Konzentrierte Solarenergie für wirklich heißes Wasser

Thermische Sonnenkollektorenwandeln Sonnenstrahlung in thermische Energie um. Die meisten Menschen kennen Flachkollektoren auf Dächern, die solares Warmwasser und Heizung für das Haus liefern. Aber konzentrierte Solarenergie hebt die Warmwasserbereitung auf ein ganz neues Niveau, da die thermischen Temperaturen, die sie potenziell erzeugen kann, sehr hoch sein können.

Im Allgemeinen ist das Glas, das zum Abdichten und Abdecken der Absorberplatte und der Rohre im Inneren verwendet wird, häufig ein Glas mit niedrigem Eisenoxidgehalt, das antireflektierend ist, um Absorptions- und Reflexionsverluste zu reduzieren. Unabhängig von der Art des verwendeten Glases oder der Behandlung des Glases verringert die Verwendung eines Deckglases die Übertragung von Sonnenstrahlung auf die Absorberplatte, was deren Effizienz verringert.

Aber wir können die Energieabsorption erheblich verbessern durch Konzentrieren und Intensivieren von mehr Sonnenlicht auf dem Solarkollektor mithilfe einer Technik namens Concentrated Solar Power. loading=“lazy“ width=“280″ height=“210″ class=“card-img-top img-fluid p-1″ title=“Konzentrierte Solarenergie“ alt=“Konzentrierte Solarenergie“ />Parabolrinnen-Solarkonzentratoren

Concentrated Solar Power oder kurz CSP verwendet Spiegel, Reflektoren oder Linsen, um die Strahlungsenergie der Sonne in einem einzigen Strahl zu konzentrieren, um sehr hohe Temperaturen zu erreichen.

Ein einfaches Beispiel dafür, was konzentrierte Sonnenenergie ist, wäre ein Kind, das eine Lupe verwendet, um Sonnenlicht auf einen bestimmten Bereich darunter zu fokussieren, wodurch am Brennpunkt intensive Wärme erzeugt wird. Aber dieses Mal ist das Ziel des Konzentrators, Wasser zu erhitzen und nicht Ameisen oder andere solche unglücklichen Insekten, die sie finden.

Das Temperaturniveau, das mit standardmäßigen nicht konzentrierenden thermischen Flachkollektoren erreicht werden kann, ist begrenzt selbst mit High-End-Vakuumröhrenkollektoren, aber durch die Konzentration des Sonnenlichts können sehr hohe Temperaturen an einem bestimmten Punkt erzeugt werden, wodurch die Effizienz des Systems mit CSP, das sowohl in Heim- als auch in Industrieanwendungen installiert wird, erheblich gesteigert wird.

Der Konzentrationsfaktor, auch als „Anzahl der Sonnen“ bekannt, eines konzentrierenden Sonnenkollektors kann größer als 1.000 Sonnen sein, die Temperaturen am Brennpunkt des Empfängers (als „Ziel“ bezeichnet) erreichen. ) bis zu mehreren hundert oder sogar mehreren tausend Grad Celsius, abhängig von der Größe der Konzentrationsschale und ihrer Sonnenposition. Die erzeugte Wärme kann dann für herkömmliches Warmwasser oder zur Erzeugung von überhitztem Dampf verwendet werden, ähnlich einem Solarturm, um elektrische Generatoren anzutreiben.

Konzentrierte Solarenergie ist einfach in ihrem Design und verwendet reflektierende Materialien wie Spiegel und polierte Metalle. Solarkonzentratoren können sehr leistungsfähig sein, und die wichtigsten Arten von “Concentrated Solar Power” Systeme sind: Parabolrinnen und Parabolspiegel.

ParabolrinnenSystem, das auch als Linienkollektor bezeichnet wird, konzentriert die Sonnenenergie, indem es Spiegel innerhalb der Wanne verwendet, um die über die große Oberfläche der Wannen eingefangene Sonnenstrahlung zu fokussieren (oder umzulenken) und sie zu fokussieren, oder allgemeiner „konzentriert“. 8221; auf einen zentralen Brennpunkt, um die darin enthaltene Flüssigkeit zu erhitzen und heißes Wasser zu erzeugen. width=“148″ height=“121″ title=“Form des Parabolrinnen-Reflektors“ alt=“Parabolrinnen-Reflektor“ />

Der Parabolrinnenkollektor hat seinen Namen von der Tatsache, dass der Solarkonzentrator eine gekrümmte reflektierende Rinne ist, die das direkte Sonnenlicht auf ein einzelnes Rohr oder eine Platte reflektiert, die eine Wärmeübertragungsflüssigkeit, normalerweise Wasser, enthält. Das Wärmeleitrohr ist in seinem Brennpunkt oberhalb des Reflektors positioniert und verläuft parallel zu diesem. Das Wasser, das durch das Rohr fließt, wird durch das konzentrierte Licht erhitzt und dann in Warmwasserspeichern gespeichert.

