CS224171B1 - Koncentrační kolektor slunečního záření - Google Patents

Abstract

Předmětem vynálezu je koncentrační kolektor slunečního záření určený k využívání slunečního záření k ohřevu teplonosného media v absorbéru, uspořádaném v místě fokální přímky lineární Presnelovy cocky. Soustřeďování slunečního záření na vhodný absorbér pomocí li neární Presnelovy čočky náleží k nejefektivnějším metodám využívání sluneční energie. Kolektor s Presnelovou čočkou se zpravidla navádí za sluncem tak, aby sluneční záření dopadalo kolmo na plochu Pres nelovy čočky a aby přímkový obraz slunce se promítal na povrch absorbéru. Mechanické zařízení pro změnu polohy celého kolektoru však snižuje efektivnost systému jednak vlastní spotřebou energie k pohybu kolektoru, jednak zvýšením požadavků na údržbu a obsluhu. Proto bylo již navrženo zjednodušit mechanické zařízení tak, aby

Description

Předmětem vynálezu je koncentrační kolektor slunečního záření určený k využívání slunečního záření k ohřevu teplonosného media v absorbéru, uspořádaném v místě fokální přímky lineární Presnelovy cocky.

Soustřeďování slunečního záření na vhodný absorbér pomocí lineární Presnelovy čočky náleží k nejefektivnějším metodám využívání sluneční energie. Kolektor s Presnelovou čočkou se zpravidla navádí za sluncem tak, aby sluneční záření dopadalo kolmo na plochu Presnelovy čočky a aby přímkový obraz slunce se promítal na povrch absorbéru. Mechanické zařízení pro změnu polohy celého kolektoru však snižuje efektivnost systému jednak vlastní spotřebou energie k pohybu kolektoru, jednak zvýšením požadavků na údržbu a obsluhu.

Proto bylo již navrženo zjednodušit mechanické zařízení tak, aby

224 171

- 2 224 171 navádění se provádělo pouze v azimutu při svislé poloze lineární Presnelovy čočky i absorberu anebo v kvasistacionámím režimu, kdy absorbér je orientován ve směru východ-západ. Ovšem v tomto případě se musí v několikadenních intervalech provádět oprava sklonu ce· lého kolektoru s ohledem na výšku slunce nad obzorem.

Společnou nevýhodou obou těchto opatření je vzrůst sklenutí pole lineární Presnelovy čočky, které při šikmém dopadu paprsků nabývá značných hodnot, čímž nastává rozostření obrazu. Dalším nedostatkem je nutnost zvětšit šířku absorberu pro zachycení koncentrované energie záření. Při šikmém dopadu záření ve směru fokály lineární Presnelovy čočky se obraz slunce pohybuje podél absorberu a proto k plnému využití koncentrované energie je třeba absorbér prodloužit. Zvětšení šířky absorbéru i prodloužení jeho délky vede ke snížení skutečného koncentračního poměru a ke zvýšení tepelných ztrát vyzařováním i prouděním.

Úkolem vynálezu je odstranit nedostatky uvedených známých zařízení, zejména zmenšit tepelné ztráty vyzařováním i prouděním, za mezit rozostření obrazu slunce a tím zachovat hodnotu dosaženého i

koncentračního poměru a konečně zjednodušením konstrukce snížit náklady na provoz a údržbu slunečního kolektoru.

Tento úkol je vyřešen předloženým vynálezem, jehož předmětem je koncentrační kolektor slunečního záření s lineární Presnelovou čočkou, soustřeďující sluneční záření na absorbér o účinné délce odpovídající účinné délce této čočky.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že absorbér je uložen přesta vitelně posuvně podél roviny kolmé k lineární Preanelově čočce a obsahující její fokální přímku. Řídící křivkou posuvného uložení

224 171 je kružnice se středem ležícím mezi lineární Fresnelovou čočkou a její fokální přímkou a o poloměru rovnajícím se 0,48 - 0,1 obrazové ohniskové vzdálenosti této čočky.

Na výkresXje znázorněno v šikmém pohledu schematické uspořádání jednotlivých prvků podle vynálezu.

Koncentrační kolektor slunečního záření podle vynálezu je obrá cen ke slunci plochou stranou lineární Presnelovy čočky 1, která soustřeďuje záření na pohyblivě uložený absorber 2» jenž v základní poloze splývá s fokální přímkou 2 této čočky 1.

Bylo zjištěno, že absorber 2 j^e třeba uspořádat přestavitelně posuvně v rovině 2 proložené středovou přímkou £ a fokální přímkou 2· Posuvné uložení absorbéru 2 v rovině 2 j^e určeno řídící kružnicí k, jejíž střed 2 leží v rovině 2 mezi fokální přímkou 2 a středovou přímkou £ a jejíž poloměr r se rovná 0,48 - 0,1 obrazově ohniskové vzdálenosti f lineární Presnelovy čočky 1.

Na výkres^je v dolní části zakreslena ekvidistantní kružnice k/se středem ⁰ poloměru v' stejně dlouhém jako poloměr r. Po té to kružnici k/se pohybuje druhý konec absorbéru 2· Obdobnou ekvidistantní kružnici sleduje každý bod absorbéru 2» takže jeho jednot livé polohy jsou navzájem paralelní a výsledný pohyb je posuvný po kruhové dráze. Absorber 2 ^se plynule nebo postupně přestavuje tak, aby se nacházel nejvýše při zimním slunovratu, nejníže při letním slunovratu a ve střední poloze při rovnodennosti.

Claims (1)

1. Předmět vynálezu

   224 171

   Koncentrační kolektor slunečního záření s lineární Presnelovou čočkou soustřeďující sluneční záření na absorbér o účinné délce odpovídající účinné délce této čočky, vyznačující se tím, že absorbér /2/ je uložen přestavitelně posuvně podél roviny /3/ kolmé k lineární Presnelově čočce /1/ a obsahující její fokální přímku /5/, přičemž řídicí křivkou posuvného uložení je kružnice /k/ se středem /S/ ležícím mezi lineární Presnelovou čočkou /1/ a její fokální přímkou /5/ a o poloměru /r/ rovnajícím se 0,48 i 0,1 obrazové ohniskové vzdálenosti /f/ této čočky /1/.