Günəş konsentratorları. DIY günəş kollektoru ilə ev isitmə DIY günəş suyu isitmə konsentratoru

Photon International 12/2012-də bir məqalə oxuduqdan sonra yazılmışdır. Bütün şəkillər və məlumatlar bu mənbədəndir.

Qısaca:
1) 2012-ci ildə dünya üzrə CSP (Konsentratlı Günəş Enerjisi) stansiyalarının gücü 1 GVt artıb. Bu bazar hər il >100% artır (yazı səhvi deyil!).
2) Quraşdırılmış güc: 2,8 QVt, tikilməkdə olan 2,9, planlaşdırılan 7 GVt.
3) Ən məşhuru parabolik reflektorların texnologiyasıdır, lakin Fresnel linzalarında konsentrator-qüllələr və konsentratorlar güclənir.

İndi daha çox. Bazar belə böyüyür:


(açıq qəhvəyi və qəhvəyi: CSP-nin illik quraşdırılmış və quraşdırılmış gücü (GW). Mənbə: Photon International 12/2012)

CSP texnologiyaları necə inkişaf edəcək? Gəlin bu şəkilə baxaq:


(soldan sağa "əfsanənin" izahı: ümumi, parabolik reflektorlar, qüllələr, parabolik qablar, xətti Fresnel reflektorları. Birinci diaqram - 2012-ci ilin sonunda, ikinci: tikilməkdədir, sonuncu: planlaşdırılan)

Aydındır ki, parabolik reflektorlar "bu gün"dür, lakin konsentrasiya qüllələri "sabah" məşhur olacaq. Bu sahədə indiyədək tikilməkdə olan ən böyük layihə Kaliforniyanın cənubundakı 392 MVt gücündə İvanpah Günəş Elektrik İstehsalat Stansiyasıdır. 170.000 güzgü işığı qüllələrə yönəldəcək.

CLFR-lər tədricən bazarı geri qazanırlar: 1%-dən 7%-ə qədər artım var. Bu sahədə ən böyük layihə Avera Solar-dan Racastanda 100 MVt-lıq layihədir.

Parabolik reflektorlar nədir?

Bu, öz oxu boyunca dönən parabolik güzgülərin günəş şüalarını istilik uducu boruya yönəltdiyi bir sistemdir. Belə bir sistem 100 dəfə konsentrə olmağa və istilik daşıyıcısını (xüsusi yağı) 400 dərəcəyə qədər qızdırmağa imkan verir. İstilik dəyişdiricisi vasitəsilə isti yağ buxara enerji verir və bu da öz növbəsində turbinin fırlanmasına səbəb olur. Bu sahədəki yeni sistemlərə ərimiş duz çəni şəklində (8 saata qədər) batareya daxil ola bilər. Sistem artıq yaxşı məlumdur (80-ci illərdən).

Mənfi cəhətləri və üstünlükləri:

1. sübut edilmiş texnologiya.


2. Lakin, digər "yaşıl" mənbələrə (məsələn, PV) nisbətən yüksək xərclər.


3. Lakin, soyuducu suyun aşağı temperaturu.


4. Ancaq bəzi hallarda bu cür sistemlər su təchizatı tələb edir ki, bu da səhra şəraitində asan deyil.


5. Ancaq quraşdırma yerində 1% -dən çox olmayan bir yamac olmalıdır.

Konsentratorlar - qüllələr nədir?
Bu, tez-tez minlərlə fırlanan güzgülərin günəşi izlədiyi və enerjini elektrik qəbuledicisinə yönəltdiyi bir sistemdir. Enerjinizi 1000 dəfə cəmləyə bilərsiniz. Qüllənin hündürlüyü 5-dən 165 m-ə qədər.Güzgülər 1,1-dən 120 kvm-ə qədər. Temperatur 440 ilə 550 dərəcə Selsi arasında. İstiliyi ötürmək üçün su və ya ərimiş duz istifadə olunur.

Mənfi cəhətləri və üstünlükləri:

1. Onlar parabolik reflektorlara nisbətən daha yüksək temperatura, yüksək səmərəliliyə, aşağı enerji xərclərinə nail olmağa imkan verir.


2. Ultra düz ərazilər tələb etmir (5% gradientdə təyin edilə bilər).


3. Ərinmiş duz olan tankda enerji ehtiyatı 15 saata qədərdir.


4. Lakin, bu cür sistemlərdən istifadə tarixi daha qısadır və buna görə də kredit riski daha yüksəkdir.


5. Ancaq qiymət hələ də yüksəkdir.

Xətti Fresnel reflektorları olan konsentrator sistemləri hansılardır?
Bunlar parabolik kanallarla müqayisədə daha sadə sistemlərdir. İşıq 30 dəfə cəmləşir və istilik ötürülməsi üçün yağ əvəzinə su istifadə olunur.

Mənfi cəhətləri və üstünlükləri:
Sadə dizayn, aşağı enerji xərcləri.
Lakin, yüksək texnoloji risk: texnologiya hələ parabolik reflektorlar kimi sınaqdan keçirilməyib.

Bu gün konsentrasiya fabrikləri öz mövcudluğu uğrunda mübarizə aparır: getdikcə ucuzlaşan və artıq tanış olan günəş panelləri bu bazara təzyiq göstərir.

• Konsentratorlardan quraşdırılmış 1 vat bu gün təxminən 5 dollara başa gəlir (parabolik konsentratorlar),


• Konsentrasiya qüllələri üçün quraşdırılmış 1 vat təxminən 7 dollardır (enerji qumda 6-7 saat saxlanılırsa qiymət eyni qalır, ehtiyat 12-15 saat olarsa 10 dollar).


• Adi panellər üçün quraşdırılmış 1 vat təxminən 1 dollardır.

1 kVt/saat istehsalı 14-35 sentə başa gələcək. ABŞ Energetika Nazirliyinin məqsədinə görə, 2020-ci ildə el. Cənubi Kaliforniyadakı mərkəzlərdən alınan enerji 6 sent olmalıdır.

