Конструктивные особенности и элементы технологии изготовления концентраторов

Конструктивно параболический упругодеформированный концентратор представляет собой металлический каркас, на котором закреплены пластины или ленты с отражающим покрытием. Каркас состоит из дугообразных шпангоутов, на которых установлены прямолинейные стрингеры. Координаты установки стрингеров совпадают с координатами точек, расположенных на заданной параболе с фокальным параметром p. Опорные для пластин плоскости стрингеров лежат в плоскостях, в которых находятся касательные к параболе в этих точках. На опорной плоскости каждого стрингера защемляется один из концов пластины или ленты. А другой, противоположный конец закрепляется на скользящей посадке на соседнем стрингере. Расстояние между стрингерами равно ширине ленты. Между несущими стрингерами может быть установлен корректирующий стрингер на расстоянии 60-80% от защемленного конца. На этом расстоянии находится участок наибольшего отклонения деформированной пластины от параболы. Корректирующий стрингер может поджатием пластины скомпенсировать это отклонение. Угловая погрешность этого участка не превосходит нескольких угловых минут, причем усреднённая по всей поверхности между стрингерами угловая погрешность находится на уровне δ ≈ 2’ . Методику расчета упругой линии пластины и ее отклонений от параболы можно найти в теориях сопротивления материалов.

Конструктивно цилиндрический пленочный откачной концентратор представляет собой герметичную дуговую полость, образованную с внутренней стороны отражающей поверхностью пленки, опирающейся на прямолинейные стрингеры, а с внешней стороны полость ограничена корытообразной жесткой металлической поверхностью, закрепленной на стрингерах и шпангоутах. Форма отражающей поверхности металлизированной пленки определяется газовым давлением и опорами по контуру. Псевдофокусное расстояние цилиндрического отражателя поддерживается неизменным благодаря управлению разностью давлений внутри и снаружи герметичной полости за счет связи по сигналам датчика положения „фокуса“.

Коэффициенты концентрации солнечной энергии

Одной из важнейших характеристик качества концентратора является достижимая при помощи его степень уплотнения солнечной энергии в приемнике излучения. Эта степень уплотнения оценивается средним коэффициентом концентрации C, который равен отношению суммарной мощности солнечной радиации, упавшей на поверхность концентратора, к мощности, поступившей в фокальную полосу приемника, или в конечном счете отношению площади входа в концентратор S0, к площади фокальной полосы S1 с учетом коэффициента отражения ηr, следовательно C =η1*S0/S1.

Если принимать во внимание, что реальные поверхности отражателей отклоняются от идеальных геометрических (параболических или цилиндрических) на локальные углы δ, то необходимо в отраженном луче к углу максимального отклонения солнечных лучей от параллельности, т. е. к половине угла видимого солнца α0, добавить удвоенный угол δ, что следует из законов геометрической оптики. Тогда при нормальном падении солнечных лучей на входную поверхность параболического гибкого концентратора с углом раскрытия и фокальным параметром p средний коэффициент концентрации будет равен для плоского приемника (типа фотоэлектрических преобразователей)

Для цилиндрического приемника

На рис. 1 представлены эти зависимости при значении a0 = 32’ и параметрах δ = 0 (кривые 1, 3), δ = 2’ (кривые 2, 4) соответственно.

Пленочные же концентраторы имеют сниженные значения концентрации в виду погрешности геометрической формы, но близки к этим показателям.