Солнечный концентратор – это устройство, которое концентрирует пучок солнечных лучей на теплоносителе, что дает возможность повысить КПД. Теплоносителем может быть как вода, так и масло, которые поглощают энергию тепла.
Концентраторы имеют разную конструкцию и форму. Внешняя сторона этих конструкций покрывается зеркалами. От того концентратор какого вида используется, зависит как концентрируется солнечный пучок, в одной точке или линейно.
Различают несколько самых распространенных конструкций:
— гелиоцентрические (в виде башни) концентраторы имеют несколько сложную конструкцию. Она состоит из башни и приемника, который расположен вверху ее, а также системы гелиостатов. Система гелиостатов движется за солнечным светом, тем самым максимально фокусируют поток солнечных лучей на приемник. Поглощенная приемником энергия тепла воздействует на турбины и приводит в действие генератор. В концентраторах этого типа в качестве теплоносителя может выступать пар или газ при условии, что они могут выдерживать температуру до 1000º. Также может быть жидкость или металл в жидком состоянии, которые выдерживают температурный режим до 800º. В этих централизаторах теплоноситель выполняет две функции: приводит в действие генератор и участвует непосредственно в производстве электроэнергии. Использования таких концентраторов очень эффективно, но одновременно такая система дорогостоящая и для ее размещения нужны большие площади более 50 Га.
— параболические (в форме тарелки) напоминают спутниковые антенны. Состоит эта конструкция из большого количества зеркал параболической формы. Фокусировка солнечного пучка происходит на каждом зеркале отдельно, что дает возможность теплоноситель нагреть до 1000º. Так как при этом образуется большое количество пара целесообразно использовать для максимальной эффективности двигатели Стирлинга. Из-за этого эффекта концентраторы данного типа считаются очень перспективными. Уже сегодня энергогиганты активно развивают это направление, в то время такие концентраторы очень эффективны в бытовом использовании, при условии что жилье расположено в солнечной полосе.
— параболоцилиндрические концентраторы изготавливают в форме параболы. Размеры в диаметре достигают до 50м. Поверхность концентратора обшита зеркалами вогнутой формы. На протяжении всей зеркальной конструкции установлен теплоноситель, а каждое зеркало направляет аккумулированную энергию в определенную точку теплоносителя. Таким образом, происходит передача тепловой энергии. Теплоноситель заключен в трубу и покрыт специальным стеклянным кожухом. Это позволяет уменьшить потери тепла. Для такой системы концентратора важна система слежения за солнечным излучением. Устанавливают такую гелиосистему с обязательной ориентировкой на южную сторону света. Слежение происходит вследствие того что теплоноситель нагревается до 400º и выделяемый при этом пар действует на турбины генератора, тем самым приводя в движение систему. Опытным путем доказано, что такой тип концентратора имеет меньшую эффективность, чем у предыдущих видов.
Описанные выше преимущества солнечных концентраторов дают возможность их широкого использования, как в промышленных масштабах, так и в быту для горячего водоснабжения и отопления помещений. Но стоит при всем этом учитывать один недостаток концентраторов общий для всех типов. Эти устройства могут эффективно работать только в солнечную погоду, поэтому использование их ограничено. Их использование оправданно в тех уголках Земли, где большую часть года солнечно. Сегодня для производства электроэнергии промышленным объемом концентраторы используют в пустынях и степях (пустыня Сахара).
