TECHNISCHES PAPIER #30
 
 
                          UNDERSTANDING SOLAR
                             CONCENTRATORS
 
  
 
                                 Durch
                           George M. Kaplan
 
                          Technische Rezensenten
                          Dr. Thomas E. Bowman
                          Dr. Maurice Raiford
                              JESSE RIBOT
 
                            Illustrated Durch
                               Rick Jali
 
 
                             Published Durch
 
                                 VITA
                    1600 Wilson Boulevard, Zimmerflucht 500,
                      Arlington, Virginia 22209 USA
                 Tel:  703/276-1800 * Fax:   703/243-1865
                       Internet:  pr-info@vita.org
 
                   Understanding Solarer Concentrators
                         ISBN:  0-86619-239-5
              [C] 1985, Freiwillige in Technischer Hilfe,
 
 
 
                          PREFACE
 
 
Dieses Papier ist eine einer Folge, die von Freiwilligen in Technisch veröffentlicht wird,
Hilfe, eine Einführung für bestimmte Staat-von-der-Kunst bereitzustellen
Technologien von Interesse zu Leuten in Entwicklungsländern.
Die Dokumente werden beabsichtigt, als Richtlinien benutzt zu werden, um zu helfen
Leute wählen Technologien, die zu ihren Situationen geeignet sind.
Sie werden nicht beabsichtigt, Konstruktion oder Implementierung bereitzustellen
details.  People werden gedrängt, VITA oder eine ähnliche Organisation zu verständigen
für weitere Informationen und technische Hilfe wenn sie
Fund, den eine besondere Technologie scheint, ihren Bedürfnissen zu entsprechen.
 
Die Dokumente in der Folge wurden geschrieben, wurden überprüft, und wurden illustriert
fast ganz von VITA Volunteer technische Experten auf ein rein
freiwilliger basis. , den Einige 500 Freiwillige in die Produktion verwickelt wurden,
von den ersten 100 Titeln, die ausgestellt werden, und trägt ungefähr bei
5,000 Stunden von ihrem time.  VITA, die Personal Maria Giannuzzi einschloß,
als Redakteur, Suzanne Bäche-Behandlung-typesetting und Anordnung, und
Margaret Crouch als Projekt-Manager.
 
Der Autor dieses Papieres, VITA Freiwilliger George M. Kaplan, ist das
Präsident von KAPL Associates, ein Beratungsunternehmen, der sich in spezialisiert,
programmieren Sie und Projekt-Management, Forschung und Entwicklung, beim Planen,
Einschätzung, Energie, und Umgebung.  , den Die Rezensenten auch sind,
VITA volunteers. , von dem Dr. Thomas E.  Bowman Professor und Kopf ist,
die Maschinenbau-Abteilung beim Florida Institut von
Technologie in Melbourne, Florida. Dr. Maurice Raiford ist ein solar
Energie-Berater in Greensboro, Norden-Carolina.   Jesse Ribot ist
ein Energie-Analytiker und ein Berater, und hat in der Vorbereitung assistiert
von der VITA/USAID Djibouti Nationalen Energie-Einschätzung.
 
VITA ist ein Gefreiter, gemeinnützige Organisation, die Leute unterstützt,
das Arbeiten an technischen Problemen in Entwicklungsländern.   VITA Angebote
Informationen und Hilfe richteten bei behilflichen Individuen und
Gruppen auszuwählen und Gerät-Technologien eignen zu an ihr
situations.  VITA behält einen internationalen Anfrage-Dienst bei, ein
spezialisiertes Dokumentation-Zentrum, und ein computerisierter Dienstplan von
Freiwilliger technische Berater; leitet langfristige Feld-Projekte;
und veröffentlicht eine Vielfalt von technischen Handbüchern und Dokumenten.
 
                UNDERSTANDING SOLARER CONCENTRATORS
 
                von VITA Freiwilliger George M. Kaplan
 
 
I.  INTRODUCTION
 
Obwohl solare Energie-Forschung, Entwicklung, und Systeme-Experimente
wurde in den späten 1800s geführt und früh 1900s, es war
die scharfe Zunahme im Preis von Öl in 1974, die durch beschleunigt werden,
das Mittler-Ost Öl-Embargo das vorausgehende Jahr, das eskalierte,
nationale und internationale Anlage in solarer Energie.   Ins
Vereinigte Staaten und andere industrielle Länder, das technologisch
Werkzeuge und Förderungen produzierten während zweite Weltkrieg, das Nachkriegs
und Prosperität, die AMERIKANISCHE Kern Macht und der Raum
Programme, und andere technologische Leistungen wurden zu angewandt
solare Energie-Forschung und Entwicklung.  , den Das Ergebnis diese Forschung war,
welcher war zu Hinterhof-tinkerers begrenzt worden und klein
spezialisierte Gesellschaften, werden Sie zu Universitäten, nationale Laboratorien, gestrichen
und industry.  Die Bundes solare Budget-Rose von weniger
als $1 Million in früh 1970s zu über $1 Milliarde ins früh
1980s; das Budget ist jetzt ungefähr $200 Million, mit ungefähr $50,
Million für solare thermale Technologie.
 
Solare thermale Technologie sorgt sich hauptsächlich mit der Verwendung
von solarer Energie durch das Konvertieren davon, um zu heizen.   Im Konzentrieren
Art solaren Sammlers, solare Energie wird gesammelt und
konzentrierte, damit höhere Temperaturen erhalten werden können,; das
Begrenzung ist die Oberfläche-Temperatur der Sonne.   However, Konstruktion,
Materialien zwingen eine niedrigere, praktischere Begrenzung für Temperatur auf
capability.  Similarly, gesamte Tüchtigkeit von Energie-Sammlung,
Konzentration, und Beibehaltung, als es zu Energie-Preis erzählt,
zwingt eine praktische Begrenzung auf Temperatur-Fähigkeit auf.
 
Wenn solare Energie wäre, sehr konzentrierte sehr in ein winziges Volumen,
das Ergebnis würde eine kleine Sonne nähern.   Wenn die gleiche Energie
an einer dünnen Linie verteilt geworden, wäre die Linie kühler als
die kleine Sonne, aber noch heiß.   Wenn auf verteilt hat ein groß
tauchen Sie auf, die Oberfläche wäre weniger heiß als die Linie.   There sind
solarer concentrators, der Sonnenlicht in einen Punkt oder eine Linie konzentriert.
Dort nicht-konzentriert auch concentrators.  , den Jede Art vorgezogen hat,
Temperatur-abhängige Anwendungen.
 
Die Menge von Energie pro Einheit-Gebiet, das jährlich gesammelt werden kann,
durch einen concentrator hängt von der Positionierung des concentrator ab
verhältnismäßig zum sun.  treten Einige Arten von Sammlern hinreichend auf
(kosten Sie wirksam) wenn in eine feste Position gegangen ist.   Diese Sammler
hat Temperatur-Fähigkeit generell begrenzt, und stellt wenig bereit
oder keine Konzentration des einfallenden Sonnenlichtes.   Most concentrators
würden Sie so wenig Energie in einer festen Position sammeln, die sie müssen,
würde mit der Fähigkeit zu täglicher Fährte die Sonne von bereitgestellt
Morgen (Ost) zu Sonnenuntergang (West) kosten-wirksam zu sein.   Irgendein concentrators
kann nur wirksam vom Nachspüren beiden Sonne gekostet werden
täglicher Pfad und die jährliche Neigung der Sonne (welcher verursacht die Sonne
um zu scheinen, Deklination durch 47 einzuziehen [Grade] im Verlauf des Jahres) .  Thus,
concentrators nicht-spüren vielleicht nach, einzeln-Achse, die nachspürt, (welcher
Fährten Ost zu Westen), oder zwei-Achse, die nachspürt, (welcher spürt beide nach
nach Osten zu Westen und nach Norden zu Süden).   Two-axis, der nachspürt, stellt bereit das
maximale solare Energie-Sammlung, aber wird nicht wirksam für gekostet
die meisten Anwendungen oder Sammler-Designs.
 