Ancaq unutmayın ki, bu, 10 il əvvəl edilən ənənəvi fotovoltaiklərin yolunu izləyən daha gənc sənayedir. Bu sahədə qiymətlərin ucuzlaşması potensialı var və əminəm ki, bütün texnologiyalar üçün kifayət qədər “günəşdə yer” olacaq.

Amma Siemens-in konsentratları işə götürdüyü nikbinliyi də xatırlayıram (Siemens bu sahədə işlərin başa çatdığını bu yaxınlarda elan etdi) və nazik təbəqəli silikon fotovoltaiklərə olan həvəsi xatırlayıram. Hər iki halda fürsət pəncərəsi çoxlu ciblər üçün bir zərbə ilə bağlandı.

Mənfi cəhətləri haqqında danışaq. Güzgüləri təmizləmək lazımdır. Üstəlik, onların səthi mükəmməl olmalıdır və belə də qalmalıdır. hər zaman stansiyanın istismarı.


(təmizləmə

Cəmi bir həftə ərzində Yer səthinə çatan günəş enerjisinin ümumi miqdarı dünya üzrə neft, uran, kömür və qazın enerji ehtiyatlarını üstələyir. Günəş istiliyinə qənaət etməyin bir çox yolu var. Belə həllərdən biri günəş konsentratorlarıdır. Bu, istilik ötürmə materialının qızdırılması funksiyasını yerinə yetirən günəş enerjisini toplamaq üçün xüsusi bir cihazdır. Adətən otaqların istiləşməsi və isti su ehtiyacları üçün istifadə olunur. Məhz bu xüsusiyyətinə görə o, birbaşa elektrik enerjisi istehsal edən günəş panellərindən fərqlənir.

Qurğu

Günəş konsentratorunun əsas funksiyası günəş radiasiyasını günəş enerjisi kollektorunun fokus xəttində və ya mərkəz nöqtəsində yerləşən emitent qəbuledicisinə yönəltməkdir.

Günəş konsentratorunun cihazı aşağıdakı elementlərin mövcudluğunu nəzərdə tutur:

• Günəş işığının konsentratoru kimi istifadə olunan linzalar və ya reflektorlar.
• Linzaların və ya reflektorların quraşdırıldığı əsas quruluş.
• Çox vaxt günəş kollektoru kimi çıxış edən istilik qəbuledici element.
• Soyuducu suyu tədarük edən və buraxan boru kəmərləri.
• İzləmə sisteminin sürücüsü mexanizmi. Bu mexanizm əksər hallarda daxildir:
  - Elektron siqnal çevirmə qurğusu.
  - Günəş istiqaməti sensoru.
  – Günəş konsentratorunun strukturunu iki müstəvidə döndərən sürət qutusu olan elektrik mühərriki.

Dizayndan asılı olaraq cihaz Fresnel linzaları, termometr, nəzarət klapan, istilik dövrəsi, sirkulyasiya pompası və bir sıra digər elementləri də əhatə edə bilər.

Əməliyyat prinsipi

Günəş konsentratorlarının işləmə prinsipi günəş şüalarının soyuducu ilə konteynerə fokuslanmasından ibarətdir.

Soyuducunun işi günəş enerjisini udmaqdır. Günəş enerjisini cəmləşdirmək üçün istifadə olunan üsuldan asılı olaraq aşağıdakılar istifadə edilə bilər:

• Günəş radiasiyasını neft və ya su borularına yönəldən parabolik nov konsentratorları
• Heliosentrik qüllələr.
• Xüsusi parabolik güzgülər.

Konsentratorların müəyyən modellərində günəş radiasiyası cəmləşə bilər:

• Fokus nöqtəsində.
• Qəbuledicinin yerləşdiyi fokus xətti boyunca.

Hər şey belə görünür:

• Konsentratorlarda yüksək temperaturun əldə edilməsi günəş radiasiyasının daha böyük səthdən qəbuledici-absorberin daha kiçik səthinə əks olunması ilə təmin edilir.
• Qəbuledicidən keçən istilikdaşıyıcı maye mümkün qədər istiliyi udur və istehlakçıya ötürür.

Qəbuledicidəki temperatur yüksək dəyərlərə çatır, lakin konsentratorlar yalnız birbaşa günəş radiasiyasını diqqət mərkəzində saxlaya bilir. Nəticədə, buludlu və ya dumanlı havada onların effektivliyi əhəmiyyətli dərəcədə azalır. Ən yüksək səmərəlilik göstəriciləri yüksək dərəcədə insolyasiya olan bölgələrdə, məsələn, ekvator və ya səhra bölgələrində göstərilir.

Günəş radiasiyasından mümkün qədər səmərəli istifadə etmək üçün günəş konsentratorlarının günəş istiqamətinə yönəldilməsini təmin etmək lazımdır. Bu məqsədlə hublar izləyici, yəni xüsusi izləmə sistemi ilə təchiz olunub. Sistemi birbaşa "üzünü" günəşə çevirir.

Tək oxlu servo sistemlər sistemi şərqdən qərbə çevirir. Öz növbəsində, bütün il boyu sistemi Günəşə istiqamətləndirmək üçün şimaldan cənuba ikioxlu sistemlər.

Sənaye miqyasında, parabolik silindrik güzgü konsentratoru günəş radiasiyasının konsentrasiyasının yüz qatından çoxunu təmin edərək fokuslanmasını təmin edir. Nəticədə maye demək olar ki, 400 dərəcəyə qədər qızdırılır. Bir sıra istilik dəyişdiricilərindən keçərək, maye buxar generatorunun turbinini döndərən buxar yaradır. İstilik itkisini minimuma endirmək üçün qəbuledici boru silindrin fokus xətti boyunca uzanan şəffaf bir şüşə boru ilə əhatə olunmuşdur.

