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Solarkonzentratoren. Typen und Bedienung

Solarkonzentratoren. Typen und Bedienung

Ein Solarkonzentrator ist ein System zur Konzentration von Sonnenenergie. Diese Technologie wird in der thermischen Solarenergie eingesetzt.

Sein Betrieb basiert auf der Ausnutzung der Reflexion der Sonnenstrahlen durch reflektierende Oberflächen. Es ist normalerweise eine Anordnung von ausgerichteten Spiegeln. Ziel ist es, sie auf einen Empfänger mit geschlossener Größe zu konzentrieren.

In Solarkraftwerken wird diese Wärmeenergie zur Dampferzeugung genutzt. Dampf treibt Dampfturbinen an. Auf diese Weise wird die Strahlung mittels einer Wärmekraftmaschine in mechanische Energie umgewandelt. Diese Wärmekraftmaschine kann ein Stromgenerator sein und Strom erzeugen.

Durch den Einsatz von Solarkonzentratoren kann der Verbrauch fossiler Brennstoffe gesenkt werden. Daher ist es eine saubere Energie, die keinen Anreiz für den Klimawandel bietet.

Gegenüber klassischen Flachkollektoren ergeben sich folgende Vorteile:

  • Hohe Energieeffizienz. Konvektions- und Strahlungsverluste sind direkt proportional zur Empfängerfläche.

  • Wirtschaftlich. Die Baukosten bewegen sich hauptsächlich auf reflektierenden Oberflächen und relativen Zeigegeräten.

Arten von Solarkonzentratoren

Es gibt zwei Arten von Solarkonzentratoren, mit denen die Leistung der Solaranlage maximiert werden kann:

  • Zylindrische parabolische Solarkonzentratoren. Diese Parabolrinnenkonzentratoren haben eine einzigartige Krümmung. Aus diesem Grund werden sie als "2D" -Hubs bezeichnet. Dieses System erreicht Durchschnittstemperaturen zwischen 200 und 300 Grad Celsius.

  • Die paraboloiden Solarkonzentratoren der Revolution. Diese Naben haben eine doppelte Biegung. Aus diesem Grund werden sie als "3D" -Hubs bezeichnet. Diese Systeme ermöglichen Temperaturen von sogar mehr als 3273 Kelvin.

Die Sonne verfolgen

Eine der Schwierigkeiten dieser Systeme besteht darin, sicherzustellen, dass die Sonnenstrahlung den ganzen Tag über parallel zur Achse einfällt.

Sobald ein Solarkonzentrator gebaut wurde, wird ein Verfolgungssystem für die scheinbare Bewegung der Sonne (geführt von einem Steuerungssystem) benötigt.

Bei kleinen Solarkonzentratoren kann diese Überwachung der Sonne mit einem direkt auf den Konzentrator angewendeten Trackingsystem gewährleistet werden.

Deformationen der parabolischen Oberfläche treten bei großen Solarkonzentratoren auf. Diese Verformungen beeinträchtigen die Leistung. In diesen Fällen werden ein oder mehrere flache Zwischenspiegel verwendet. Sie werden Heliostaten genannt.

Anwendungen von Solarkonzentratoren

Die häufigste Verwendung ist die Stromerzeugung. Es gibt jedoch auch andere Techniken, um Wärmeenergie direkt zu nutzen.

1. Stromerzeugung

    Die Stromerzeugung ist die am weitesten verbreitete Anwendung von Solarkonzentratoren. Dies kann auf zwei Arten erreicht werden:

    1. Erzeugen Sie Dampf und treiben Sie Dampfturbinen an.

    2. Über einen Stirlingmotor, der an einen elektrischen Generator angeschlossen ist.

    Manchmal wird diese Technik auch zur Stromversorgung von Photovoltaikzellen verwendet. Es handelt sich also um Photovoltaik-Solaranlagen.

    2. Solarkocher

      Mit kleinen 3D-Hubs können Sie Solarkocher herstellen. Die Nabe kann zwischen 80 cm und 2 Meter liegen. Ein „Herd“ befindet sich im Schwerpunktbereich, in dem der Behälter mit dem zubereitenden Inhalt ruht.

      3. Industrielle Anwendungen

        Solarkonzentratoren ermöglichen es, Solarenergie in verschiedenen industriellen Anwendungen zu nutzen, beispielsweise in der metallurgischen Industrie.

        Zusammenfassung

        Solarkonzentratoren sind entfremdete Spiegelsysteme. Sie konzentrieren die gesamte Sonnenstrahlung auf einen einzigen Punkt. Dadurch können hohe Temperaturen erreicht werden. Durch diese konzentrierte Wärme können Dampf und Strom erzeugt werden.

        Autor:

        Erscheinungsdatum: 13. Mai 2015
        Geändert am: 3. Juni 2020