Параболический желоб
Параболический желоб представляет собой тип солнечного теплового коллектора , прямой в одном измерении и изогнутый в виде параболы в двух других, облицованный полированным металлическим зеркалом . Солнечный свет , попадающий в зеркало параллельно его плоскости симметрии, фокусируется вдоль фокальной линии , где расположены предметы, предназначенные для нагрева. В солнечной плите , например, пища помещается на фокальной линии желоба, который готовится, когда желоб направлен так, что Солнце находится в его плоскости симметрии.
Для других целей трубка, содержащая жидкость, проходит по всей длине желоба на его фокальной линии. Солнечный свет концентрируется на трубке, и жидкость нагревается до высокой температуры за счет энергии солнечного света. Горячая жидкость может подаваться по трубопроводу к тепловому двигателю , который использует тепловую энергию для привода машин или для выработки электроэнергии. Этот коллектор солнечной энергии является наиболее распространенным и наиболее известным типом параболического желоба.
Когда теплоноситель используется для нагрева пара для привода стандартного турбогенератора, тепловой КПД колеблется в пределах 60-80%. Общий КПД от коллектора до сети, т. е. (выходная электрическая мощность)/(общая падающая солнечная энергия), составляет около 15%, аналогично PV (фотогальваническим элементам), но меньше, чем у тарельчатых концентраторов Стирлинга . Крупномасштабным солнечным тепловым электростанциям необходим метод хранения энергии, такой как термоклиновый резервуар, в котором используется смесь кварцевого песка и кварцитовой породы для вытеснения значительной части объема в резервуаре. Затем он заполняется теплоносителем, обычно расплавленной нитратной солью .
По состоянию на 2014 год крупнейшие солнечные тепловые энергетические системы, использующие технологию параболических желобов, включают электростанции SEGS мощностью 354 МВт в Калифорнии, электростанцию Solana мощностью 280 МВт с накопителем тепла из расплавленной соли , проект Genesis Solar Energy мощностью 250 МВт , испанскую солнечную электростанцию Solaben мощностью 200 МВт. Станция и солнечная электростанция Andasol 1 . [1] [2]
Желоб обычно выровнен по оси север-юг и вращается, чтобы отслеживать движение солнца по небу каждый день. В качестве альтернативы желоб можно выровнять по оси восток-запад; это снижает общую эффективность коллектора из-за того, что солнечный свет падает на коллекторы под углом, но требует только выравнивания желоба с изменением времен года, что устраняет необходимость в следящих двигателях. Этот метод отслеживания приближается к теоретической эффективности в дни весеннего и осеннего равноденствия с менее точной фокусировкой света в другое время года. Ежедневное движение солнца по небу также вносит ошибки, самые большие на восходе и закате и наименьшие в полдень. Из-за этих источников ошибок параболические желоба с сезонной поправкой обычно проектируются с более низкимконцентрация прием продукт .
Параболо-лотковые концентраторы имеют простую геометрию, но их концентрация составляет около 1/3 от теоретического максимума при одном и том же угле приемки , то есть при одинаковых общих допусках системы ко всякого рода погрешностям, в том числе упомянутым выше. Теоретический максимум лучше достигается с более сложными концентраторами, основанными на первично-вторичных конструкциях с использованием неизображающей оптики [3] [4] , которые могут почти удвоить концентрацию обычных параболических желобов [5] и используются для улучшения практических конструкций, таких как концентраторы с фиксированным приемники. [6]
