Сонячний концентратор – це пристрій, який концентрує пучок сонячних променів на теплоносії, що дає можливість підвищити ККД. Теплоносієм може бути як вода, так і масло, які поглинають енергію тепла.
Концентратори мають різну конструкцію і форму. Зовнішня сторона цих конструкцій покривається дзеркалами. Від того концентратор якого виду використовується, залежить як концентрується сонячний пучок, в одній точці або лінійно.
Розрізняють кілька найпоширеніших конструкцій:
– геліоцентричні (у вигляді вежі) концентратори мають складну конструкцію. Вона складається з башти і приймача, який розташований вгорі її, а також системи геліостатів. Система геліостатів рухається за сонячним світлом, тим самим максимально фокусуючи потік сонячних променів на приймач. Поглинена приймачем енергія тепла впливає на турбіни і приводить в дію генератор. У концентраторах цього типу в якості теплоносія може виступати пара або газ за умови, що вони можуть витримувати температуру до 1000º. Також може бути рідина або метал у рідкому стані, які витримують температурний режим до 800º. У цих централізаторах теплоносій виконує дві функції: приводить в дію генератор і бере участь безпосередньо у виробництві електроенергії. Використання таких концентраторів дуже ефективне, але одночасно така система дорога і для її розміщення потрібні великі площі понад 50 Га.
– параболічні (у формі тарілки) нагадують супутникові антени. Складається ця конструкція з великої кількості дзеркал параболічної форми. Фокусування сонячного пучка відбувається на кожному дзеркалі окремо, що дає можливість теплоносій нагріти до 1000º. Оскільки при цьому утворюється велика кількість пари доцільно використовувати для максимальної ефективності двигуни Стірлінга. З-за цього ефекту концентратори даного типу вважаються дуже перспективними. Вже сьогодні енергогіганти активно розвивають цей напрям, в той час такі концентратори дуже ефективні і в побутовому використанні, за умови що житло розташоване в сонячній смузі.
– параболоциліндричні концентратори виготовляють у формі параболи. Розміри в діаметрі досягають до 50м. Поверхня концентратора обшита дзеркалами увігнутої форми. Через всю дзеркальну конструкцію встановлений теплоносій, а кожне дзеркало направляє акумульовану енергію в певну точку теплоносія. Таким чином, відбувається передача теплової енергії. Теплоносій знаходиться в трубі і покритий спеціальним скляним кожухом. Це дозволяє зменшити втрати тепла. Для такої системи концентратора важлива система стеження за сонячним випромінюванням. Встановлюють таку геліосистему з обов’язковим орієнтуванням на південну сторону світла. Спостереження відбувається внаслідок того що теплоносій нагрівається до 400º і пара яка при цьому виділяється, діє на турбіни генератора, тим самим приводячи в рух систему. Дослідним шляхом доведено, що такий тип концентратора має меншу ефективність, ніж у попередніх видів.
Описані вище переваги сонячних концентраторів дають можливість їх широкого використання, як у промислових масштабах, так і в побуті для гарячого водопостачання та опалення приміщень. Але варто при цьому враховувати один недолік концентраторів загальний для всіх типів. Ці пристрої можуть ефективно працювати тільки в сонячну погоду, тому застосування їх обмежене. Їх використання виправдане в тих куточках Землі, де більшу частину року сонячно. Сьогодні для виробництва електроенергії промисловим об’ємом концентратори використовують у пустелях і степах (пустеля Сахара).
