы пытаетесь использовать трубы прямоугольного сечения в качестве мишени концентратора по которым будет циркулировать теплоноситель с рабочим давлением 2 кгс/см2 и вы спрашивали не раздует ли их давлением. Если так, то.
Причём здесь крепления?

 

Принципиальная схема для ГВС с обвязкой и ТА.
Для тех кому интересно.

 

Итак, вернемся к нашим баранам. Давайте немного пофантазируем и вспомним школьный курс физики.
Парабола у нас собирает в фокус лучи идущие параллельно.
Гипербола - лучи сходящиеся в своем втором мнимом фокусе.
Мы пользуемся параболой для фокусировки солнечного излучения т. к. условно лучи от солнца приходят на нашу планету практически параллельно из-за большого удаления нашего светила.
Но, если мысленно продолжить прямые лучи (обратным ходом) от нашего светила, то мы получим на поверхности солнца некоторую площадь, равную эффективной площади нашего концентратора.
Солнце в отношении наблюдателя с земли имеет угловой размер примерно равный 0,5 градуса.
Все хорошо но, гипербола лучше. Если подобрать такую кривизну гиперболы, что угол от второго мнимого фокуса равный 0,5 градуса и апертура концентратора совпадут, то в идеале у нас получится собрать в фокус "все" солнце, а не часть "пятно" от случая с параболой. Но... сдается мне что две кривые и гипербола и парабола практически совпадут.
А идея состоит вот в чем:
1. Что если использовать гиперболу - для концентрации рассеяного излучения, когда солнце находится за облаками, и на облаке возникает тепловое пятно из-за рассеяния солнечного излучения материалом облака (это сложно, необходимо будет менять кривизну гиперболы в зависимости от углового размера пятна).
2. Из минусов - это довольно сложная конструкция "наведения" и изменения кривизны поверхности гиперболы в зависимости от размеров теплового пятна на облаке.
3. Из плюсов - есть больше вероятность сбора энергии в облачные (при не очень значительной облачности) дни.

 

В принципе "на кону" стоит один вопрос, сколько квт*ч тепловой энергии в год снимем (с пользой используем) с одного м2 апертуры.

ЗЫ. Цифры, реальные, у кого нибудь есть? И будут ли они больше чем традиционные СК без концентраторов?(Подозреваю итог будет неутешительный).

 

Лет 20 назад экспериментировал с "солнечными зайчиками" с целью приготовления пищи с помощью солнечной энергии в удаленном от цивилизации месте.
Конструкция проста до безобразия.
Кусочки зеркала размером приблизительно 20х20 в количестве штук ста закрепленные на подходящей поверхности 1х4 метра, отражающие в одну точку.
Эта штука кипятила чайник даже в пасмурную погоду, правда минут 10 и ее приходилось периодически подворачивать.
При ярком солнце требовалось всего несколько секунд на расплавление чайника насквозь.

 

Ну, честно говоря, там не только один вопрос.
Плюсы концентратора:
1. Концентрация энергии позволяет получить необходимую температуру. Допустим для ГВС нужна температура 40 °С, а если световой поток не такой мощный, что обычные СК не дадут нужную температуру. А вот концентратор может обеспечить нужную температуру, хотя и в меньших объемах. Иначе: если СК даст 200 литров воды 20°С, а концентратор 20 литров с температурой 40°С, то для мытья лучше последнее.
2. Собирать большее количество энергии за счет отслеживания солнца (с помощью трекера).
3. Упрощение защиты от перегрева, просто отводим фокус в сторону.
Минусы:
1. Сложность конструкции.
2. Меньшее количество собираемой энергии (за счет диффузного отражения) имеем низкий коэффициент отражения.
3. Возможно большая стоимость энергии по сравнению с обычными СК. (Но надо считать).

 

Основной плюс всё же п1.
П3. это приятный бонус
а п2 это само собой разумеется.

По поводу трекера видел систему, которая сама себя наводит на солнце.
По краям фокуса стоят фотодатчики, от которых подается сигнал на соответствующий привод.
Электроники почти никакой.
попал свет на датчик - мотор включился сдвинул - свет с датчика пропал - мотор остановился.
Недостаток - плохо работает в пасмурную погоду.