Növlər

Konstruktiv iş sxeminə görə konsentratorlar aşağıdakı növlərə bölünür:

• Parabolik günəş konsentratorları.

• Parabolik nov konsentratorları.

• Günəş qüllələri.

• Sferik linzalarda konsentratorlar.

• Fresnel linzalarında, yəni düz linzalarda konsentratorlar.

Günəş konsentratorları da aşağıdakı növlərə bölünür:

• Güclü konsentrasiyalı (Ks≥100) və zəif konsentrasiyalı (Ks)<100). Это зависит от уровня повышения плотности излучения, либо степени его концентрации.
• Seçici və qeyri-selektiv sistemlər, yəni konsentrasiya edilmiş şüalanmanın spektral xüsusiyyətlərə təsir dərəcəsinə görə.
• Refraksiya (linza) və əks etdirən (güzgü) sistemləri - günəş işığı ilə qarşılıqlı əlaqənin təbiətinə görə
  günəş konsentratorlarının optik elementləri.
• İzləməsiz, ekvatorial, azimut-zenital sistem - günəş izləmə sxeminə görə.
• Tək və çox elementli sistemlər - radiasiya konsentrasiyası prosesində ardıcıl olaraq iştirak edən optik elementlərin sayına görə.
• İzləmə qəbuledicisi ilə, izləmə reflektoru ilə - günəşi izləmək üsuluna görə.
• maye və ya hava-konvektiv istilik aradan qaldırılması - istilik aradan qaldırılması üsuluna görə.

Xüsusiyyətlər

• Bəzi konsentratorlarda günəşin radiasiyası fokus nöqtəsinə, digərlərində - qəbuledicinin yerləşdiyi fokus xətti boyunca yönəldilir. Radiasiya daha böyük bir səthdən daha kiçik bir səthə əks olunduqda, qəbuledicinin yüksək temperaturu əldə edilir, bu istilik soyuducu tərəfindən çıxarılır.
• Konsentratorların səmərəliliyi buludlu dövrlərdə əhəmiyyətli dərəcədə azalır, çünki yalnız birbaşa günəş radiasiyası diqqət mərkəzindədir. Bu baxımdan, belə sistemlər insolyasiya səviyyəsinin xüsusilə yüksək olduğu bölgələrdə yüksək effektivliyə malikdir: ekvator bölgəsində və səhralarda. Günəş radiasiyasının tətbiqinin səmərəliliyini artırmaq üçün konsentratorlar tez-tez günəşə dəqiq oriyentasiyanı təmin edən izləmə sistemləri ilə təchiz edilir.
• Günəş konsentratorlarının dəyəri kifayət qədər yüksək olduğundan və izləmə sistemlərinin vaxtaşırı texniki xidmətə ehtiyacı olduğundan, əksər hallarda onların istifadəsi sənaye enerjisi istehsal sistemləri ilə məhdudlaşır. Bundan əlavə, bu cür qurğular hibrid sistemlərdə, məsələn, karbohidrogen yanacaqları ilə birlikdə istifadə edilə bilər. Bu halda saxlama sistemi istehsal olunan elektrik enerjisinin maya dəyərini azaldacaq.

Ərizə

• Parabolik silindrik günəş konsentratorları və qüllələri 30-200 MVt gücündə elektrik stansiyaları şəbəkəsinə qoşulmuş böyük sistemlərin strukturunda optimal şəkildə işləyir.
• Disk tipli sistemlər modullardan hazırlanır və bir neçə meqavat ümumi gücü olan müstəqil qurğularda və qruplarda istifadə edilə bilər.

Parabolik nov günəş konsentratorları hazırda ən qabaqcıl günəş enerjisi texnologiyalarından biridir. Çox güman ki, yaxın gələcəkdə onlar sənayedə istifadə olunacaq. Effektiv istilik saxlama qabiliyyəti sayəsində qüllə tipli stansiyalar həm də yaxın gələcəyin stansiyalarına çevrilə bilər. "Toplamaların" modul təbiətinə görə, onlar kiçik qurğularda istifadə edilə bilər.

"Plitələr" və qüllələr daha az xərclə enerji əldə edərkən daha yüksək səmərəlilik dəyərlərini təmin etməyə imkan verir. Bununla belə, bu, əsaslı xərclərin əhəmiyyətli dərəcədə azaldılmasını tələb edir. Hazırda yalnız parabolik konsentratorlar artıq sınaqdan keçirilib və tezliklə təkmilləşdiriləcək. Qüllə günəş konsentratorları əməliyyat etibarlılığının və səmərəliliyinin nümayişini tələb edir. Poppet tipli sistemlər üçün ucuz konsentratorun hazırlanması və kommersiya mühərrikinin yaradılması lazımdır.

Parabolik konsentratorlar

Faydaları - sübut edilmiş texnologiya.

Dezavantajları:

• Yüksək xərclər.
• Aşağı soyuducu temperatur.
• Bizə ultra düz mənzərə lazımdır.

qüllələr

Üstünlüklər:

• Daha yüksək səmərəlilik.
• daha yüksək temperatur.
• Enerjinin aşağı qiyməti.
• Ultra düz mənzərəyə ehtiyacınız yoxdur.

Dezavantajları:

• Yüksək qiymət.
• Aşağı yayılma.

Xətti Fresnel reflektorlu günəş konsentratorları

Üstünlüklər:

• Aşağı enerji xərcləri.
• Sadə dizayn.

Bizim minilliyin əvvəlindən bəri günəş şüalarının enerjisindən istifadə imkanları və üsulları bəşəriyyətin ən görkəmli ağıllarını narahat edir. Hələ o zaman insanlar Günəş adlı səma cisminin tükənməz enerji şüalanması mənbəyi olduğunu mükəmməl başa düşürdülər. Bununla belə, heç kim necə “əhliləşdirməyi” və ondan öz xeyrinə istifadə etməyi o uzaq vaxtda başa düşmədi. Bu günə qədər gəlib çatan mənbələrə görə, antik dövrün yazıçıları Plutarx və Polibiy ilk dəfə öz əli ilə rəsmləri yazan və işləyən ixtira yığan şəxsin Arximed olduğunu göstərmişlər.

