Концентратор солнечного излучения

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к концентраторамсолнечного излучения,Целью изобретения является расшн 5рение диапазона работы концентраторапутем создания равномерной плотностиизлучения в его фокальной зоне дляпадающего потока коллимированного излучения. 10На фиг. 1 показана конструктивнаясхема и принцип работы концентраторасолнечной энергии; на фиг. 2 - егорасчетная схема,Концентратор солнечного излучениясодержит симметричную отражающую поверхность 1 (фиг, 1), выполненную ввиде фоклина 2, Образующая отражающей поверхности 1 (фиг, 2) выполненав виде кривой, описываемой парамет О рическими уравнениямигде Х,У - текущие значения кривой вдекартовой системе координат;- коэффициент оверхности; тражения по - коэффициент концентрации"- ширина фокальной полосы одной половины фоклина.;" параметр, имеющий граничнызначения(1 В выходном окне фоклина 2 установ лен приемник 3. Луч, отраженный от произвольной точки В (фиг. 2) образующей с ординатой 7, падает в точку Ь приемника с ординатой у, При этом условием обеспечения одинаковой плот ности сконцентрированного излучения по ширине приемника г является 2 ГДкоэффициент- коэффициентности,прямоугольногеем 50 где концентрат отражения поверхИз ЮЙ игде ц - угол .между падающим и отраженным лучами,Выразив си через котангенс половинного угла и учитывая, что ИТРАХсда/2, получают дифференциальное уравнение ЙТ, г ,1. г2 - (Х - -) - (.1 - у) 1 -=ОйХ 2 ЙХ К+2 (К+) г+К-Л(,)Дпя определения постоянной интегрирования допускают, что точка А искомой образующей совпадает с точкойнекоторой параболы с началом в точкеЕ (О; г) и фокальным параметром г,Для точки А = У =.2 г и ео = 1. Приэтих начальных условиях из (3) постоянная интегрированиягКс = -- -,) позволяют фиг. 1) с р Выраже ссчитыват кли меризацией распределения эплоском приемнике. Пределыпараметра Тс 1 1г(К + 2 Р)Концентратор солнечного излучения работает следующим образом.Падающее коллимированное излучени фокусируется поверхностью 1 (фиг,1) на приемнике 3 с одинаковой плотностью по ширине 2 г. При этом точки А и С верхней половины фоклина 2 отранергии на изменения Подставив в это выражение у из (1), обозначив ЙУ/ЙХ через Е и выполнив преобразования, получают2(К+п)у (К+2 г 1, . (2)Продифференцировав по У выражение (2) и выполнив преобразования, получаютсй+1) К+7-К+2 Рг 3Дс с 2 К + (КУЩЕ),Производя интегрирование и упрощения, получают(Фиг. 2) фокальной полосы, а промежуточные точки этой половины Фоклина. -пропорционально в точки между а и сширины Фокальной полосы.В другом варианте (не показано)обе поверхности фоклина имеют совмещенные фокальные полосы, благодарячему обеспечивается вдвое больнийкоэффициент концентрации. При этомрасстояние между ближайшими концамифоклина втрое превьппает.ширину фокальной зоны,Например, если принять 1( =3;0,8 и г = 10 мм, что при первомварианте фоклина 2 (фиг. 1) соответствует коэффициенту концентрации излучения, равному четырем, то длинаобразующей одной поверхности 1 фоклина 2 равна 110 мм. Это соответствует эффективности использования зеркальной поверхности, равной 0,341.При этом параметрический угол полу-.чается равным 30 , При тех же исходных данных для известного парабопоцилиндрического фоклина эти величиныполучаются равными соответственно276 мм; 0,136 и 11 . В спучае многосекционного плоского фоклина они соответственно равны: 252 мм; 0,149и 15 , Эффективность использованиязеркальной поверхности Фоклина больше, чем у известных параболоцилиндрического и многосекционного плоскогофоклинов соответственно в 2,51 и2,29 раза, а параметрический уголбольше соответственно в 2,7 и 2,0раза,Аналогично при К =. 5;= 0,8 иг = 10 мм длина образующей одной поверхности 1, эффективность использования зеркальной поверхности и параметрический угол равнщ соответственно 220 мм; 0,284 и 20. У известныхпарабодоццлиндрического и многосекционного плоского фоклинов эти величины равны соответственно 600 мм;0,104; 7 56 ,и 508 мм; 0,123; 10 О.В этом случае соотношение параметрических углов. остается примерно такимже, как и при К = 3, а соотношениеэффективностей использования зеркальных поверхностей равно соответственно2,73 и 2,31, что свидетельствует оросте эффективности использованиязеркальной поверхности фоклина с ростом коэффициента концентрации.,содержащий симметричную отражающуюповерхность, выполненную в виде Фоклина, о т л и ч а ю щ и й с я тем, .30 что, с целью расширения диапазона работы концентратора путем созданияравномерной плотности излучения вего фокальной зоне для падающего по-.тока коллимированного излучения, образующая отражающей поверхности выполнена в виде кривой, описываемойпараметрическими уравнениями(К+ ) 7- (К+2 р) г - -= 40 45 текущие значения кривой вдекартовой системе коорди"нат;коэффициент отражения где Х, 750 поверхности;коэффициент концентрации;ширина фокальной зоны одной половины Фоклина; параметр, имеющий граничные значения г/Тг(К+2 9)ж К - г -55 Коьпентратор может применятьсятакже для концентрирования солнечногоизлучения. Ввиду конечного углового 5размера и неравномерности распределения яркости по диску Солнца плотность сконцентрированного излученияпо нирине Фокальной полосы не является строго одинаковой, Тем не менееимеет место значительная равномеризация сконцентрированного излучения,что расниряет функциональные возможности применения предлагаемого концентратора.Изобретение позволяет изготовитьФоклин с заданным коэффициентом концентрации излучения в фокальной зонепри сохранении одинаковой плотностисконцентрированного излучения по ее 20 ширине, просто в изготовлении и нетребует юстировки отражающей поверхно сти1562885 Составитель П,Шендеровичедактор И,Пулла Техред М,Ходанкч Корректор Т.Мал Тираж 46 дписно при ГКНТ СС роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 О Заказ 1064ЭНИИПИ Государс енного комитета по изобретениям и открыт 13 О 35, Иосква, Ж, Раушскан наб., д. 4