Bei konzentrierten Solarstromsystemen vom kommerziellen Typ fließt eine wärmeleitfähige Wärmeübertragungsflüssigkeit, normalerweise Öl, durch einen Wärmetauscher, der Dampf erzeugt, um einen herkömmlichen Dampfgenerator zur Stromerzeugung zu betreiben. Sonnenkollektorfelder entstehen, wenn diese konzentrierten Sonnenkollektoren modular sind, was bedeutet, dass sie in Reihen miteinander verbunden werden können, um mehr Warmwasser zu produzieren, als durch eine einzelne Rinne erzeugt werden kann.

Jede Parabolrinne kann geneigt und frei bewegt werden, so dass sie den Sonnenstand verfolgen und den Fokus der Sonnenstrahlung den ganzen Tag über auf das Rohr halten kann, wodurch die empfangene Sonnenenergie um mehr als das Zweifache erhöht wird, was mehr bedeutet Gesamtwärme pro Quadratmeter Solarrinne.

Parabolic Dish, auch als Distributed-Point-Focus-System bekannt, verwendet eine große, reflektierende Schüssel, die in ihrer Funktion einer TV-Satellitenschüssel ähnelt Fokussieren Sie das Licht auf einen Empfänger, der über der Schüssel positioniert ist. Die parabolisch geformten reflektierenden Spiegel konzentrieren die Sonnenstrahlung auf einen zentralen Brennpunkt, um die konzentrierte Sonnenenergie zu erhöhen.

Wie der Parabolrinnenkonzentrator ist die Parabolschüssel beweglich, sodass sie die Position der Sonne am Himmel verfolgen kann, sodass ihre einfallenden Strahlen immer senkrecht zum Aperturbereich sind und eine optimale Fokussierung beibehalten wird.

Am Brennpunkt befindliches Wasser wird erwärmt und in das Haus gepumpt, wo die Wärme in das Haus abgegeben und zum erneuten Erhitzen zum Solarkonzentrationspunkt zurückgeführt wird.

Die Hauptverwendung eines Parabolspiegelreflektors besteht darin, die Menge des Sonnenflusses auf den Brennpunkt der Schale zu erhöhen, wodurch viel mehr Wärmeenergie erzeugt wird. Parabolspiegelsysteme können auch als Teil einer anderen Solartechnologie verwendet werden, die als Stirlingmotorgenerator bezeichnet wird. Sowohl das Dish- als auch das Stirling-Motorsystem werden zur Stromerzeugung verwendet.

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Wir haben gesehen, dass Solarkonzentratoren polierte oder verspiegelte Reflektoren haben, die das Sonnenlicht auf einen zentralen Punkt fokussieren. Concentrated Solar Power (CSP)-Technologien konzentrieren Sonnenenergie, um Hochtemperaturwärme zu erzeugen, die dann mit Parabolspiegeln in Strom umgewandelt wird, die für industrielle, kommerzielle und private Anwendungen verwendet werden. Aber die Konzentration von Solarenergie dieser Art ist nicht garantiert und kein 24-Stunden-Prozess, da die Sonne nicht immer scheint.

Obwohl konzentrierte Solarenergie viele Vorteile gegenüber einem herkömmlicheren Flachkollektor oder Vakuumröhrenkollektoren für die Erzeugung von solarem Warmwasser hat, gibt es selbst an den sonnigsten Orten der Welt mehr als einen Tag Wolkendecke.

Außerdem, Staub, Vögel, schlechtes Wetter und zeitweiliges Sonnenlicht tragen alle zu Ineffizienzen bei dieser Art von System bei, was zu einer erhöhten Reinigung der reflektierenden Rinnen und Schalen führt.

Einer der Hauptvorteile von Solarkonzentratoren gegenüber anderen Standard-Solarthermiesystemen ist, dass sie viel weniger Platz benötigen. Wenn Sie beispielsweise das Sonnenlicht auf Werte von 100 Sonnen konzentrieren können, könnten Sie möglicherweise einen Sonnenstrahl erzeugen, der 100-mal mehr Energie hat als das normale alltägliche Sonnenlicht. Das bedeutet dann, dass ein Solarkonzentratorsystem mit 100-facher Sonnenvergrößerung potenziell 100-mal kleiner sein könnte als ein herkömmliches solarthermisches Design.

Concentrated Solar Power, das entweder Parabolrinnen oder Parabolrinnen verwendet Gerichte verbrennt keine fossilen Brennstoffe und erzeugt bei der Umwandlung der Sonnenenergie keine Treibhausgasemissionen. Sie sind auch eine bewährte Technologie und zuverlässig. Solarkonzentratoren haben eine erreichbare maximale Konzentration, die durch den Einsatz von anspruchsvolleren oder ausgefeilteren Konzentratoren und Tracking-Systemen weiter erhöht werden kann.

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