Bu, optikaya əsaslanan bəzi cihazlar vasitəsilə günəş radiasiyasının radiasiyasını bir güclü axına cəmləyən bir cihaz idi. Sonradan ixtira yırtıcı məqsədlərlə gələn Romalıların imperiya donanmasını məhv etmək üçün istifadə edildi.

Özü də, müdrik yunan mühəndisinin öz əlləri ilə yığdığı ixtirası Yer planetində günəş enerjisi əsasında yaradılmış, prinsipi radiasiyanı bir kiçik şüada cəmləşdirməkdən ibarət olan ilk parabolik konsentratordur.

Belə bir şüanın təsirinə məruz qalan ərazidə temperaturun səviyyəsi 300 ilə 400 dərəcə Selsi arasında ola bilər. Roma donanmasının hər hansı bir gəmisinin gövdəsində cəmləşən bu cür enerji (o dövrdə tamamilə ağacdan ibarət idi) dəniz gəmisini alovlandırmağa kifayət edərdi. Bu gün Arximedin dünyaya hansı xüsusi ixtira verdiyi barədə yalnız fərziyyələr irəli sürmək olar, lakin bu enerji sahəsində texnologiyalar və nailiyyətlər haqqında müasir bilik və fikirlərə əsaslanaraq yalnız iki mümkün variant var idi.

İxtiranın əldə etdiyi adın günəş konsentratoru olması ilə başlayaq, bu ad özü üçün danışır.

Hər iki tərəfdəki qabarıq lens sadə konsentratorun nümunəsidir.

Bu, səthin müəyyən bir əyilməsi ilə günəş radiasiyasını tutaraq, şüaları bir nöqtədə cəmləşdirən, enerji artımının çoxsaylı göstəricilərinə nail olan bir cihazdır. Hamımız gənc keçmişimizdən hər iki tərəfi qabarıq olan adi bir lensi xatırlayırıq - bu, ən sadə konsentratorun nümunəsidir. Günəşli havada günəş şüalarının düşmə bucağını öz əlləri ilə tənzimləməklə ağlına gələn hər şeyi, istənilən fiqur və ya yazını taxta səthdə və ya kağız üzərində yandırmaq mümkün olurdu.

Belə bir lens refrakter konsentratorlar qrupuna aiddir. Konveks linzalarla yanaşı, prizma olan Fresnel linzaları da eyni konsentratorlar qrupuna aiddir. Uzun fokus konsentratorları sözdə xətti linzalardan istifadə edərək yığılır. Belə hublar çox ucuzdur və ixtisaslı bir mühəndisin köməyi olmadan öz əllərinizlə yığmaq asandır (bunu etmək qərarına gəlsəniz, şəbəkədə kifayət qədər video yüklənmişdir, sorğu evdə hazırlanmış günəş reflektorudur). Bununla belə, praktikada onlar olduqca nadir hallarda istifadə olunur, bunun səbəblərindən biri onların kifayət qədər böyük ölçüləridir. Belə konsentratorlar, o cümlədən evdə hazırlananlar, sahibi üçün kritik olmayan ərazinin və tutduqlarının sahəsinin imkan verdiyi yerlərdə istifadə olunur.

Günəş radiasiyasının prizma konsentratorunda belə bir çatışmazlıq yoxdur. Bundan əlavə, bu avadanlıq diffuziya radiasiyasının bir hissəsini qismən cəmləşdirə bilər və bununla da yaranan enerji şüaları axınının gücünü əhəmiyyətli dərəcədə artırır. İstifadəsi ilə bu mexanizmin qurulduğu üçbucaqlı prizma eyni zamanda həm şüanın konsentrasiya nöqtəsinin şüalanmasının təşəbbüskarı, həm də bu şüalanmanın qəbulu funksiyalarını yerinə yetirir. Hər şeyə əlavə olaraq, polihedronun arxa üzü günəş radiasiyasının ön üzü tərəfindən alınan enerji axını əks etdirir və yan üzü radiasiya emissiyasına cavabdehdir. Bu avadanlığın işləmə prinsipi günəş şüalarının yan üzə dəyməsinə qədər maksimum əks etdirici təsir mexanizminə əsaslanır.

Yansıtıcı günəş konsentratoru, refrakterlərlə müqayisədə əks olunan günəş radiasiyasının şüasının enerjisini birləşdirərək fəaliyyət göstərir. Quruluşun formasına əsasən belə konsentratorlar alt növlərə bölünür və parabolik və parabolik adlanır. Bu cihazların səmərəliliyini başa düşsəniz, o zaman ən güclü enerji mənbəyi parabolik konsentrator olacaq, 10 min konsentrasiyaya qədər istehsal edir.

Parabolik konsentrator 10 min vahidə qədər konsentrasiya verir

Bununla belə, enerji günəş istilik sistemləri yaratmaq üçün (xüsusilə qışda istilik üçün) onlar əsasən parabolik və ya düz cihazların quraşdırılmasına müraciət edirlər və bundan əlavə, belə bir sistemi öz əllərinizlə quraşdırmaq asandır.

Günəş konsentratorlarının praktik istifadəsi və tətbiqi

Prinsipcə, istənilən dizaynlı günəş konsentratorlarının əsas funksiyası günəşdən gələn radiasiyanı toplamaq və bir nöqtədə cəmləşdirməkdir. Bu enerjinin əhatə dairəsini müəyyən etmək bu avadanlıq sahibinin seçimidir. Tamamilə pulsuz və bərpa olunan enerjidən istifadə edərək, məişət və gigiyena ehtiyacları üçün suyu qızdırmaq mümkündür. Qızdırılan suyun miqdarı yalnız plitənin ölçüsündən və konsentratorun ümumi dizaynından asılı olacaq. Kiçik ölçülü parabolik konsentratorlar yalnız konsentrasiya edilmiş günəş radiasiyası ilə işləyəcək yemək sobası kimi istifadə edilə bilər.

