Параболическая солнечная тарелка

Типы параболических солнечных тарелок

Параболическая солнечная тарелка-концентратор использует солнечный свет для нагрева приемника в ее фокусе. Она имеет изогнутую отражающую поверхность (тарелку) и прочную опорную конструкцию (каркас). Существует четыре основных типа, в зависимости от размера, применения и достигаемой температуры.

• Маленькие солнечные печи

  Это компактные, портативные печи. Их диаметр составляет менее 2,5 метров. Они очень полезны для фермеров, туристов, организаций по оказанию чрезвычайной помощи, а также для домашних хозяйств в развивающихся странах, которые готовят пищу с использованием биомассы. Маленькие солнечные печи позволяют пользователям использовать бесплатную чистую солнечную энергию для приготовления пищи и выпечки на открытом воздухе, используя отражающие панели, которые концентрируют солнечный свет до высоких температур.

• Средние солнечные печи

  Средние печи имеют размер от 2,5 до 7,5 метров. Они предназначены для больших семей, общественных кухонь или учреждений. Люди используют их для приготовления пищи, нагрева воды и других тепловых нужд в местах с обильным солнечным светом. Средние солнечные печи имеют большую площадь сбора, чем маленькие. Поэтому они могут работать эффективно даже при частично облачном небе. Они предлагают экологически чистую альтернативу традиционным видам топлива для приготовления пищи в больших масштабах.

• Большие солнечные печи

  Они имеют диаметр более 7,5 метров. Их используют энергетические предприятия и промышленные предприятия, которые нуждаются в высокотемпературных процессах. Большие солнечные печи концентрируют солнечный свет для производства пара или горячих жидкостей в больших масштабах. Их высокая мощность делает большие солнечные печи жизнеспособной заменой ископаемому топливу в промышленных операциях. Эти системы сжигают топливо при недостаточном солнечном свете.

Особенности и функции параболической солнечной тарелки

Благодаря многочисленным недавним достижениям в области материаловедения и процесса преобразования энергии, конструкция параболической солнечной тарелки была оптимизирована для удовлетворения технологических требований, оставаясь при этом экономически эффективной. Это имеет важное значение для будущих энергетических систем. Давайте рассмотрим некоторые из характеристик и функций параболических солнечных тарелок:

• Преобразование солнечной энергии: Это одна из важнейших функций солнечных тарелок. Параболические тарелки работают, концентрируя свою большую отражающую поверхность на солнце и собирая все солнечное излучение на фокальной линии или точке. На этой линии или точке нагревается либо жидкость в трубах, либо приемник. Эта жидкость может быть водой, маслом или даже расплавленной солью. Полученное тепло затем используется для производства пара, который приводит в движение турбину, подключенную к генератору для выработки электроэнергии на центральной электростанции.
• Удержание тепла: Параболические тарелки должны быть построены таким образом, чтобы они могли удерживать тепло, получаемое от концентрированной солнечной энергии. Сводя к минимуму потери тепла, эти системы становятся более эффективными для преобразования энергии. Именно поэтому современные конструкции включают изолированные приемники, изготовленные из высокотемпературных материалов, таких как керамика или металлы с низкой теплопроводностью.
• Система слежения: Большинству систем солнечной энергетики требуется стабильное солнечное освещение в течение всего дня. Системы тарелок используют механизмы слежения для достижения этой цели. Надежная система слежения обеспечивает точную ориентацию на солнце, чтобы поддерживать максимальную концентрацию в любое время. Правильное позиционирование увеличивает количество энергии, доступной для преобразования в полезную работу (электроэнергию), тем самым повышая общую эффективность.
• Масштабируемость: Параболические тарелки бывают разных размеров и мощностей; следовательно, они могут быть развернуты в различных масштабах, либо как автономные единицы, обеспечивающие автономное электроснабжение, либо объединяться в более крупные массивы, образуя мини-сети или даже полномасштабные солнечные электростанции, удовлетворяющие самые разнообразные потребности в нагрузке.

Применение параболических солнечных тарелок

Этот солнечный нагреватель с тарелками широко используется в следующих секторах:

• Промышленность

  Солнечная энергия используется в промышленности для таких задач, как нагрев воды, производство пара и выполнение механических работ. Солнечные тепловые системы могут быть непосредственно интегрированы в промышленные процессы, заменяя традиционные ископаемые виды топлива или дополнительную электроэнергию. Промышленные здания, как правило, имеют большие открытые площади на своих крышах, которые можно использовать для установки солнечных панелей, а производство дополнительной горячей воды или пара с помощью солнечной энергии может сэкономить до 70% традиционных затрат на энергию.

• Сельское хозяйство

  Солнечная энергия используется в сельском хозяйстве для орошения, нагрева воды, переработки продуктов питания и снижения урожайности. Солнечные оросительные системы используют солнечные панели для питания насосов, которые закачивают воду из близлежащих источников для орошения в засушливые периоды. Эта энергия также используется в переработке продуктов питания, например, в кулинарии, сушке, пастеризации и охлаждении. Холодильные склады, работающие от солнечной энергии, помогают фермерам и предприятиям сохранять скоропортящиеся продукты и сокращать потери из-за порчи. Еще одним преимуществом этой энергии является ее вклад в сокращение выбросов парниковых газов и вредных выбросов. Используя возобновляемую энергию, подобную этой, можно минимизировать углеродный след сельскохозяйственных операций.