Die U.S., die nationales solares Energie-Forschung-Programm die Welt geführt hat,
beide in Anlage und Breite von Programm.   Weil das Potential
AMERIKANISCHER Markt ist groß, das AMERIKANISCHE nationale Programm wurde bei gerichtet das
Inlandsmarkt und wurde ausdrücklich für Export nicht beabsichtigt.
So ist die AMERIKANISCHE Erfahrung nach der U.S. hauptsächlich anwendbar und
seien Sie vielleicht zu anderen Ländern ohne Modifikation nicht relevant.
 
Zum Beispiel für AMERIKANISCHE Anwendungen sind Spiegel-Typ-concentrators
mehr Preis wirksam als Linse-Typ-concentrators für klein, dazwischenliegend,
und große Systeme für Hitze-Generation und Verwendung.   Tracking
Systeme erscheinen für hoch-Temperatur-Anwendungen wirksamsten.
Aber die Effektivität in der U.S. ist vielleicht wegen
kultivierte Technologie, Erhältlichkeit geschickter Aufrechterhaltung,
Personal und Ersatzteile, eine ausgezeichnete unterstützende Infrastruktur,
lieber als ein eigener Vorteil von Spiegeln oder das Nachspüren
systems.  In einer weniger industrialisierten Umgebung, Linse-concentrators
beweisen Sie vielleicht geeigneter.
 
Obwohl die Bedingungen ", die Sammler " und " concentrator " austauschbar benutzt werden,
in diesem Papier sind die Bedingungen auffällig.   EIN Sammler
konzentrieren Sie vielleicht keine solare Strahlung, während concentrators sind,
betrachtete collectors. , den Kein Unterschied in diesem Papier gemacht werden wird,
außer wenn notwendig.
 
GESCHICHTE VON SOLAREM CONCENTRATORS
 
Die Vorstellung vom Konzentrieren von solaren Strahlen, um ein Ziel-Gebiet zu heizen hat
geworden wenigstens 4,000 Jahre gewußt.   In der Ton-Tablette-Periode
von Mesopotamien wurden polierte Gold-Gefäße wie man annimmt zu benutzt
entzünden Sie Altar, den fires.  Archimedes gesagt wird, Syracuse bewahrt zu haben,
von Invasion durch das Verbrennen der römischen Flotte mit konzentriert solar
Strahlen spiegelten von poliertem Metall wider.
 
Experimente, die Geschichte von Archimedes zu verifizieren wurden in aufgeführt
das siebzehnte Jahrhundert mit polierten Metall-Tellern.   Glas Linsen
wurde zuerst benutzt, um Eisen, Kupfer, Quecksilber, und andere Materialien zu schmelzen
von ihren Erzen im siebzehnten Jahrhundert.   Der achtzehnte
Jahrhundert brachte solare Brennöfen und solare Backöfen.   Advancing technisch-in
das neunzehnte Jahrhundert produzierte Dampf-Motoren und heiß
Luft-Motoren operierten mit solarer Energie.   Numerous solare Motoren
und solare Brennöfen wurden früh im zwanzigsten Jahrhundert konstruiert.
Experimentieren setzte in die 1930s vor dem Schmachten fort
als preisgünstige Fossil-Brennstoffe, insbesondere Erdgas, wurden,
überall verfügbar.
 
Das AMERIKANISCHE solare Energie-Programm wurde in 1970 als Teil von initiiert
die Forschung galt für Nationale Bedürfnisse (RANN) Programm von der U.S.
Nationales Wissenschaft-Fundament.  , als der sich Dieses Programm enorm ausdehnte,
ein Ergebnis vom Öl-Embargo von 1974 und dem Preis erhebt sich von Öl und
anderer fossiler fuels.  Als die Programm-Ziele, die von Forschung verwandelt werden,
und Entwicklung und später zu Kommerzialisierung, Programm-Verantwortung
schaltete zu anderen Bundes Agenturen um.  , den Das Programm jetzt ist,
Teil von der AMERIKANISCHEN Abteilung von Energie; der Fokus ist wieder auf
langfristig hoch-kosten Sie, risikoreiche Forschung und Entwicklung unwahrscheinlich
um von Industrie unternommen zu werden; Verantwortung für Kommerzialisierung
ist zu Industrie hinter umgeschaltet worden.
 
BEDÜRFNISSE, DIE VON DER TECHNOLOGIE GEDIENT WERDEN,
 
Solare concentrators stellen hohe Energie-Dichte solare Strahlung bereit
zu einem Ziel-Hörer, das Heben der Temperatur des Zieles so.
Das Abhängen vom Grad von Konzentration, die optischen Eigenschaften,
(solare Absorption und Strahlung) von der Ziel-Oberfläche, und das
die erfrischende Rate von Ziel, das folgende kommt vielleicht vor:
 
     o   das Ziel wird schmelzen (hohe Konzentration);
 
     o   , mit dem das Ziel eine Gleichgewicht-Temperatur erreichen wird,
         natürliches Abkühlen (bescheidene Konzentration); oder
 
     o    das Ziel wird eine Gleichgewicht-Temperatur mit erreichen ein
         zwang (das Zirkulieren) Kühlflüssigkeit (dazwischenliegende Konzentration).
 
Das erste Beispiel ist das von einem solaren Brennofen.  , den Die Sekunde vielleicht ist,
betrachtete einen solaren Herd oder solaren Backofen.   Im dritten Beispiel,
die geheizte Kühlflüssigkeit wird direkt als benutzt, zum Beispiel, heißes Wasser oder
dampfen Sie in Heimat oder industriellen Anwendungen, oder indirekt, als ein
Dunst (Dampf) Elektrizität zu erzeugen.   Im Fall von Elektrizität
Produktion, gewöhnliche Energie-Umwandlung-Geräte stellen bereit ein dazwischenliegend
Schritt-- Stiel-Drehung-- zwischen der geheizten Flüssigkeit und der Umwandlung
zu Elektrizität.
 
Wenn das Ziel des konzentrierten Sonnenlichtes ist, ein photovoltaisch
Zelle, oder eine Reihe von Zellen, Elektrizität wird direkt produziert werden.
Der Grad solarer Konzentration, Zell Umwandlung-Tüchtigkeit,
das Design der Zell Versammlung, und der Zell Material-Wille
bestimmen Sie wenn natürlicher Kreislauf oder gezwungenes Kreislauf Abkühlen ist
notwendig für tüchtige Bedienung der Zelle.   Currently, das
cost/unit-Gebiet eines concentrator ist weniger als die cost/unit-Zelle
area.  Als ein Ergebnis, concentrators werden benutzt, um Zell Gebiet zu reduzieren.
Wenn das Zell Gebiet weniger teuer als der concentrator werden sollte,
Gebiet, concentrators würden nicht verwandt werden.
 
Dieses Papier wird hauptsächlich mit concentrators für thermale Anwendungen fertig
lieber als für Anwendungen mit photovoltaischen Zellen.
Betonung wird auf Anwendungen in weniger entwickelte Länder gesetzt.
 
IIE. DIE OPERIEREN VON PRINZIPIEN
 
SONNENLICHT
 
Vor dem Diskutieren von concentrators sind einige Wörter über die Sonne in
order.  Jenseits der Atmosphäre der Erde die Intensität von Sonnenlicht
sind ungefähr 1,350 Watt pro quadratischer Meter (429 britische thermale Einheiten
[Btu] pro Stunde pro quadratischer Fuß).   Durchgang durch die Atmosphäre
braucht die Intensität wegen Absorption durch die verschiedenen Gase auf und
Dünste in der Luft und durch das Verstreuen von diesen Gasen und den Dünsten
und von Teilchen von Staub und Eis auch in der Luft.   Thus, Sonnenlicht,
das Erreichen der Erde ist eine Mischung von direkt (unscattered) und
zerstreuen Sie (verstreute) Strahlung.   Bei Meeresspiegel die Intensität ist
reduzierte zu ungefähr 1,000 watts/square-Meter (295 Btu/hour /
quadratischer Fuß) an einem hellen klaren Tag.  , den Die Intensität weiter reduziert wird,
an bewölkten Tagen.
 