Qışda konsentratorlar fotovoltaik günəş panelləri üçün əlavə günəş işığı mənbəyi kimi istifadə edilə bilər və bununla da günəş radiasiyasının olmaması şəraitində onların çıxış gücünü artırır.

Parabolik konsentratorlar yemək hazırlamaq üçün soba kimi istifadə edilə bilər

Əslində, konsentratorların aşağı qiymətini nəzərə alsaq, səmərəliliyi artırmaq üçün kristal batareyalardan istifadə olduqca yaxşı fikirdir. Üstəlik, belə bir dizayn üçün patentə ehtiyacınız olmayacaq. Bir növ evdə hazırlanmış günəş enerjisi təchizatı sistemi ortaya çıxacaq.

Cihazı Stirling mühərriki üçün avtonom enerji mənbəyi kimi də istifadə etmək mümkündür (belə bir mühərrik üçün patenti onun ixtiraçısı çox uzun müddət əvvəl əldə etmişdir). Parabolik qrupun konsentratorları günəş işığının toplanması nöqtəsində 300 ilə 400 ° C aralığında bir temperatur yaradır.

Yeməklər üçün metal stend qoyursanız və nisbətən kiçik boşqabdan gələn şüaların cəmləşdiyi yerə çaydan qoyursanız, heç bir problem olmadan suyu elektrikdən istifadə etmədən qaynata bilərsiniz. Qızdırıcını enerji konsentrasiyası nöqtəsinə yerləşdirməklə, məişət ehtiyaclarında sonrakı istifadə üçün kifayət qədər böyük həcmdə axan suyu tez bir zamanda qızdıracaqsınız. Bağı sulaya, qabları yuya, duş qəbul edə bilərsiniz.

Güc baxımından düzgün seçilmiş Stirling mühərrikini şüanın fokusuna yerləşdirməklə siz kiçik bir istilik və elektrik stansiyası əldə edəcəksiniz.

Stirling mühərrikləri günəş konsentratoru ilə tandemdə işləmək üçün nəzərdə tutulmuşdur

Məsələn, Qnergy adlı bir şirkət xüsusi olaraq günəş reflektorlu günəş konsentratoru ilə tandemdə işləmək üçün nəzərdə tutulmuş QB-3500 Stirling mühərriklərini işə salaraq patent işləyib hazırladı və təqdim etdi. Özündə belə bir cihaz Stirling mühərrikinin əsas funksiyanı yerinə yetirdiyi elektrik cərəyanı generatoru hesab edilə bilər. Qeyd edək ki, belə bir sistem qəbul edilən enerjini saxlamaq üçün batareyalara da ehtiyac duyur. Belə bir elektrik stansiyası 3500 vatt gücündə elektrik cərəyanı istehsal edir. Çıxış çeviricisi 220 volt standart gərginlik, 50 Hz tezliyi istehsal edir. Elektrik cərəyanının bu gücü dörd nəfərlik bir ailənin yaşadığı bir evin ehtiyaclarını tam ödəməyə kifayət edir. Bu cür batareyaların istifadəsi bir ölkə evi üçün də təsirli olur. Saytınızda quraşdırılmış konsentrator xarici estetikanı pozmadan peyk antenası görünüşünə sahib olacaq.

Yeri gəlmişkən, istehsalçılardan biri Stirling mühərrikinin prinsipindən istifadə edərək, əsasən qarşılıqlı və ya fırlanma hərəkətini idarə edəcək bir sistem yarada biləcəyiniz bir cihaz üçün patent qeydiyyata aldı (batareyaların quraşdırılması tələb olunmur). Belə bir sistemin nümunəsi quyu və ya digər məqsədlər üçün su nasosudur.

Gün ərzində yer fırlanarkən günəş şüalarını izləmək üçün parabolik konsentrator sistematik olaraq fırlanmalıdır.

Parabolik konsentratorun əsas çatışmazlığı ondan ibarətdir ki, gün ərzində yer kürəsi fırlanan zaman onu günəş şüaları istiqamətində çevirərək sistematik şəkildə nəzarət edilməlidir. Konsentratorların sənaye miqyasında böyük istilik elektrik stansiyalarında istifadə edildiyi yerlərdə günəşin hərəkətini izləmək üçün xüsusi sistemlər əlavə olaraq batareya qrupuna quraşdırılır. Belə sistemlər onun hərəkətindən sonra güzgüləri döndərir. Bu, daxil olan günəş radiasiyasının ən effektiv bucaq altında daimi və səmərəli qəbulunu təmin edir. Ancaq bu cür avadanlıqların özəl olaraq istifadəsi, çox güman ki, çox məqsədəuyğun olmayacaq, çünki satınalma xərcləri standart bir tripod quraşdırılmış reflektorun qiymətindən xeyli yüksək olacaqdır.

Günəş radiasiya konsentratorunu özünüz necə etmək olar?

Bu məsələni öyrənmək üçün Vladivostokdan olan ixtiraçı Yuri Rılovun təcrübəsinə istinad etmək olar, onun yaratdığı istilik sistemi üçün patent var. Uzun müddətdir ki, onun ümumi sahəsi 400 kvadratmetrdən çox olan böyük bağ evi soyuducu suyun günəş konsentratoru ilə qızdırıldığı akkumulyator sistemi əsasında tamamilə qızdırılır.

Yuri Rılovun konsentratoru günəş panelləri ilə müqayisədə iki dəfədən çox səmərəli işləyir

Nəticədə patent aldığı bütün sistem ustanın özü tərəfindən hazırlanmışdır. Onun konsentratoru günəş panelləri ilə müqayisədə iki dəfədən çox səmərəli işləyir.