• Коммерческая сфера

  К этой сфере относятся предприятия, офисы и торговые центры, которые используют эти солнечные тарелки для нагрева воды для ванных комнат, бассейнов и общего пользования. Интегрируя такую возобновляемую солнечную энергию в свои операции, коммерческие предприятия могут сократить свои энергетические расходы, одновременно внедряя экологически чистые практики, которые помогают смягчить глобальное потепление.

• Параболические солнечные тарелки для домов

  Дома используют эти солнечные тарелки для нагрева воды и отопления помещений. Солнечные печи с тарелками очень эффективны и могут использоваться для выпечки, жарки и обжаривания. Они построены таким образом, чтобы вырабатывать электричество от солнечного света.

• Удаленные места

  Параболические солнечные тарелки используются в отдаленных местах для выработки электроэнергии, где нет подключения к сети. К таким местам относятся исследовательские станции, отдаленные сообщества и телекоммуникационные вышки. Они также используются для орошения, откачки воды и приготовления пищи в автономных и сельских районах.

• Электростанции

  Солнечные электростанции вырабатывают электроэнергию, которая может подаваться в электрическую сеть для обеспечения электроснабжения в солнечные дни. Эти солнечные электростанции, которые используют идеи концентрированной солнечной энергии (CSP), используют солнечные лучи для производства пара, который заставляет вращаться турбины, создавая электричество.

Как выбрать параболические солнечные тарелки

Выбор правильного типа солнечных тарелок должен быть направлен на получение максимальной производительности от параболических коллекторов. Это может быть достигнуто за счет четкого понимания типов солнечных тарелок и их функциональности.

• Солнечная печь: При выборе параболической солнечной печи следует обратить внимание на то, какие кастрюли и сковородки можно использовать. Чугун и нержавеющая сталь являются хорошим выбором, так как они могут выдерживать высокую температуру, которую производят некоторые солнечные печи. Избегайте использования алюминиевой посуды, так как при очень высоких температурах солнечные печи могут производить токсичные вещества. При выборе солнечной печи следует учитывать пищу, которую вы будете готовить. Более широкий ассортимент продуктов можно приготовить с использованием прочной посуды и чугунной посуды типа Le Creuset. Будет труднее получить и удерживать тепло при приготовлении пищи в хрупких кастрюлях или с антипригарным покрытием.
• Солнечные панели: При рассмотрении солнечных панелей важно обратить внимание на прочность и качество панелей, а также на гарантию и производственный допуск. Эти факторы окажут значительное влияние на производство и производительность параболической солнечной панели. Больше панелей и большая площадь поверхности тарелки могут улавливать больше солнечного света и повышать эффективность. Однако это увеличит стоимость и пространство, необходимое для ее установки. При выборе солнечной панели необходимо продумать ее установку, например, насколько легко панели можно интегрировать в существующие системы отопления. Важно выбрать местную поддержку и услуги по установке и техническому обслуживанию. Разные дома требуют разных вариантов, поэтому необходима индивидуальная подстройка в зависимости от уникальных потребностей в энергии и стоимости.
• Отслеживание против фиксации: Солнечная тепловая тарелка достигает более высоких температур, чем неподвижные коллекторы, потому что она более резко фокусирует солнечные лучи. Тем не менее, она также часто более дорогая. Тем не менее, при выборе между двумя типами важно учитывать такие факторы, как максимальная температура, выходная мощность и стоимость.

Вопросы и ответы о параболических солнечных тарелках

Вопрос 1: Каковы преимущества параболических солнечных коллекторов по сравнению с другими солнечными технологиями, такими как плоские коллекторы или фотоэлектрические системы?

Ответ 1: Параболические коллекторы более эффективны, чем плоские коллекторы, поскольку они могут концентрировать и достигать более высоких температур. В то же время фотоэлектрические системы преобразуют солнечный свет в электричество, а параболические коллекторы концентрируют солнечную тепловую энергию для целей нагрева.

Вопрос 2: Каковы ограничения или проблемы использования систем параболических солнечных тарелок?

Ответ 2: К ограничениям относятся: необходимость прямого солнечного света, что делает их менее эффективными в пасмурную или дождливую погоду. Требуются высококвалифицированные специалисты для установки и технического обслуживания. Они подходят для солнечных электростанций большого масштаба, а стоимость системы слишком высока по сравнению с другими солнечными технологиями.

Вопрос 3: Каковы экологические преимущества параболической солнечной энергии?

Ответ 3: Она помогает сократить выбросы парниковых газов, снизить уровень загрязнения воздуха и сохранить воду. Как и другие источники возобновляемой энергии, использование параболической солнечной энергии снижает зависимость от ископаемого топлива, способствуя повышению энергетической безопасности.

Вопрос 4: Какое будущее у солнечной энергии с использованием параболических тарелок?

Ответ 4: Будущие инновации включают: усовершенствование технологий и лучшую интеграцию приведут к более эффективному сбору энергии с надежными системами хранения. Системы тарелок будут совместимы с гибридными системами, в которых параболические тарелки работают совместно с другими возобновляемыми источниками, такими как ветровая энергия, для производства электроэнергии по требованию для промышленных применений или сетевых электростанций. Тарелки также могут быть объединены с биомассой с помощью процессов когенерации, что приведет к увеличению выработки пара для промышленных целей, одновременно обеспечивая производство пара при низких температурах с использованием вариантов рекуперации тепла отходящих газов - это позволяет иметь комбинированные тепловые и энергетические станции, расположенные ближе к месту нашего проживания.