Die meisten concentrators verwenden direkte Strahlung nur.   Diese concentrators
arbeiten Sie helle klare Tage, schlecht an dunstigen Tagen, gut weiter und
nicht bei allen an düsteren grauen Tagen, wenn die Sonnenlicht-Intensität ist,
reduzierte, und das Licht besteht hauptsächlich aus weitschweifiger Strahlung.
Noch ein begrenzender Faktor ist, daß die Sonne kein Punkt ist, sondern hat, ein
Durchmesser gleichwertig zu über Hälfte Grad von Bogen.   CONCENTRATOR
Design muß diesen Bogen betrachten.
 
ARTEN OHNE MARKENNAMEN UND VERWENDUNG
 
Obwohl die Diskussion, als die Deals mit concentrators folgt,
Wesen, concentrators sind nur ein Teil einer Energie-Sammlung
system. , nützlich zu sein die konzentrierten Strahlen müssen gelenkt werden
zu einem Ziel rief ein Hörer, in den die Strahlen konvertiert,
noch eine Form von Energie, Hitze.  , den Der concentrator und der Hörer müssen,
würde für optimale Aufführung zusammengepaßt.   Frequently, der Hörer ist
erwartete, Hitze zu einer Flüssigkeit mitzuteilen, so daß die Hitze ist,
verwandte oder dissipated.  Wenn der Haupt Zweck des concentrator
ist, Hitze wirksam zu erhalten, dann die Kombination von concentrator,
und Hörer muß vorsichtig entworfen werden, um streuen Tier zu reduzieren
Verlust von Energie von entweder dem concentrator oder dem Hörer.
 
Es gibt viele Wege, concentrators zu charakterisieren.  , den Diese einschließen,:
 
     o    Means von Konzentration-- Spiegelung oder Brechung
     o    Punkt, füttern Sie, oder das Nicht-konzentrieren
     o    Fixed oder das Nachspüren von concentrator
     o    Fixed oder das Nachspüren von Hörer
 
Mittel von Konzentration
 
Konzentration von Licht wird mit Spiegeln erreicht (Spiegelung) oder
mit durchsichtiger Linse (Brechung).   Cameras und kleine Fernrohre
benutzen Sie Linsen; große Fernrohre benutzen Spiegel.  , den EIN Spiegel widerspiegelt,
ankommendes Licht, damit der Winkel des widergespiegelten Strahles zu gleich ist,
der Winkel des einfallenden Strahles (Zahl 1).   Diese Verbindung auch

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Griffe, wenn der Spiegel geneigt wird, (Zahl 2).   EIN einzelner flacher Spiegel

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konzentrieren Sie nicht, sondern Konzentration kann erhalten werden, indem man überlegt,
die Spiegelungen vieler Spiegel.   Alternately, Konzentration,
kann durch das Biegen des Spiegels in erreicht werden ein vorgegeben
Form und das Verlassen auf den optischen Eigenschaften vom Resultieren
gebogene Oberfläche.
 
Die Linse verläßt sich auf dem Biegen (das Brechen) ankommendes Licht damit als zu
laufen Sie zu einem gewöhnlichen Fokus zusammen (Zahl 3).   Als die Größe der Linse

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Zunahmen, Linse-Dicke nimmt auch zu.   EINE Fresnel Linse (Zahl 4)

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behält die optischen Merkmale der üblichen Linse durch bei
das Behalten der gleichen Krümmung stückweise.   Dies erlaubt ein bedeutungsvoll
Verkleinerung in der Dicke und dem Gewicht der Linse mit nur
eine bescheidene Aufführung-Strafe.
 
Jede Methode von Konzentration hat Rückzüge.  , den Der Spiegel erfordert,
eine saubere glatte widerspiegelnde Oberfläche: reinigen Sie seit Staub-Teilchen
könnten Sie Licht weg vom Hörer verstreuen, oder könnte das Licht sein
teilweise aufgenommen durch einen dünnen schmutzigen Film; glatt weil Kontur
Fehler kann auch im Verpassen des Hörers resultieren.   Das Widerspiegeln
Material wird vielleicht auf die Oberfläche des Spiegels gesetzt (tauchen Sie zuerst auf,
Glauben Sie 5), oder hinter einer durchsichtigen Oberfläche (zweite Oberfläche,

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Glauben Sie 6) .  Silver ist der vorgezogene Rückstrahler mit materiell

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Aluminium second.  Silver ist gegen Entwürdigung durch sehr anfällig
Feuchtigkeit und in der Luft Verseuchungsstoffe.   Available schützende Überzüge
hat nicht wirksam für Silber in erster Oberfläche-Anwendung bewiesen.
Aluminium ist dauerhafter, aber weniger reflektierend.
Sekunde-Belag-Spiegel haben irgendeinen Energie-Verlust wegen Absorption von
beleuchten Sie neben der durchsichtigen Oberfläche, normalerweise Glas oder plastisch, als
das Licht ist einfallend und als es hat durch das Material widergespiegelt.
Niedrig-Eisen-Glas wird über hoch-Eisen-Glas vorgezogen weil
von reduzierter Absorption von Licht.   Wenn Plastik benutzt wird, muß es sein
stabilisierte gegen Entwürdigung durch das ultraviolette Licht von das
Sonne.
 
Wegen der größeren Dicke der Linse, der Grad von
Energie-Absorption ist von der zweiten Oberfläche höher als das
mirror.  Die Fresnel Linse, die gemacht werden kann, viel dünner als ein
übliche Linse, hat weniger Energie-Verlust wegen Energie-Absorption als
die übliche Linse.
 
Die Linse-Oberfläche muß auch sauber sein und muß für das Gleiche glätten
Gründe als für den mirror.  Fresnel wird Linse-Aufführung verbessert
wenn der senkrechte Teil bißchen oder keinen Neigung-Fehler hat.   Plastics
kann gebildet werden, um Fresnel Linse höherer Qualität zu produzieren und weniger
kosten Sie, als mit glass.  However plastische Linsen tendieren, sich zu verschlechtern,
unter ultraviolettem Licht und muß stabilisiert werden.
 
Zeigen Sie, füttern Sie, oder das Nicht-konzentrieren
 
Ein Kriterium für Auswahl eines bestimmten concentrator ist das
Grad von Konzentration und also Temperatur, die ist, zu sein,
achieved.  Als eine Regel, das Konzentrieren von Energie auf ein Punkt produziert
sehr hoher Temperatur hoch; und auf eine Linie, mäßigen Sie zu hoch
temperature.  Non-focusing concentrators produzieren niedrig zu mäßigen
Temperatur.
 
Point.  Der Parabol Schüssel-Rückstrahler (Zahl 7) verwendet das

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optische Eigenschaften der Parabol gebogenen Oberfläche zu konzentrieren
direktes Licht zum Brennpunkt.  , den Die Schüssel-Geometrie ist,
vertraut werdend für Auto-Scheinwerfer benutzt, Suchscheinwerfer,
Radar, und Übermittlungen von Sendung-Satelliten zu bekommen.
 
 
Üblich kreisförmig und Fresnel Linsen sind, zeigen Sie auch Fokus-concentrators.
Die Fresnel Linse ist in Verbindung mit verwandt worden
photovoltaische Zellen in mehreren Prüfung-Installationen ins Vereinigt
Staaten und im Ausland.
 
Die sich überschneidenden Bilder von vielen flachen Spiegeln können betrachtet werden
das Gegenstück von Punkt Konzentrieren.  , den Die im Brennpunkt stehende Form kein Punkt ist,
aber lieber das endliche Bild der Sonne, das weiter durch erweitert wird, das
Merkmale des Rückstrahlers materielle und verschiedene Fehler in
Herstellung und in der Genauigkeit von Bild-Überschneidung.   Figure 8

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illustriert die zentrale Hörer-Vorstellung worin heliostats (rundweg
oder leicht gebogene Spiegel bestiegen auf dem Nachspüren von Geräten) leiten Sie um
die Strahlen der Sonne zu einem Hörer oben auf ein Turm.   EIN 10-Megawatt
elektrische erzeugende Pflanze, die dieses Prinzip beschäftigt, ist gewesen
operierte erfolgreich in Kalifornien seit 1982.
 