Основное преимущество концентратора, я считаю, для тех, кто может его сам собрать из того, чего добыл, экономя на дорогостоящих СК.
У меня, например, лежит в запасе несколько десятков квадратных метров пищевой почти зеркальной нержавейки, несколько спутниковых антенн около 2-х метров в диаметре и много еще всякой всячины, правда руки не доходят заняться...

 

И ответа на этот один, достаточно очевидный, вопрос Вы не дали.
Про плюсы:
1. Концентраторы дают избыточно требуемую температуру

"такой хоккей нам не нужен"(с). Если мы будем нагревать 20 литров, то 40С будем иметь спокойно при любом световом потоке. В то же время при слабом световом потоке концентратор может и вообще не заработать.
2. По сравнению с чем? На представленном видео трекеров нет.
3. Правильно спроектированная и смонтированная система СК не боится перегрева.
Про минусы:
1. Увеличение стоимости, и монтажа, и эксплуатации.
2. Прочитайте свой п. 2 выше, какой будет итоговый результат?
3. То есть в итоге имеем при большей стоимости, меньшую производительность. Про срок окупаемости вопрос не задаю.

Вот про это и спрашивал, цифры какие-нибудь можете назвать.

 

Хорошо.
1. Давайте определимся какой СК будем сравнивать и очень важно на какой широте? (Высоту над уровнем моря возьмем 0 м) На какой угол выставлен на СК? СК с селективным слоем? Теплопотери СК в зависимости от температуры (график)?
2. Не надо про избыточную концентрацию энергии говорить, ибо если мы будем проектировать концентратор, то сделаем расчет теплообмена как минимум. А то, что дыра в чайнике возникала, я более чем уверен, что он был пуст. Дыра при полном чайнике возможна только в том случае, когда количество подводимой энергии больше, чем количество отводимой. А при полном чайнике эта величина должна быть значительна.
3. По (ваш п. 3 плюсов) сравнению с СК обычной, неподвижной конструкции (причем здесь видео? Видео - частный и не самый лучший пример использования концентраторов) отслеживание трекером дает свои преимущества.
4. Приведите пример схемы грамотного включения СК без бассейнов и прочего балласта (в виде огромного подземного ТА) и всякого рода штор.

 

Само собой разумеется

 

А цифры будут?

А чего определять то, берите свою (где живете) широту и климатические данные и выкладываете свои цифры. Или Вы, видимо, больше теоретик?

Расчет, это не эксплуатация. Солнце не выключить. Ситуации могут быть разные (в том числе и человеческий фактор, вспомним дыру в чайнике).

Нету никакого преимущества.
Вы сами об этом говорите

и если

при стагнации просто кипят и самостоятельно (без участия чего либо или кого либо) выходят на рабочий режим, то концентраторы ...вспоминаем "чайник".

Самый наглядный, он же видимо единственный и экономически оправданный для индивидуального использования, это бочка, выкрашенная в черный цвет. И другие близкие аналоги, их здесь на форуме хватает.

ЗЫ. Концентраторы нужны там, где нужна высокая, 200С и выше, температура в течении короткого отрезка времени. В быту она, такая температура, не нужна, поэтому смысла в бытовом применении концентраторов нет.

 

Меня как автора данной темы часто в личке спрашивают, как там еще работает ваш концентратор? Отвечу да, но только с весны по осень. Недостатком системы считаю ежегодную реставрацию зеркал после льда и снега, но не в значительной мере, примерно 3-5% и тепло потери на магистрали к дому. Также хотел поделиться опытом, если пасмурно, то ни концентраторы, ни гелиосистемы, ни солнечные панели почти ничего не вырабатывают! Поэтому если в вашей широте солнца почти нет, не тратьте деньги, копайте грунтовые теплообменники для вентиляции и т. д.

 

Вот ссылка на кореловский файл, который я отдавал для порезки из акрила для изготовления параболических направляющих зеркалам. Аналог в виде фото виден в низу.