Bunun bir sıra səbəbləri var, onlardan biri ixtiraçının patent aldığı konsentratorlar sistemidir, günəş radiasiyasının demək olar ki, bütün daxil olan spektrinin enerjisini toplayır. Növbəti səbəb sistemin günəşi izləmə mexanizmi ilə tamamlanmasıdır (bu vəziyyətdə avadanlığın əhatə dairəsini nəzərə alaraq, bu əsaslandırıla bilər).

Lakin sistemin kütləvi istehsala tətbiqi ilə bağlı problemlər yarandı. Beş ildən çox əvvəl yaradılmış cihaz altında ixtiraçı Rusiya Federasiyasının patentini aldı, lakin bu günə qədər geniş sənaye paylanması almadı. Bu olduqca qəribədir, çünki Rılovun sözlərinə görə, onun konsentratoru beş mərtəbəli evin girişini isti su ilə təmin etməyə imkan verir. Səkkiz saatlıq iş üçün avadanlıq bir kubmetr suyu qızdırır. Eyni zamanda konsentrat 80 kVt elektrik enerjisi istehsal edəcək. Bundan əlavə, ixtiraçı Rusiyada əqli mülkiyyətin qorunması problemi ilə üzləşdi. Bu cür istehsalın qurulması mümkün olan ölkələrdə cihazınızın mülkiyyət hüququnun müəyyənləşdirilməsi ilə məşğul olmaq lazımdır, məmurlar xaricdə patent almağa kömək etmirlər.

Öz ev mərkəzinizi qurmağın ən asan yolu köhnə peyk antenasından birini etməkdir.

Beləliklə, öz ev qovşağınızı qurmağın ən asan yolu onu köhnə peyk antenası əsasında etməkdir. Mexanizmi yığmazdan əvvəl onun istifadə məqsədini müəyyənləşdirin və sonra konsentratorun yerini seçin. Antenanı hərtərəfli təmizləyin və işləyən tərəfə əks etdirən bir film yapışdırın.

Filmin bərabər şəkildə çəkilməsi və mümkün qırışların qarşısını almaq üçün filmi əlli millimetrdən çox olmayan zolaqlara kəsin. Konsentratoru günəş sobası kimi istifadə etmək qərarına gəlsəniz, yeməyin mərkəzi hissəsində təxminən 70 millimetr diametrli bir çuxur açdığınız zaman daha yaxşı olar. Yemək qabının bərkidilməsini onun içindən keçirin. Cihaz günəşin arxasında cihazın dönmələri zamanı qızdırılan obyektlə konteynerin sabit mövqeyinə zəmanət verir.

Əgər sizin ixtiyarınızda yalnız kiçik diametrli bir boşqab varsa, lenti 100 millimetrlik zolaqlara kəsməyə dəyər. Hər bir zolaq ayrı-ayrılıqda yapışdırılmalı, oynaqları diqqətlə və dəqiq şəkildə uyğunlaşdırmalıdır.

Yansıtıcı elementi yapışdırmağı bitirdikdən sonra şüaların konsentrasiya nöqtəsinin harada olduğunu müəyyənləşdirin. Bunu etmək lazımdır, çünki yeməyin forması çox vaxt mərkəz nöqtəsinin və siqnal qəbul edən başın yerinin üst-üstə düşməsinə zəmanət vermir.

Evdə hazırlanmış günəş konsentratoru sobası

Başlamaq üçün konsentrasiya yerini müəyyənləşdirməyə dəyər, bunun üçün günəş eynəyi taxın. Taxta bir taxta və sıx əlcəklər götürün. Reflektoru günəşə doğru yönəldin və tutulan şüaları lövhədə fokuslayın, sonra ən səmərəli, cəmlənmiş enerji şüasını əldə edənə qədər məsafəni tənzimləyin, ən kiçik ölçüsünü əldə edənə qədər bunu edin. Geydiyiniz əlcəklər, əllərinizi təsadüfən şüaların fokus sahəsinə qoysanız, dərinizi günəş yanığından qoruyacaq. Konsentrasiya nöqtəsini təyin etdikdən sonra yalnız quruluşu düzəltməli və optimal yerdə quraşdırılmasını bitirməlisiniz. İxtiraçı çevrələrində necə deyərlər, “Yalnız patent almaq qalır”. Tükənməz və pulsuz enerji mənbəyi əldə edərək işinizin nəticələrindən istifadə edin.

Stirling mühərriki doğaçlama, ümumi materiallardan istifadə etməklə yığıla bilər

Günəş radiasiyasına əsaslanan konsentratorların istehsalı üçün bir çox variant var. Eyni şəkildə, doğaçlama, ümumi materiallardan istifadə edərək, özünüz Stirling mühərrikini yığa bilərsiniz (bu, həqiqətən mümkündür, ilk baxışdan əlçatmaz görünsə də) və bu mühərrikin imkanlarından müxtəlif məqsədlər üçün istifadə edə bilərsiniz. uzun müddətə. Bütün məhdudiyyətlər yalnız səbr və təxəyyülünüzdən asılıdır.

Təfərrüatlar dərc olunub: 12.10.2015 08:32

Bu pulsuz addım-addım təlimat öz 0,5 kVt günəş konsentratorunuzu qurmaq üçün lazım olan bütün məlumatları ehtiva edir. Cihazın əks etdirici səthi təxminən 1 kvadratmetr sahəyə sahib olacaq və onun istehsalının dəyəri yaşayış bölgəsindən asılı olaraq 79 dollardan 145 dollara qədər olacaq.

GoSol-un günəş zavodu adlandırıldığı kimi Sol1, təxminən 1,5 kubmetr yer tutacaq. Onun istehsalı üzərində iş təxminən bir həftə çəkəcək. Onun tikintisi üçün materiallar dəmir künclər, plastik qutular, polad çubuqlar olacaq və əsas iş elementi - əks etdirən yarımkürə - adi bir vanna otağı güzgüsünün parçalarından hazırlanması təklif olunur.