Line.  Der Parabol Trog (Zahl 9) ist ein Beispiel von Linie-Fokus

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optics.   Die einfallende direkte Strahlung hat von widergespiegelt das
Trog zur im Brennpunkt stehende Linie die Länge des Troges.   zu maximieren
Energie-Sammlung der Trog wird entworfen, um den sun.  nachzuspüren Das
Trog wird vielleicht mit der im Brennpunkt stehende Linie laufend Ost-West orientiert,
Norden-Süden, oder Norden-Süden mit gleichzeitiger Neigung zur Sonne
(Polar Berg).
 
Jede Orientierung hat seine eigenen saisonbedingten und jährlichen Sammlung-Merkmale.
Niemand Orientierung wird universell vorgezogen (d.h.,
ist kosten-wirksamer).
 
Der Standard und die Fresnel Linsen können in linearer Form hergestellt werden
(Zahl 10) mit dem gleichen Quer Teil als die kreisförmige Linse, aber

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das Produzieren jetzt einer im Brennpunkt stehende Linie statt eines Brennpunktes.   Plastic
lineare Fresnel Linsen guter Qualität können leicht durch produziert werden
Fließpressen.
 
Die halbkugelförmige Schüssel (Zahl 11) ist noch ein Beispiel von linear

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im Brennpunkt stehenden Optiken. Anders als der Trog oder die Linse zwei-Achse Nachspüren ist
mandatory. , den Die halbkugelförmige Schüssel immer repariert wird, und der Hörer
macht den tracking. , den Die im Brennpunkt stehende Linie auf dem Linie Verbinden fällt,
das Zentrum der Sphäre mit der Sonne.  , den Die im Brennpunkt stehende Linie ist,
beschränkte zur niedrigeren Seite des Radius neben den optischen Eigenschaften
vom bowl. , Weil einige Strahlen die im Brennpunkt stehende Linie mit erreichen,
nur eine Spiegelung und andere erfordern mehrfache Spiegelungen, das
Intensität ist an der Länge der im Brennpunkt stehende Linie nicht uniform.
Glauben Sie 12 Shows ein 65-Fuß (19.7-Meter) Durchmesser experimentelle Schüssel

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das hat erfolgreich in Texas viele Jahre operiert.   Annual
Energie-Sammlung ist niedriger als für andere Sammler-Optiken und
dort scheint, keine entschädigende Vorteile zu sein, außer dem ist es
viel leichter für einen kleinen Hörer das Bild der Sonne nachzuspüren als es
ist für ein größer und viel schwererer concentrator.
 
Das Nicht-konzentrieren. Der halbkugelförmige Trog (Zahl 13) und die Fläche

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panzern Sie Sammler mit Booster-Spiegeln, sind Beispiele von concentrators
das ist nicht-focusing.  das Nicht-konzentrieren von concentrators macht nicht
konzentrieren Sie Sonnenlicht in eine bestimmte geometrische Form, aber spiegeln Sie wider
Sonnenlicht auf einen Hörer, das Vergrößern der totalen Menge so von
Sonnenlicht received.  Die Art vom Nicht-konzentrieren von concentrators
auch schließt concentrators ein, in dem der Fokus von armer Qualität ist.
Der zylindrische Sammler (Zahl 14), eine Variation von das

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halbkugelförmiger Trog, ist von Interesse weil der ganze Zylinder
wird vielleicht mit preisgünstiger, aufblasbarer Plastik hergestellt.
 
Eine einfache Methode vom Erreichen einer bescheidener Zunahme in Konzentration
auf einem großen Gebiet ist, Booster-Spiegel in Verbindung mit zu benutzen ein
flacher Teller-Sammler (Zahl 15).   Vor Mittag die Spiegel stehen gegenüber

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nach Osten; nach Mittag stehen sie nach Westen gegenüber.   Der Energie-Sammlung-Vorteil
von Boostern für einen flachen Teller-Sammler wird in Zahl 16 gezeigt.

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Reparierte oder das Nachspüren von Concentrators
 
Maximale Energie-Sammlung auf einer täglichen oder jährlichen Basis erfordert
von der Sonne nachspürend (oder das widergespiegelte Bild der Sonne) seit concentrators,
insbesondere jenes fähig von hoher Konzentration, verwenden Sie
nur direkter radiation.  Thus eine Parabol Schüssel, wenn spitz
bei der Sonne, hat Strahlen widergespiegelt, die durch den Fokus kommen. Als das
Sonne bewegt sich, einige der widergespiegelten Strahlen werden den Fokus verpassen und, in
Zeit, alle werden den Fokus verpassen.  , den Die Schüssel bewegt werden muß, um beizubehalten,
die widergespiegelten Strahlen beim Fokus.   Der zentrale Hörer,
Parabol Schüssel, Parabol Trog, übliche Linse, und Fresnel Linse
sind Beispiele vom Nachspüren von concentrator-Systemen.
 
Die halbkugelförmige Schüssel muß die Sonne ununterbrochen ebenso nachspüren.
Große Bowlsspiele sind auch unwieldly zum Bewegen.   Thus, der Hörer ist
bewegte ununterbrochen sich stattdessen. Es spürt die im Brennpunkt stehende Linie von nach das
Sphäre (das widergespiegelte Bild der Sonne) überall in der Tag.
 
Wie die halbkugelförmige Schüssel, der Russell, den concentrator repariert wird,
und der Hörer muß das Bild der Sonne nachspüren (Zahl 17) .  This

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concentrator besteht aus langen schmalen Spiegeln, wessen alle zentrieren,
fallen Sie auf der Umgrenzung eines Kreises.  , den Die Spiegel orientiert werden, damit
daß sich total widergespiegelte Bilder auf einen Punkt auf der gleichen Umgrenzung konzentrieren.
Als die Sonne die Fokus-Umzüge an der Umgrenzung bewegt.
Dem Winston Sammler wird normalerweise ein nicht-nachspürender concentrator betrachtet.
Seine Energie-Sammlung kann vergrößert werden, indem man nachspürt. Als
ein Trog-Typ-Sammler (Zahl 18), es besteht von ein Parabol

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Oberfläche, wessen Achse waagerecht ist, und wessen Brennpunkt ist nah
zur Oberfläche. Der Sammler wird häufig als ein paraboloid gefunden
in Form, aber kann auch in Trog-Form sein.  , den Der Sammler annimmt,
sowohl direkte, als auch weitschweifige Strahlung.   Der Annahme-Winkel (Winkel
von Annahme von Sonnenlicht) hängt von der Höhe der Parabel ab.
Das kürzer die Höhe, das größer der Annahme-Winkel und das
Periode täglicher Bedienung, aber das weniger die Konzentration und
maximale Temperatur-Fähigkeit.  The Sammler ist verwandt worden
als ein sehr wirksamer fester Sammler, der höher erreicht,
Temperatur als ein typischer flacher Teller-Sammler.
 
Reparierte oder das Nachspüren von Hörern
 
Der zentrale Hörer und Parabol Trog haben Hörer repariert,
wegen der optischen Merkmale der Systeme.   Das Parabol
Schüssel-Hörer wird normalerweise beim Fokus aufgestellt damit als zu bewegen
mit der Schüssel als die Schüssel spürt die Sonne nach.   Neither die Schüssel noch
der Russell Sammler-Fährte die Sonne, also müssen ihre Hörer
spüren Sie image.  der Sonne Der Winston Sammler nach, das zylindrisch
Sammler, und der flache Teller-Sammler mit Booster-Spiegeln ist
verwandte normal in reparierter Position und mit festem receivers.  Das
flacher Teller ist, natürlich, sowohl der Sammler als auch der Hörer.
 
Anderer Fester Concentrators
 
Es gibt viele einfallsreiche concentrators, die ganz gut funktionieren, und
kann in einigen Anwendungen wirksam gekostet werden.   Der cusp-Sammler
(Zahl 19), wessen Oberfläche-Geometrie ist der Ort der Position

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vom Ende einer Schnur als es von einer Leitung ausgewickelt wird, kann bereitstellen
eine bescheidene Konzentration geeignet für heißes Wasser.   EIN kegelförmiger Sammler
(Zahl 20) kann für den Winston paraboloid ausgetauscht werden,

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das Gewinnen von Einfachheit von Herstellung mit irgendeiner Aufführung-Strafe.
Ähnlich können flache Rückstrahler die Parabol Seiten vertreten
vom Winston Trog-Sammler.
 
