Концентратори сонячних променів

Наши партнеры ArtmMisto

У дитинстві, майже кожен з нас пробував використовувати енергію сонця через лінзу, випалюючи на дощечці імена або подпалівая папір. Про лінзі, як концентраторе сонячних променів ми не знали. Її сприймали як іграшку або черговим дитячим захопленням.

Готуючи матеріал чергової статті, я весь час ловлю себе на думці, що маса корисної і пізнавальної інформації приходить від моїх колег з соціальних мереж. Ось і цього разу, з групи facebook «Дім твоєї мрії» прийшла інформація про концентраторах сонячного світла, на основі сферичних лінз.

Так, так тих самих лінз, якими ми так любили гратися в дитинстві. Але тільки лінзи виготовлені за новою технологією, так звані лінзи Френеля (Серпень Френель - французький математик 19 століття). Раніше лінзи Френеля використовувалися тільки в маяках для посилення сили світла від лампи для збільшення відстані видимості.

Ніхто раніше не здогадувався, що цей ефект можна застосувати для створення потужних сонячних батарей або сонячних печей. Результатом експерименту, який провели вчені з НАСА з цими лінзами, стала мініатюрна сонячна система, під назвою SolarVolt.

Нова установка за рахунок лінз Френеля збільшила світловий потік в двадцять разів. При цьому кінцеве виробництво електрики збільшилася на 15 відсотків. У сонячних панелях використовували такі лінзи товщиною всього в 0,2 міліметра.

За допомогою лінз концентрація сонячного світла відбувається на меншій площі, що дає можливість зменшити габаритні розміри установки, не втрачаючи при цьому кількість вироблюваної електроенергії. За новою технологією значно зменшуються розміри сонячних панелей, а при реконструкції вже існуючих станцій підвищиться їх продуктивність при тій же займаної площі.

Нова технологія збільшення ефективності почала застосовуватися в космічній техніці на космічних кораблях для запуску іонного двигуна. Але опустимося з космічних висот на землю і спробуємо розібратися, де ж можна використовувати ефект лінзи, як концентратора сонячного світла.

Для більш детального опису цієї нової технології я використовував ту інформацію, які надіслали мої колеги.

«Концентратори сонячних променів можуть бути використані в двох напрямках. Одне з них - застосування лінз, які поміщаються поверх фотоелементів. За рахунок розміщення на сонячній батареї цих спеціальних лінз у вісім разів підвищується концентрація світлового потоку. Таким чином, з'являється можливість зменшити кількість фотоелементів арсеніду галію, які складають основну частину вартості сонячних батарей.

А друге, використання сонячного світла для роботи сонячних печей.

Сонячні лінзові панелі.

Саморобні сонячні панелі з застосуванням лінз були встановлені в Каліфорнії, ще в 1998 році, для забезпечення електрикою приватного будинку. Останні 10 років вченими різних країн досягнуті великі успіхи в технологіях по виготовлення тонких лінз для сонячних електростанцій панелей.

Найвідомішою великою компанією, яка спробувала масштабно впровадити лінзові сонячні панелі, стала компанія SolFocus (Каліфорнія США). У 2006 році їм вдалося розробити компактні лінзові сонячні панелі. На їх створення використовувалося набагато менше кремнію, ніж на звичайні панелі, так як вони використовували лінзи і дзеркала, щоб сконцентрувати сонячне світло.

Такі концентратори сонячного світла збільшували сонячну енергію в 500 разів, і таким чином вони нарощували продуктивність фотоелементів. Що в той час скорочувало витрати на виробництво сонячної енергії практично на 40%.

Однак, за висновком розробників, систем SolFocus, є одне але: «При використанні системи фотогальванічних панелей Ви захоплюєтесь тільки невеликий шматочок неба, тому дуже важливо, щоб система могла слідувати за сонцем від світанку до заходу сонця» (автор).

За наступні 5 років компанія SolFocus реалізувала кілька великих проектів і зібрала близько 230 млн. $ Інвестицій. Системи SolFocus встановлені і працюють в 13 країнах від США (на Гавайському острові Кона, а також в Каліфорнії і Колорадо) до острова Крит, і аж до Саудівської Аравії, Малайзії і малонаселених областей Австралії.

Це модульна система, і тому потужність комплексів фотогальванічних панелей може бути від кількох сотень кіловат до понад 50 мегават. Однак, з огляду на той фактор, що для постійного руху панелі SolFocus потрібен актуатор (механізм приводить в рух сонячну панель, який знаходиться в задній її частині), що пов'язано з великими експлуатаційними витратами з технічного обслуговування, даний напрямок не отримало інтенсивного розвитку.

Крім американців, в напрямку створення концентраторів сонячних променів для отримання електричної енергії працювали російські вчені (Петербург) і німецькі. Останнім вдалося за допомогою такої технології збільшити ККД сонячних панелей до 40%, а в польових випробуваннях ефективність установки досягла 28,5%. »

джерело - Родовід

У висновку можна сказати, що отримання електроенергії від сонячних панелей із застосуванням лінз, набагато ефективніше, ніж традиційні плоскі сонячні панелі. Важливий факт, що дана технологія може застосовуватися як в побуті (приватне житлове будівництво) так і в промисловому масштабі, при будівництві сонячних електростанцій. Ми сподіваємося, що даний напрямок займе гідне місце серед поновлюваних джерел енергії.

Сподобалася стаття, поділися з друзями. Ваші відгуки і побажання в коментарях завжди вітаються.