Günəş konsentratoru çörək bişirmək, qızartmaq, suyun qızdırılması və ya susuzlaşdırma yolu ilə qidaların qorunması üçün istifadə edilə bilər. Qurğu həm də günəş enerjisinin səmərəli fəaliyyətinin nümayişi kimi çıxış edə bilər və inkişaf etməkdə olan ölkələrdəki bir çox sahibkara öz biznesini qurmağa kömək edəcək. Atmosferə zərərli emissiyaların azaldılmasına kömək etməklə yanaşı, GoSol günəş konsentratorları yandırılmış odunu təmiz günəş enerjisi ilə əvəz etməklə meşələrin qırılmasını azaltmağa kömək edəcək.

GoSol təlimatı yalnız yaradılması və praktik tətbiqi üçün deyil, həm də günəş konsentratorlarının satışı üçün istifadə edilə bilər ki, bu da bu gün əsasən fotovoltaik günəş panelləri vasitəsilə əldə edilən günəş enerjisinə çıxış həddini əhəmiyyətli dərəcədə aşağı salmağa kömək edəcəkdir. Başqa yollarla enerji əldə etməyin çox vaxt mümkün olmadığı regionlarda onların dəyəri olduqca yüksək səviyyədə qalır.

Pulsuz günəş konsentratoru təlimatı GoSol saytında mövcuddur və onu əldə etmək üçün siz yenilənmiş məlumatın göndəriləcəyi e-poçt ünvanınızı tərk etməlisiniz. Əgər siz “günəş” təşəbbüsünün daha sürətli və daha geniş miqyasda hərəkət etməsini istəyirsinizsə, o zaman siz şirkətə maliyyə dəstəyi verə bilərsiniz – startap hələ də pul töhfələrini qəbul edir, mükafatı ianənin məbləğindən asılı olacaq.

Günəş enerjisindən istifadə problemi qədim zamanlardan bəşəriyyətin ən yaxşı düşüncələrini məşğul etmişdir. Günəşin sərbəst enerjinin ən güclü mənbəyi olduğu aydın idi, lakin heç kim bu enerjidən necə istifadə edəcəyini başa düşmürdü. Əgər qədim yazıçılar Plutarx və Polibiyə inanırsınızsa, o zaman günəş enerjisindən praktiki olaraq istifadə edən ilk şəxs ixtira etdiyi bəzi optik cihazlardan istifadə edərək günəş şüalarını güclü bir şüaya toplayıb Roma donanmasını yandırmağı bacaran Arximed olmuşdur.

Əslində, böyük yunan tərəfindən ixtira edilmiş cihaz günəş şüalarını bir enerji şüasına toplayan ilk günəş radiasiyasının konsentratoru idi. Və bu konsentratorun diqqət mərkəzində temperatur 300 ° C - 400 ° C-ə çata bilər ki, bu da Roma donanmasının taxta gəmilərini alovlandırmaq üçün kifayətdir. Arximedin hansı cihazı icad etdiyini yalnız təxmin etmək olar, baxmayaraq ki, müasir fikirlərə görə onun yalnız iki variantı var idi.

Cihazın adı - günəş konsentratoru - özü üçün danışır. Bu cihaz günəş şüalarını qəbul edir və onları vahid enerji şüasına toplayır. Ən sadə konsentrator hər kəsə uşaqlıqdan tanışdır. Bu, adi bikonveks lensdir, günəş şüaları belə bir linza ilə taxta lövhədə, bir vərəqdə kiçik bir nöqtəyə toplananda müxtəlif fiqurları, yazıları, hətta bütün şəkilləri yandıra bilər.

Bu lens sözdə refrakter konsentratorlara aiddir. Konveks linzalarla yanaşı, Fresnel linzaları və prizmalar da konsentratorların bu sinfinə aiddir. Xətti Fresnel linzalarına əsaslanan uzun fokuslu konsentratorlar, aşağı qiymətə baxmayaraq, böyük olduqları üçün praktikada çox az istifadə olunur. Konsentratorun ölçüləri kritik olmayan yerlərdə onların istifadəsi əsaslandırılır.

Odadavamlı Günəş Konsentratoru

Günəş radiasiyasının prizmatik konsentratoru bu çatışmazlıqdan məhrumdur. Üstəlik, belə bir cihaz, həmçinin işıq şüasının gücünü əhəmiyyətli dərəcədə artıran diffuz radiasiyanın bir hissəsini cəmləşdirməyə qadirdir. Belə bir konsentratorun qurulduğu üçbucaqlı prizma həm radiasiya qəbuledicisi, həm də enerji şüasının mənbəyidir. Bu zaman prizmanın ön üzü radiasiya alır, arxa üzü əks etdirir və yan üzdən artıq şüalanma çıxır. Belə bir cihazın işləməsi şüaların prizmanın yan üzünə dəyməzdən əvvəl tam daxili əks olunması prinsipinə əsaslanır.

Refraktor konsentratorlardan fərqli olaraq, refleks konsentratorlar əks olunan günəş işığını enerji şüasına toplamaq prinsipi ilə işləyir. Konstruksiyasına görə düz, parabolik və parabolik-silindrik konsentratorlara bölünürlər. Bu növlərin hər birinin effektivliyi haqqında danışırıqsa, onda ən yüksək konsentrasiya dərəcəsi - 10 000-ə qədər - parabolik konsentratorlar tərəfindən verilir. Lakin günəş istilik sistemlərinin tikintisi üçün əsasən düz və ya parabolik-silindrik sistemlərdən istifadə olunur.

Parabolik (reflektor) günəş konsentratorları

Günəş konsentratorlarının praktik tətbiqi

Əslində, hər hansı bir günəş konsentratorunun əsas vəzifəsi günəş radiasiyasını vahid enerji şüasına toplamaqdır. Və bu enerjini müxtəlif yollarla istifadə edə bilərsiniz. Sərbəst enerji ilə suyu qızdırmaq mümkündür və qızdırılan suyun miqdarı konsentratorun ölçüsü və dizaynı ilə müəyyən ediləcəkdir. Kiçik parabolik cihazlar günəş sobası kimi istifadə edilə bilər.