Tisch 1 faßt die Merkmale und potentielle Verwendungen von zusammen das
concentrators beschrieben oben.
 
Tisch 1. Einteilung von Concentrators
 
               Type               Sonntages                Tracking    Fähigkeit von
Tippen Sie of         of     Lens oder     Concen-   Tracking  Hörer    Temperatur                     Typical
Concentrator   Focus   Spiegel      tration   (yes/no)  (yes/no)    ([Grade] C)   ([Grade] F)   Applications   Anmerkungen
 
Parabol      point   Spiegel     > 1000      yes       ja        >2638   >3000                   electricity    Kleinangelegte Anwendungen
tragen Sie                                             zwei-Achse                                         Hitze auf
 
Central        point   Spiegel     > 1000      yes       kein         >2638   >3000                   electricity    Großangelegte Anwendungen
Hörer                                         zwei-Achse                                         heat                          
 
Lens           zeigen    lens      > 1000     ja        ja        >2638  >3000                  , den electricity    mit photovoltaischen Zellen verwandten,
(rund)                                          zwei-Achse                                         Hitze
 
Parabolic      line    Spiegel        100       yes       kein          538     1000                   electricty     Can würden für beide klein benutzt und
Trog                                      ein-Achse                                              heat           große Systeme
 
Arrangierte Spiegel   line    Spiegel        100       no        ja         538    1000                   electricity    Can würden für beide klein benutzt und
beweglicher Fokus                                          ein-Achse                                    Hitze            große Systeme; nicht wirtschaftlich in
                                                                                                               AMERIKANISCHE Erfahrung
Lens           line    Spiegel        100       yes      ja          538     1000                   electricity    Kleine AMERIKANISCHE Erfahrung
(linear)                                        ein-Achse                                          Hitze
 
Sphere         line    Spiegel        80        no        ja         538    1000                   electricity    Awkward in großer Größe
                                                     zwei-Achse                                         
 
Cylinder       line    Spiegel        2         no        kein          121     250                    heat               
 
Cusp           line    Spiegel      1.5-2.5    kein         kein          121    250                     Hitze  
 
Winston        line    Spiegel       3-6      no        kein          121    , als der 250                    heat           Concentration abnimmt,
                                                                                                               acceptance Winkel-Zunahmen
Flacher Teller
mit booster  -area   -Spiegel      > 1        no        kein          121     250                    heat 
                       booster   und <2              
 
JÄHRLICHE ENERGIE-SAMMLUNG-TÜCHTIGKEIT
 
Sammler, die ihre Oberflächen beibehalten, die der Sonne gegenüberstehen, (direkt
angeln Sie für die meisten Sammler) haben Sie die höchste jährliche Sammlung
efficiency.  Die Parabol Schüssel und andere zwei-Achse, die Sammler nachspürt,
sind examples.  Der zentrale Hörer, obwohl eine zwei-Achse
beim Nachspüren von System, lenken Sie die heliostat-Rückstrahler nicht, um gegenüberzustehen
die Sonne, aber behält lieber einen Winkel zur Sonne bei damit das
Bild hat zum Hörer widergespiegelt.   Wie erwartet, seine Sammlung
Tüchtigkeit ist niedriger als die Schüssel.   Der Parabol Trog ist ein
einzeln-Achse, die System nachspürt,; so ist die Oberfläche gelegentlich nur
bei einem rechte Winkel zur Sonne und hat eine niedrigere jährliche Sammlung
Tüchtigkeit als der zentrale Hörer.
 
Feste Sammler mit dem Nachspüren von Hörern wie die Schüssel und
Russell Sammler herunterlassen Sammlung sogar efficiency.  Das
wenigste Tüchtigkeit wird von Winston und anderen festen Sammlern gezeigt
und Hörer.
 
Die theoretische jährliche Tüchtigkeit vom drei Hauptperson Konzentrieren
Sammler, die in den Vereinigten Staaten verwandt werden, sind 80 Prozent
für die Schüssel, 60 Prozent für den zentralen Hörer, und 43 Prozent
für den Parabol Trog auf einer jährlichen Basis.   Collector Tüchtigkeit
wird die Periode bestimmt, die sich vom Anfang an ausstreckt,
vom Nachspüren, wenn die Sonne zu 15 Graden über dem Horizont klettert,
bis das Nachspüren von Halten, wenn die Sonne unter 15 Graden bei verfällt,
das Ende vom day. , das Die Tüchtigkeit von direkter solarer Strahlung abhängt,
und System-Optiken.
 
Eigentliche Tüchtigkeit hängt von Spiegel oder Linse-Oberfläche-Genauigkeit ab,
Oberfläche-Staub und filmt, Energie-Absorption durch Linse oder mirror,  das
Eigenschaften vom Widerspiegeln, materiell, das Zeigen von Genauigkeit, Wirkungen,
von Temperatur-Variationen auf diesen Faktoren, Wetter-- das Einschließen
Wolken, Staub und Dunst, und so weiter.  , den Die Tüchtigkeit weiter ist,
reduzierte durch Hörer-Aufführung und Hörer-Teilsystem-Design,
einschließlich Sorge, die Verkleinerung von Hitze-Verlust von Leitvermögen gegeben wird,
Konvektion, und Strahlung.
 
III.  DESIGN VARIATIONEN UND ERFAHRUNG
 
PARABOL GESCHIRRE
 
Ein letztes Papier auf der Parabol Schüssel, die vom Düsenantrieb vorbereitet wird,
Laboratorium (*) beschreibt neun Designs, die von der U.S. finanziert werden,
 
(*) V.C. Truscello, " Status der Parabol Schüssel Concentrator,
Verfahren der Energie forschen und Entwicklung-Agentur-Konferenz
auf dem Konzentrieren von Solaren Sammlern, Georgia Institut von Technologie,
September 26-28, 1977  (Washington, D. C. :  U. S. Abteilung
von Energie, undatiert, zirka 1982-1983).
 
Abteilung von Energie, Acht privat-finanzierte AMERIKANISCHE Designs, und
10 Geschirre, die von anderen Ländern entwickelt werden.   Obwohl keine zwei Geschirre
ist gleich, sie fallen in vier Arten:
     
     1.   Rigid Rückstrahler.  , an den Die reflektierende Oberfläche befestigt wird,
         ein starrer gebogener structure.  Dies ist der Standard (Radar
         tippen) Struktur (Zahl 21).

25p20a.gif (437x437)


    
     2.   Pressure-stabilized Membrane.  , den Die reflektierende Oberfläche ist,
         befestigte zu einem flexiblen membrane, , der die Gestalt annimmt,
         einer starren, gebogenen Hilfs Struktur durch Schaffung von ein
         saugen zwischen der Membrane und structure.  Die Absicht ab
         werden gekostet durch das Reduzieren von Gewicht von Materialien von reduzieren
         Konstruktion (Zahl 22).

25p20b.gif (486x486)


    
     3.   Fresnel Linse oder Fresnel Spiegel.  , auf dem Die Linse gebaut wird,
         von mehrerem schmalem konzentrischem parts;  der Spiegel ist
         eine Folge von konzentrischem reflektierendem surfaces.  Die Absicht
         werden gekostet durch das Vereinfachen der zusammengesetzten Krümmung reduzieren
         des paraboloid (Zahl 23).
    
     4.   Secondary Rückstrahler.   EIN zweiter Spiegel, der vielleicht ist,
         hyperbolisch (*) (cassegrain) oder elliptisch (* *) (gregorian),
         spiegelt die Strahlen vom Parabol Rückstrahler zu wider ein
         Hörer hinter der Parabel. Die Absicht sollte ausschließen
         der schwere Hörer strukturelle Forderungen auf das
         tragen auf und auch leichtem Zugang zum Hörer zu ermöglichen
         für Aufrechterhaltung (Zahl 24).
 
