Захваченный свет солнечной камеры

Задавались вопросом, может ли улавливание света в отражающей камере нагреть стержни достаточно, чтобы нагреть воду? Пытаемся придумать новые способы использования солнечной энергии.

Реф рис А.

Ответы (2)

Да, использование света может быть хорошим способом нагрева воды до пригодных для использования горячих температур, то есть от 50 до 80 градусов по Цельсию.

Важны два фактора: площадь поверхности вашего коллектора (которая выглядит довольно маленькой в ​​вашей конструкции) и эффективность системы.

Как правило, мы используем либо плоские пластины (большая площадь), либо (частично) вакуумированные трубки (высокая эффективность).

Солнечный свет составляет около 1 кВт на квадратный метр на поверхности при ярком солнечном свете, а эффективность теплового коллектора может быть в диапазоне 50-90% или около того. В зависимости от того, где вы находитесь, вы можете получать от 1 до 7 полных солнечных часов в день. Температура наружного воздуха, наклон коллектора, ориентация и широта — все это повлияет на результат.

Для дома в Великобритании солнечной тепловой энергии должно быть достаточно для небольшой установки, чтобы удовлетворить половину годовой потребности дома в горячей воде. Если вы можете использовать сезонные хранилища большего масштаба или находитесь ближе к экватору, вы можете увеличить эту долю.

Вот схема вакуумных трубок из статьи Википедии о солнечных тепловых коллекторах :

введите описание изображения здесь

Хороший ответ. Тем не менее, я думаю, стоит подчеркнуть, что «захват» света ничего не делает; это просто вопрос поглощения.
Вакуумные трубки отличаются высокой эффективностью, они минимизируют потери на проводимость, что может быть важно в холодном климате. Большие затраты на нагрев горячей воды солнечной энергией связаны с защитой от возможного повреждения замерзанием. Можно также использовать одноосевые концентраторы, такие как параболические желоба или линейные зеркала Френеля, чтобы концентрировать солнечный свет на трубчатом коллекторе. Концентрация допускает гораздо более высокую рабочую температуру, но требует некоторого механизма для отслеживания солнца.

Любое зеркало может отражать свет на поглощающий стержень и увеличивать передачу тепла к этому стержню. Однако «отражающая камера» звучит как черное тело, состоящее из отражающих поверхностей и нескольких поглотителей, и ЭТО менее эффективно пропорционально количеству отражений, прежде чем свет попадет на цель. Отражающие поверхности могут отражать на 95%, но все они будут поглощать, по крайней мере, НЕМНОГО света, поэтому поглощающие стержни не нагреваются. Также есть проблема со светом, который неизбежно рассеивается из апертуры, может просто попасть в ваши зеркала и выйти, так и не встретив ни одной цели.
Вот почему тщательная геометрия и направленность отражателей – это особенность хорошей солнечной печи; обычно падающий солнечный свет делает одно отражение, после чего попадает на цель. Поглощающая способность стержня (если он поглощает 95%, часть света теряется) можно увеличить, используя некоторые оптические приемы, например, сделав стержень черным в видимом свете, но белым в инфракрасном (это имитирует парниковый эффект).