Menu

Installation solarthermischer

Solarkraftwerk
Thermo

Was ist ein Heliostat?

Ein Heliostat ist ein Gerät, das im Wesentlichen aus einem animierten Spiegel einer bestimmten Rotationsbewegung besteht und dazu dient, die Sonnenstrahlen trotz der Bewegung der Erde in Bezug auf die Sonne in eine bestimmte Richtung zu lenken.

Was ist ein Heliostat?

In der Vergangenheit war es in vielen optischen Experimenten erforderlich, einen von einem Spiegel reflektierten Sonnenstrahl durch eine Reihe von Instrumenten zu leiten, die sorgfältig nacheinander auf einem Tisch oder einer horizontalen Bank installiert wurden. Aber die Sonne hat eine scheinbare kontinuierliche Bewegung, die während ihrer sichtbaren täglichen Zirkulation um die Achse der Welt einen der kleinen Kreise der Himmelskugel beschreibt.

In den Tagen des Frühlings- und Herbstäquinoktiums fällt dieser Kreis mit dem Himmelsäquator zusammen, wodurch der durch den Strahl beschriebene Kegel zu einer Ebene wird. Im Gegenteil, im Sommer und Winter, während der Sonnenwende, sind diese Kreise die kleinsten und die durch die Strahlen beschriebenen Zapfen die spitzesten. In Übereinstimmung mit einer solchen Bewegung des Sonnenstrahls während der Tagesbewegung dieser Leuchte wurden Heliostaten organisiert. Heliostaten sind Geräte, bei denen der Uhrmechanismus den Spiegel so dreht, dass der reflektierte Strahl lange Zeit seine ursprüngliche Richtung beibehält.

Wie ist das Design eines Heliostaten?

Das Design eines Heliostaten sollte so wirtschaftlich wie möglich sein, um wirtschaftlich mit anderen nicht erneuerbaren Energiequellen konkurrieren zu können.

Ab der Erstinvestition eines Solarkraftwerks liegen die Kosten für Heliostaten zwischen 30 und 50% des Anfangskapitals. Aus diesem Grund müssen die Herstellungskosten gesenkt werden, damit die Kosten der Kilowattstunde so wettbewerbsfähig wie möglich zu den Kosten des durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe oder Kernenergie erzeugten Stroms sind. Zusätzlich zu den Kosten sind der Prozentsatz des Sonnenreflexionsvermögens und die Umweltbeständigkeit Faktoren, die beim Vergleich von Heliostat-Designs berücksichtigt werden müssen.

Designalternativen

Eine einfache Alternative besteht darin, dass sich der Spiegel um eine polar ausgerichtete Primärachse dreht, angetrieben von einem mechanischen Mechanismus, häufig mechanisch, mit 15 Grad pro Stunde, um die Drehung der Erde in Bezug auf die Sonne auszugleichen. Der Spiegel ist so ausgerichtet, dass er die Sonnenstrahlung entlang derselben Polarachse in Richtung eines der Himmelspole reflektiert.

Es gibt eine senkrechte Sekundärachse, die es ermöglicht, den Spiegel gelegentlich manuell einzustellen, um die Veränderung des Sonnenabfalls mit den Jahreszeiten auszugleichen. Die Uhreinstellungen des Geräts können auch gelegentlich angepasst werden, um Änderungen in der Zeitgleichung auszugleichen.

Das Ziel kann sich auf derselben Polarachse befinden, die die Hauptdrehachse des Spiegels ist, oder ein zweiter stationärer Spiegel kann verwendet werden, um das Licht von der Polarachse zum Ziel zu reflektieren, wo immer es sich befindet. Diese Art der Montage- und Spiegeleinheit wird häufig bei Solarkochern wie Scheffler-Reflektoren verwendet. Für diese Anwendung kann der Spiegel konkav sein, um das Sonnenlicht im Kochgefäß zu konzentrieren.

Welche Anwendungen haben Heliostaten?

Der Heliostat wird aus verschiedenen Gründen in verschiedenen Anwendungen eingesetzt:

    1. Solarenergie In den Solarthermie-Anlagen des Heliostaten wird es verwendet, um die Sonnenstrahlen an einem bestimmten Punkt oder Bereich zu konzentrieren, an dem sich die Sonnenkollektoren befinden.
    2. Astronomie In der Astronomie wird dieser Mechanismus verwendet, um die Sonne zu beobachten, ohne die Ausrichtung des Beobachtungsapparats ändern zu müssen.
    3. Geodäsie Im Bereich der Geodäsie wird der Heliostat zur Übertragung von Lichtsignalen über große Entfernungen verwendet.

    In der Tat ist die wichtigste Anwendung von Heliostaten in Solarthermiekraftwerken, obwohl sie auch in einem Photovoltaikmodul angewendet werden kann. Dieses System hat zwei Vorteile:

    Andererseits müssen diese Vorteile der Unannehmlichkeit gegenübergestellt werden, die Investition in die Solaranlage zu erhöhen.

        Autor:

        Erscheinungsdatum: 22. Juni 2017
        Geändert am: 3. März 2020