Der starre Rückstrahler ist der populärste gewesen, weil es ähnelt,
aktueller Radar technology.  Das Shenandoah Projekt, eine AMERIKANISCHE Abteilung,
von Energie-Demonstration-Projekt verteilte nahes Atlanta, Georgia,
114 7-Meter-Durchmesser-Geschirre strichen mit einem reflektierenden Film
um 399 zu produzieren [Grade] C (750 [Grade] F) Dampf.  , den Der Dampf benutzt wurde, um zu erzeugen,
400 Kilowatt Elektrizität und Prozeß-Dampf bei 9.70 Kilogrammen
pro quadratischer centimeter  (138 Pfund pro quadratischer Zoll Stärke [psig])
für eine benachbarte Strickware-Fabrik.   Nach einigen Anfangsbuchstabe-Problemen,
das System operiert jetzt zufriedenstellend.   Das Projekt ist ein
gemeinsame Anstrengung von der AMERIKANISCHEN Abteilung von Energie, die örtliche Macht,
Gesellschaft, und die stricken-Kleidung-Fabrik.  , den Sein Ziel demonstrieren sollte,
die Durchführbarkeit von starr-Rückstrahler-Sammlern, kein Werbespot zu sein,
Prototyp.
 
(*) Eine Kurve, die vom Teil eines Kegel-Schnittes gebildet wird,
per einem Flugzeug, mit dem einen größeren Winkel macht,
die Basis als die Seite der Kegel-Marken.
 
(* *) Oval-formte.

25p19.gif (393x393)


 
ZENTRALE HÖRER
 
Das beste AMERIKANISCHE Beispiel eines zentralen Hörers ist Solares, ein Gelenk,
Projekt von der AMERIKANISCHEN Abteilung von Energie und zwei Südlichem Kalifornien
utilities.  Dieses 10-Megawatt, das elektrische Pilot Pflanze verwendet,
1,818 heliostats (oder Rückstrahler), jedes mit 41.8 quadratischen Metern
(450 quadratische Füße) von Sekunde-Belag Glas Spiegel.   Der heliostats
umgeben Sie einen Turm, auf dem der Hörer gefunden wird.   Most von das
heliostats werden südlich vom Turm gefunden.  , den Die Pflanze überstiegen hat,
seine genauen Angabe und operiert sehr erfolgreich.   Das Design
wurde auf einer 100-Megawatt-Pflanze gegründet und wurde dann zu 10 Megawatts reduziert.
Eine optimierte 10-Megawatt-Pflanze hätte wahrscheinlich ein ander
heliostat-Feld-Konfiguration.
 
Eine 100-Megawatt-Version (Solar 100) mit ähnlicher Technologie ist
werdend von den Nutzen betrachtet und annehmend staatliche Anlage
Kredite sind provided.  Ohne diese finanziellen Anreize, das
Pflanze wäre in den Vereinigten Staaten wegen des Fallen nicht ökonomisch
ölen Sie prices.  However, so eine Pflanze ist vielleicht in ander ökonomisch
Länder mit hohen Energie-Preisen.
 
Heliostats haben durch eine Folge von Designs, die reduzierten, entwickelt
das anfängliche Gewicht von über 97.6 kilograms/square-Meter (20
pounds/square bezahlen) zu ungefähr 39 kilograms/square-Meter (8 pounds/square
Fuß). Über 20 heliostat-Designs sind konstruiert worden und
tested. , den Die aktuelle Vorliebe für ein Sekunde-Belag-Glas ist,
spiegeln Sie auf einer Glas Unterstützung. Die AMERIKANISCHE Abteilung von Energie Solar
Energie-Forschung-Institut entwickelt einen leichten Rückstrahler
(plastic/silver/plastic) das verspricht, drastisch zu reduzieren
der Preis von heliostats.  Wenn sich entwickelt hat, das Material ist vielleicht von
Interesse für Verwendung in weniger-industrialisierten Ländern.
 
Heliostat Größe wird von Starrheit und Wind-Last-Anforderungen regiert.
Wegen der gegenwärtigen Preis-Elemente von heliostats (welche sind
beeinflußte durch die Tatsache, daß jeder heliostat sein eigenes Nachspüren braucht,
System), in den Vereinigten Staaten entwirft System, begünstigen Sie groß
heliostats. , den Die Verteilung von Preis-Elementen vielleicht in ander variiert,
countries. , Während nur größere zentrale Hörer wahrscheinlich zu sein sind,
ökonomisch in den Vereinigten Staaten, einige anspruchsvolle Entwicklungsländer
seien Sie vielleicht fähig, die kleinere Solare eine Technologie zu verwenden
wirtschaftlich.
 
LINSEN
 
Kreisförmige Linsen, ob üblich oder Fresnel, tendieren Sie, begrenzt zu werden
in Größe, viel wie die Parabol Schüssel.   Size wird auch durch begrenzt
aktuelle Fabrikation-Fähigkeiten.   Small Glas Linsen für Kameras
und Scheinwerfer sind verfügbar, wie größere plastische lenses.  sind, Aber
ein 7-Meter Durchmesser-Linse (eine Größe vergleichbar zum Shenandoah
Schüssel) ist bestimmt überall entweder in Glas nicht verfügbar oder plastisch.
In großen Größen wäre eine Glas Linse sehr schwer;   Plastik,
wahrscheinlich in einem Fresnel Design, ist wahrscheinlich zu sein das einzig praktisch
Linse, wenn available. , den Lineare Fresnel Linsen vielleicht dem Vorteil anbieten,
von Sein-fabricable in sowohl kleinen, als auch großen Weiten und Längen.
 
PARABOL TRÖGE
 
Eine bedeutungsvolle Anzahl Parabol Tröge ist entworfen worden,
baute, und prüfte, hauptsächlich mit privaten Fonds.  , den Viele Arten sind,
verfügbar auf den market.  Trögen unterscheiden Sie sich in ihr reflektierend
Materialien, strukturelle Materialien, Hörer-Vorstellungen, und so weiter   The
erreichbare Temperatur erreicht ungefähr 540 [Grade] C (1000 [Grade] F) .  The Designs
variieren Sie mit beabsichtigter Temperatur-Anwendung, seit Oberfläche-Fehler,
beim Nachspüren von Fehler, und Hörer-Ausfälle nehmen beträchtliche Wichtigkeit an
für ein hohes Temperatur-Design.
 
Tröge sind von vielen Bundes Demonstration-Projekten verwandt worden
industrielle Anwendungen mit Prozeß-Hitze zu versorgen und zu liefern
Dunst für geeignete kleine Motoren (z.B., Bewässerung-Pumpe-Geräte).
Alle Designs hatten anfängliche Probleme, normalerweise mit Materialien und nonsolar,
hardware.  Nach Reparatur oder Modifikation, Bedienung war zuverlässig
und successful.  Many föderativ-finanzierte Projekte, die zu tendiert werden,
würde geschlossen, als sie endeten und ließen wieder selten wegen Mangels an,
von ausdauerndem Interesse durch den Benutzer.   Eine ausgezeichnete Quelle von Informationen
auf privaten Trog-Herstellern sind die Solaren Energie-Industrien
Verband (SEIA) in Washington, GLEICHSTROM
 
Tröge sind vielleicht wegen ihrer verhältnismäßigen Einfachheit attraktiv.
Weil ihre Oberfläche-Krümmung eigenartig ist, nicht zusammengesetzt als für
Geschirre, Tröge werden leichter hergestellt.   EIN Sekunde-Belag
reflektierende Plastik mit haftender Unterstützung kann leicht auf gesetzt werden
der gebogene substrate.  EINE einfache Leitung oder Rohr wird hinreichend dienen
als der Hörer obwohl verschiedene einfache Techniken, wie ein
Glas Vakuum-Jacke um das Hörer-Rohr, wird Aufführung verbessern.
Einzeln-Achse Nachspüren ist weniger komplex als zwei-Achse
das Nachspüren.
 