Günəş sobası kimi parabolik konsentrator

Güc çıxışını artırmaq üçün günəş panellərinin əlavə işıqlandırılması üçün onlardan istifadə edə bilərsiniz. Və Stirling mühərrikləri üçün xarici istilik mənbəyi kimi istifadə edilə bilər. Parabolik konsentrator təxminən 300°C - 400°C fokus temperaturu təmin edir. Məsələn, bir çaydan və ya qızartma qablar üçün bir stend belə nisbətən kiçik bir güzgünün diqqət mərkəzində yerləşdirilirsə, onda siz yemək bişirmək və suyu çox tez qaynatmaq üçün günəş sobası alırsınız. Fokusda yerləşdirilən istilik daşıyıcısı olan qızdırıcı hətta axan suyu tez bir zamanda qızdıracaq, daha sonra məişət məqsədləri üçün, məsələn, duş qəbul etmək, qabları yumaq üçün istifadə edilə bilər.

Günəş konsentratoru ilə suyun istiləşməsi üçün ən sadə sxem

Parabolik güzgünün fokusuna uyğun gücə malik Stirling mühərriki yerləşdirilərsə, o zaman kiçik istilik elektrik stansiyası əldə edilə bilər. Məsələn, Qnergy günəş konsentratorları ilə işləmək üçün nəzərdə tutulmuş QB-3500 Stirling mühərriklərini işləyib hazırlamış və istifadəyə vermişdir. Əslində onları Stirling mühərrikləri əsasında elektrik cərəyanının generatorları adlandırmaq daha düzgün olardı. Bu qurğu 3500 vatt gücündə elektrik cərəyanı yaradır. İnverterin çıxışı 220 volt 50 herts standart bir gərginlikdir. Bu, 4 nəfərlik bir ailə, bir dacha üçün bir evi elektrik enerjisi ilə təmin etmək üçün kifayətdir.

Yeri gəlmişkən, Stirling mühərriklərinin işləmə prinsipindən istifadə edərək, bir çox usta öz əlləri ilə fırlanma və ya qarşılıqlı hərəkətdən istifadə edən qurğular hazırlayır. Məsələn, yaz kottecləri üçün su nasosları.

Parabolik konsentratorun əsas çatışmazlığı onun daim günəşə doğru yönəldilməsidir. Sənaye helium qurğularında günəşin hərəkətindən sonra güzgüləri və ya refrakterləri döndərən və bununla da maksimum günəş enerjisinin qəbulunu və konsentrasiyasını təmin edən xüsusi izləmə sistemləri istifadə olunur. Fərdi istifadə üçün bu cür izləmə cihazlarından istifadə etmək çətin olardı, çünki onların dəyəri adi bir tripoddakı sadə reflektorun dəyərini əhəmiyyətli dərəcədə üstələyə bilər.

Öz günəş konsentratorunuzu necə etmək olar

Evdə hazırlanmış günəş konsentratoru düzəltməyin ən asan yolu köhnə peyk antenasından istifadə etməkdir. Əvvəlcə bu hubın hansı məqsədlər üçün istifadə olunacağına qərar verməlisiniz və sonra buna əsaslanaraq quraşdırma yerini seçin və buna uyğun olaraq baza və bağlayıcıları hazırlayın. Antenanı yaxşıca yuyun, qurudun, qabın qəbuledici tərəfinə güzgü filmi yapışdırın.

Filmin düz, qırışlar və qıvrımlar olmadan uzanması üçün eni 3-5 santimetrdən çox olmayan zolaqlara kəsilməlidir. Konsentratoru günəş sobası kimi istifadə etmək niyyətindəsinizsə, plitənin mərkəzində təxminən 5 - 7 santimetr diametrli bir çuxur kəsmək tövsiyə olunur. Bu çuxurdan qablar (ocaq) üçün dəstəyi olan bir mötərizə keçəcəkdir. Bu, reflektor günəşə çevrildikdə, bişmiş yeməklə konteynerin hərəkətsizliyini təmin edəcəkdir.

Plitə kiçik diametrlidirsə, zolaqları təxminən 10 sm uzunluğunda parçalara kəsmək də tövsiyə olunur.Hər bir parçanı ayrıca yapışdırın, birləşmələri diqqətlə tənzimləyin. Reflektor hazır olduqda, dayağa quraşdırılmalıdır. Bundan sonra, fokus nöqtəsini təyin etməlisiniz, çünki peyk antenindəki optik fokus nöqtəsi həmişə qəbuledici başın mövqeyi ilə üst-üstə düşmür.

Evdə hazırlanmış günəş konsentratoru - soba

Fokus nöqtəsini müəyyən etmək üçün özünüzü qaranlıq eynək, taxta taxta və qalın əlcəklərlə silahlandırmaq lazımdır. Sonra güzgünü birbaşa günəşə yönəltməli, lövhədə günəş şüasını tutmalı və lövhəni güzgüdən yaxınlaşdıraraq və ya uzaqlaşdıraraq, bu günəş şüasının minimum ölçüyə malik olacağı nöqtəni - kiçik bir nöqtəni tapmalısınız. Əlcəklər təsadüfən şüa sahəsinə düşərsə, əllərinizi yanıqlardan qorumaq üçün lazımdır. Yaxşı, fokus nöqtəsi tapıldıqda, onu düzəltmək və lazımi avadanlıqları quraşdırmaq qalır.

Özünü istehsal edən günəş konsentratorları üçün bir çox variant var. Eyni şəkildə, doğaçlama materiallarından Stirling mühərrikini özünüz edə bilərsiniz. Və bu mühərrikdən müxtəlif məqsədlər üçün istifadə edə bilərsiniz. Nə qədər təxəyyül, istək və səbr kifayətdir.