 
IV. BESONDERE THEMEN
 
HÖRER
 
Das konzentrierte Sonnenlicht muß zu einer nützlichen Form von konvertiert werden
Energie, normalerweise heat.  Wenn gewünscht hat, Hitze kann zu Elektrizität konvertiert werden
mittels eines Motors und eines Generators.  , den Der Hörer sollte,
würde entworfen, um Hitze-Verlust zu minimieren.   Heat Verlust kommt durch vor
Strahlung zu einem kühleren Gegenstand; durch Konvektion-Strömungen, die geschaffen werden,
durch das Heizen von Luft in Kontakt mit der heißen Hörer-Oberfläche; und
durch Leitvermögen von den heißen Teilen des Hörers zu kälter
Teile und zu festen strukturellen Mitgliedern und Isolation.
Heizen Sie Beibehaltung durch den Hörer, wird durch das Decken des Hörers verbessert
mit einem wählerischen Überzug, der praktisch alle aufnehmen wird,
die konzentrierte Strahlung, aber Wille-reradiate verhältnismäßig
kleiner energy.  Furthermore, weil die totale Energie ausstrahlte,
hängt direkt vom ausstrahlenden Gebiet, das Hörer-Oberfläche-Gebiet, ab
sollen Sie sein, minimized.  Convection kann reduziert werden, indem man verhindert, das
Verdichtung von Luft-Strömungen, die Luft entfernen, die vom Hörer geheizt wird,
und versorgt fortgesetzten Hitze-Verlust mit dem Hörer mit kälterer Luft.
Ein durchsichtiges Fenster (Glas oder Plastik, die von Temperatur abhängt,)
können Sie Luft-Strömungen reduzieren.
 
Das Fenster führt anderen Hitze-Verlust und Hitze-Gewinn-Wirkungen ein.
Irgendeine Energie wird von der Front-Oberfläche und dem Hintern widergespiegelt werden
Oberfläche des Fensters und erreicht nie den Hörer.   Additional
Energie wird vom Fenster aufgenommen werden und wird den Hörer nicht erreicht werden.
Die innere Oberfläche des Fensters wird vielleicht mit einem Hitze-Spiegel gestrichen
wie Zinn-Oxid, das den Strahlung-Verlust durch das Widerspiegeln reduziert,
ausgestrahlte Energie hinter zum Hörer.   Etching der äußeren Oberfläche
von einem Glas Fenster reduziert die Spiegelung von der Oberfläche.
 
Isolation dient, Konvektion und Strahlung-Ausfälle von zu reduzieren
Teile des Hörers außerhalb des Pfades der ankommenden Strahlung.
Leitvermögen-Verlust wird reduziert, indem man den Querschnitt von verringert,
Strukturen in direktem Kontakt mit dem Hörer, und das arm Benutzen
heizen Sie Schaffner für diese Strukturen wo möglich.   Creating ein
saugen Sie zwischen dem Fenster ab, und werd der Hörer weiter reduzieren
Konvektion und Leitvermögen-Ausfälle.
 
Glauben Sie 25 Shows der reflectivity mehreren Spiegels systems.  Note

25p24a.gif (540x540)


nicht nur die Unterschiede in reflectivity, sondern auch, daß für einige
Materialien die widergespiegelten Energie-Stürze innerhalb eines kleinen festen Winkels *
(Zahl 26) .  These, für den Materialien ein kleines Ziel-Gebiet erlauben,

25p24b.gif (486x486)


Empfang der widergespiegelten Strahlen.  , Wenn ein größerer fester Winkel erfordert wird,
um die Spiegelung einzuschließen, dann ein Kompromiß zwischen
Ziel-Größe und Verlust widergespiegelter Strahlen müssen gemacht werden.   Energy der
wird nicht widergespiegelt, wird konvertiert, um bei der widerspiegelnden Oberfläche zu heizen.
Dies fordert vielleicht von bestimmten erfrischenden Anstrengungen, zu lindern oder auszuschließen
thermale Belastung.
 
PREIS
 
Concentrator Preis stellt nur einen Teil des Preises von dar ein
system.  Der Preis von der Quantität von Hitze lieferte bei das erforderlich
Temperatur ist die vorgezogene Methode vom Bestimmen von Preis.
Für ein gegebenes System, der Preis pro Million Kilowatt-Stunden, oder KWh
(pro Million Btu) normalerweise Abnahmen als die totale Anzahl von KWh
(Btu) lieferte Zunahmen d.h. als System-Größe increases.  Similarly,
der Preis pro Million KWh (pro Million Btu) ist wahrscheinlich zu sein
weniger bei niedrigeren Temperaturen als bei höheren Temperaturen.   im allgemeinen,
das höher die Konzentration und die Kompliziertheit, das höher das
Preis.
 
(*), Wenn Sie einen Winkel haben, man Seite von dem senkrecht ist und das
andere Seite nicht senkrecht, und diese Seite wird herum gedreht das senkrecht
(das Beibehalten des gleichen Winkels), der Winkel, der geschaffen wird, wird gerufen
der feste Winkel.
 
Preis wird häufig von Ankauf-Preis dargestellt, aber nicht immer.
Verkäufer reduzieren vielleicht das Verkaufen von Preis, um einen Markt durchzudringen, um auszudehnen,
Markt-Anteil, künftige Erzeugung-Wirtschaften zu erwarten und
kosten Sie Verkleinerungen, und potentielle Konkurrenz zu begrenzen oder auszuschließen.
Verkäufer mit einem Monopol oder eine vorgezogene Position verkauft vielleicht bei
höher als vernünftige Raten.   Sellers stand mit unbekannt gegenüber oder
unbestimmte Risikos und Verpflichtungen für das Produkt werden zu versuchen
übergeben Sie dem Erwerber das Risiko durch höhere Preise oder ander
Mittel.
 
In den Vereinigten Staaten werden viele solare Energie-Systeme wirksam gekostet
nur wegen Bundes und staatlicher Steuer-Politik zu unterstützen das
solare Energie industry. , den Diese Systeme zwei bis fünf Malen mehr kosteten,
als das Konkurrieren Energie-Systeme.   However, Energie kostet in viel
weniger-entwickelte Länder sind mehrere Zeiten größer als ins
Vereinigte Staaten, und deshalb werden Sonnensysteme vielleicht wirksam gekostet
in jenen Ländern.
 
In den Vereinigten Staaten, der Preis eines solaren thermalen elektrischen Systems
das Verwenden von relativ neuer Technologie und das Integrieren von Forschung
und Entwicklung-Preise würden von $10 zu ungefähr $30 pro Watt schwanken.
Das zentrale Hörer-Experiment in Kalifornien (Solares) Preis
ungefähr $15 pro Watt; ein vorgeschlagenes 100-Megawatt Pflanze Integrieren
die Lehren von Solarem und den Wirtschaften von ein nehmen Sie zehnfach zu
in Größe wird ungefähr $4 pro Watt zu kosten erwartet.   Heliostats wäre
über Drittel vom totalen Preis von Solarem, und wird erwartet
um der Preis der großen Pflanze um Hälften zu gehen.   (EIN Kohle-feuerte
elektrische Pflanze kostet ungefähr $1.00-$1.40 pro Watt von, installierte
Kapazität.)
 
Studien von Schüssel-Technologien zeigen Preise, die zu $50 pro schwanken,
Watt für das System, mit Schüssel-Preisen Drittel bis Hälften von
das System cost.   Dish, den Technologie hinter heliostat-Erfahrung gesund ist.
Parabol Tröge scheinen, ungefähr $538 breit pro zu kosten
Meter ($50 pro quadratischer Fuß) bei Gegenwart mit möglicher Verkleinerung zu
ungefähr $270 pro quadratischer Meter ($25 pro quadratischer Fuß) mit ein größer
market.  Again, diese Preise spiegeln nur Drittel bis Hälften wider das
System-Preis.
 
Von möglichem Interesse zu Entwicklungsländern ist die Klasse von
Sammler, die durchsichtige Plastik in zylindrischer Form mit benutzen, das
Rückstrahler-Film fand teilweise im niedrigeren Bogen und ein " schwarz "
Rohr fand beim focus. , zu dem Diese Art von Sammler erscheint,
Angebot niedriger cost.  Einige Versionen, die ein geräumtes Glas Rohr mit benutzen,
ein inneres geschwärztes kupfernes Rohr in " einmal durch " (gerades Rohr)
oder Bajonett-Stil ist in den Vereinigten Staaten kommerziell verfügbar
(Zahlen 27, 28, und 29).

25p26a0.gif (81x486)


 
Die halbkugelförmige Schüssel ist in Crosbyton, Texas, geprüft worden durch
die U.S.  Abteilung von Energy.  The Einheit, 20 Meter in Durchmesser,
produzierte hohe Temperaturen und hoher Druck-Dampf geeignet für
moderner Dampf turbines. , zu dem Die zusammengesetzte Krümmung schwierig ist,
bauen Sie, wie die zwei-Achse ist, die vom Hörer erforderlich nachspürt.
Aber ein nachspürender Hörer ist einfacher als ein nachspürender concentrator.
Die concentrator sind vielleicht in kleinerer Größe akzeptabler
und niedrigere Konzentration (Temperatur).   Die Verkleinerung in Konzentration
werden Sie Temperatur verringern, von der die Zahl vergrößert,
Materialien, die für den Hörer benutzt werden können, und lindert vielleicht Fabrikation
von der Sphäre.
 
Um solare thermale Technologien zu vergleichen, sollten Preise zu reduziert werden
gewöhnliche Basen wie Preis pro Watt elektrisch oder pro KWh (Btu) .  The
Basis sollte dazwischen unterscheiden, ermitteln Sie den Durchschnitt und Höhepunkt-Kapazität; das
Menge von Lagerung integrierte; Temperatur, wenn Hitze ist, das
gewünschtes Ende-Produkt; und die jährliche Energie lieferte.   Other
Technologien haben ihre eigenen Basen; photovoltaics-Verwendung kostete pro
Höhepunkt-Watt, und installierte Preis pro jährliche Kilowatt-Stunde, die produziert wird.
Elektrizität von Wind-Energie, sowie von ander solar elektrisch
Technologien, hat vielleicht anderen Wert zum Benutzer Abhängen
an der Zeit von generation.  sollten Diese Überlegungen eingeschlossen werden
in irgendeiner Einschätzung-Methodik für Auswahl von kosten-wirksam
Systeme.
 
V. COMPARING DIE ALTERNATIVEN
 
Einfache Fläche-Teller-Sammler sind der überall benutzten und am meisten
kosten-wirksame solare Sammler.  , den Ihre primäre Verwendung für häuslich ist,
und kommerziell (z.B., Krankenhäuser, Restaurants, und so weiter) heißes Wasser
Anwendungen; aber sie werden vielleicht auch in benutzt, wärmen Sie Systeme vor
für höhere Temperatur-Anwendungen.  , den Sie eine Temperatur erreichen können,
von ungefähr 38 [Grade] C (100 [Grade] F) über das Umgebungs durch das Erobern von Sonnenlicht,
das Konvertieren von Sonnenlicht zu heizen, und das Minimieren vorsichtig
unerwünschter Hitze-Verlust vom Sammler.
 
Flacher Teller (das Nicht-nachspüren normalerweise) Sammler sind die einfachsten zu
fabricate.  Simple, ungekünstelt, das Funktionieren Sammler kann
würde leicht mit einfachen Werkzeugen gebaut.   Care muß genommen werden, um zu verbessern
solare Sammlung und verhindert thermale Verluste.   Careful Verwendung von Einheimischem
Materialien zum maximalen Ausmaß möglich kann cost.  reduzieren Während
wählerische Absorber verbessern Aufführung und Ertrag höhere Temperatur,
fast irgendeine " schwarze " Oberfläche wird adequately.  Einige aufführen
einfache, preisgünstige Fläche-Teller-Sammler sind vielleicht besser als concentrators
für Temperaturen unter 93 [Grade] C (200 [Grade] F), insbesondere in
weniger-industrialisierte Länder.   Expectations besserer Aufführung
für Fläche-Teller (das Nicht-konzentrieren) Sammler über dem Konzentrieren
Sammler, für die gleiche Temperatur-Anwendung, sind nicht gewesen
verifizierte in practice. , den Die Erwartungen auf Verwendung gegründet wurden,
von sowohl direkter, als auch weitschweifiger Strahlung durch flache Teller-Sammler und
Verwendung von nur direkter Strahlung durch concentrators.
 
               BIBLIOGRAPHY/SUGGESTED LEKTÜRE LISTE
 
Berichte und Konferenz-Vorgänge
 
DOUGHERTY, D.A. Linie-Pocus Hörer-Hitze-Verluste. SERI/TR-632-868.
     Golden, Colorado,: Solares Energie-Forschung-Institut, Juli 1982.
 
MURPHY, L.M. Technisches und gekostetes Potential für Leichtgewichtler,
     Ausdehnen-Membrane Heliostat Technologie.   SERI/TP-253-2070.
     Golden, Colorado,: Solares Energie-Forschung-Institut, Januar,
     1984.
 
SCHOLTEN, W.B. Ein Vergleich von Energie-Lieferung-Fähigkeiten von
     Solare Sammler. McLean, Virginia,: Wissenschaft-Anwendungen,
     Inc., 1983.
 
Solares Energie-Forschung-Institut.   Solare Thermale Technologie-Einjährige Pflanze
     Einschätzung Bericht, Steuerliches Jahr 1983.  Golden, Colorado: Solar
     Energie Forschung Institut, August 1984.
 
TRUSCELLO, V.C. " Status der Parabol Schüssel Concentrator ".
     Proceedings der Energie forschen und Entwicklung-Agentur
     Conference auf dem Konzentrieren von Solarem Collectors.  Georgia Institut
     von Technologie, September 26-28, 1977.  Washington, GLEICHSTROM,:
     AMERIKANISCHE Abteilung von Energie, undatiert (zirka 1982-1983).
 
AMERIKANISCHE Abteilung von Energy.  Solarer Parabol Schüssel Jährliche Technologie
     Einschätzung Bericht, Steuerliches Jahr 1982.  DOE/JPL1060-63.  Washington,
     GLEICHSTROM: AMERIKANISCHE Abteilung von Energie, der 15. September 1983.
 
AMERIKANISCHE Abteilung von Energy/Sandia Laboratorien.   Proceedings von das
     Linie-Fokus solare Thermale Energie Technologie Entwicklung Konferenz,
     EIN Seminar für Industrie (September 9-11, 1980).
     Washington, GLEICHSTROM,: AMERIKANISCHE Abteilung von Energie, September 1980.
 
Bücher
 
Duffie, J.A., und Beckman, W.A. Solares Konstruieren Thermaler Prozesse.
     New York, New York,: John Wiley und Söhne, 1980.
 
Kreith, F., und Kreider, J.F. Prinzipien Solaren Ingenieurwesens.
     Washington, D. C.,: Hemisphäre-Verlagswesen AG, 1978.
 
LUNDE, P.J. Solares Thermales Ingenieurwesen.   New York, New York,: John
     Wiley und Söhne, 1980.
 
Meinel, A.B., und Meinel, PARLAMENTSABGEORDNETER Applied Solare Energie. Lesend,
     Massachusetts: Addison-Wesley Publishing HG, 1976.
 
                     SOURCES VON INFORMATIONEN
 
Staatliches Drucklegung-Büro               Viele staatliche Berichte
Washington, GLEICHSTROM, durch den 20402 USA-              verfügbar sind,
                                        dieses Büro.
 
Düsenantrieb-Laboratorium
4800 Eiche-Hain-Antrieb
Pasadena, Kalifornien 91103 USA
 
Nationale Technische Informationen           Quelle von Bundes
  Dienst                                Projekt Berichte
5285 Hafen Königliche Straße
Springfield, Virginia 22161 USA
 
Solarer Energie-Industrien-Verband      Liste von Herstellern
1717 Massachusses Avenue N.W.            mit Gesellschaften und
Washington, GLEICHSTROM 20036 USA-              Systeme
 
Solares Energie-Forschung-Institut          Informationen über alle
1617 Kraut-Boulevard-                     thermale Systeme
Golden, Colorado 80401 USA
 
AMERIKANISCHE Abteilung von Energie-              -Informationen auf allen
Büro Thermaler Systeme                thermale Systeme
1000 Unabhängigkeit Avenue,  S.W.
Washington, GLEICHSTROM 20585 USA
 
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